（土木工程专业论文）京沪高速铁路填筑路基施工工艺与压实质量检验研究.pdf

西南交通大学工程硕士学位论文第1 页 摘要 高速铁路要为列车的高速行驶提供一个高平顺性和稳定性的轨下基础， 而路基作为轨道结构的基础，必须具有强度高、刚度大、稳定性和耐久性好， 并能抵抗各种自然因素的影响，在运营条件下将线路轨道的设计参数保持在 要求的标准范围之内。选择何种经济、安全、有效的填筑施工工艺和质量检 验方法以保证高速铁路的正常运营，是目前急需解决的问题，也是本文主要 解决的问题。 本文选择宁沪段代表性填料下蜀粘土，在室内改良优化试验的基础上， 进行现场填筑试验，研究满足高速铁路路基技术参数要求的路基填筑施工工 艺标准，包括改良填料的粉碎、拌和、压实工艺及质量检验方法等；从技术、 经济上对不同类型壤料的路堤进行综合比较评价。 最后在填筑路基的施工工艺参数、改良土压实质量检验验收标准等方面 提出指导高速铁路路基设计及施工的有关建议。 关键词：高速铁路：路基：填筑：施工工艺 西南交通大学工程硕士学位论文第1i 页 a b s t r a c t h i g hs p e e dr a i l w a ym u s tp r o v i d e sal o w e rt r a c kf o u n d a t i o no fh i g hk i l t e r a n ds t a b i l i t yf o rt h eh i g hs p e e do ft r a i n s ，b u ta st h es u b g r a d eo ft r a c kc o n t r a c t u r e ， t h er o a d b e dm u s tb eo fh i 出s t r e n g t h ，h i g hr i g i d i t y ，w e l ls t a b i l i t ya n de n d u r a n c e a n da l s oi ts h o u l dr e s i s tv a r i o u se f f e c t so fn a t u r a lf a c t o r s i ts h o u l ds e l e c t e c o n o m i c ，s a f ea n de f f e c t i v ec o n s t r u c tt e c h n i c sa n dw a yo fq u a l i t yt e s ts o a st o e n s u r et h eo r d i n a r yo ft h eh i g hr a i l w a y s on o w a d a y si ti sc u r i o u st os o l v et h i s q u e s t i o n ，m e a n w h i l ei ti st h i st h e s i s sm a j o rp r o b l e m i nt h i sp a p e r ，i tw a ss e l e c t e dt h er e p r e s e n t a t i v ef i l l i n g so fc l a yo nn i n g h u o nt h eb a s eo fm e l i o r a t i v eo p t i m i z a t i o ni n d o o rt e s t ，w eh a v ec a r r i e dt h r o u g ht h e s i t ef i l l i n gt e s t ，a n da l s os t u d i e dt h es t a n d a r d so fs u b g r a d e f i l l i n gc o n s t r u c t t e c h n i c s ，w h i c hm e e t st h ed e m a n d so fh i g hr a i l w a ys u b g r a d et e c h n i c sp a r a m e t e r s ， i n c l u d i n gc r u s h ，m i l l ，p r e s st e c h n i c so fm e l i o r a t i v ef i l l i n g sa n dw a y so fq u a l i t y t e s t ，a n ds oo n c o m p r e h e n s i v ec o m p a r ee v a l u m ef r o mt e c h n o l o g ya n d e c o n o m y t ov a r i o u so ff i l l i n gs u b g r a d e s b a s eo nt h er e s u l to fa n a l y s i s ，t h e np u tf o r w a r ds o m es u g g e s t i o n so fd e s i g n a n dc o n s t r u c to fh i g hr a i l w a ys u b g r a d e si n s t r u c t o ra b o u ts t a n d a r d so fs u b g r a d e f i l l i n gc o n s t r u c tt e c h n i c sa n dt h ep a r a m e t e r so fh i g hr a i l w a ys u b g r a d et e c h n i c s k e y w o r d s ：h i g hr a i l w a y ；s u b g r a d e ；f i l l i n g s ；c o n s t r u c tt e c h n i c s 西南交通大学工程硕士学位论文第1 页 1 1 前言 第1 章绪论 高速铁路要为列车的高速行驶提供一个高平顺性和稳定性的轨下基础， 而路基作为轨道结构的基础，必须具有强度高、刚度大、稳定性和耐久性好， 并能抵抗各种自然因素的影响，在运营条件下将线路轨道的设计参数保持在 要求的标准范围之内。选择何种经济、安全、有效的填筑施工工艺和质量检 验方法以保证高速铁路的正常运营，是目前急需解决的问题。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 路基填料分类及质量控制要求 1 2 1 1 路基填料分类的依据及方法 自然界的土是在各种不同环境下形成的，其成分组成、结构以及物理、 水理、力学性质千差万别，再加之成土作用所经历的年代不同，因而土的种 类繁多。在工程建设中为了正确评价土的工程特性，以便采取合理的设计、 施工方案，必须对土进行工程分类。 目前，同本、德国、法国等及我国工程界各部门对于土质分类法尚无统 一完整的体系。但对土质分类的原则基本类似，土质分类的依据主要为：土 颗粒组成及特征、土的塑性指标、土中有机质含量。如：日本按颗粒试验( 粒 径大小试验，粗细颗粒试验) 、稠度试验( 液限、塑限) 等土质试验结果，按 土质分类的方法确定土的分类体系。我国铁路路基设计规范对填料土质 也进行了较系统的分类，并根据其划分路堤填料组别。 1 2 1 2 国外高速铁路路基填料质量控制标准 路堤填料必须满足：( 1 ) 压实施工容易；( 2 ) 压缩性小：( 3 ) 外力( 列车荷载、 地震、降雨) 作用下保持稳定；( 4 ) 作为路堤上部填料还必须具有合适的弹性。 日本对路堤不同部位填料的质量要求如下：上部填土：a 组、b 组，改 良的c 组、改良的d 1 组及改良的v 组。下部填土：最大限度地就地取土， 但是d 2 组以及以下类型的土原则上不可以使用：膨胀土、酸性白士、温泉 余土等膨胀性岩土。蛇纹岩、泥岩等吸水膨胀易风化的岩石。高有机质土等 压缩性高的土。冻土。使用的路堤填料不能满足填料所需的条件时，其处理 措施之一就是进行改良处理。不满足条件的填料一般是指c 组、d 1 组、v 西南交通大学工程硕士学位论文 第2 页 组中的土。改良方法一般包括：水泥改良处理、石灰改良处理。 1 2 1 3 京沪高速铁路路堤填料质量控制标准 按照铁路路基设计规范路堤填料分类标准，在京沪高速铁路线桥 隧站设计暂行规定中，规定了路堤填料质量控制要求如表1 - 1 所示： 表1 1 京沪高速铁路路堤填料质量控制标准一览表 路堤上部( 基床底层) ：a 、b 组填料及改良土。 路堤下部：a 、b 、c 组填料或改良土。 1 2 2 相关施工工艺 为保证改良剂与粘性土拌和的均匀性，改良土拌和前应首先对原填料进 行粉碎。粘性土的粉碎方法主要有两种：一是灰土破碎机粉碎，二是轮式拌 和机粉碎，采用筛分法对粉碎质量检验结果分析表明，灰土破碎机的粉碎质 量要优于轮式拌和机。 改良填料拌和是改良土路堤填筑施工中非常重要的一个环节，改良剂与 粘性土拌和的均匀性，直接影响改良土的实际改良效果。目前对改良填料拌 和常用的方法归纳为两种：厂拌法和路拌法。对拌和质量检验可以采用e d t a 剂量滴定分析方法。 路堤填筑压实是路基工程的一个关键程序，有效地压实路堤填筑土才能 保证路基工程的施工质量。改良填料或原填料经初平、整形检验合格后，就 要对填料进行及时碾压。影响路堤压实的主要参数包括：填料含水量、松铺 层厚度、碾压机械性能参数及碾压遍数、滞压时间等。 各国对路堤填筑压实质量的检验方法及标准有所差别，但期望通过压实 来满足路堤的稳定，减少沉降以及对基床要具有足够的刚度等这些目的是一 致的。因此，从本质上讲，路堤填筑质量控制的重点应放在施工全过程的每 西南交通大学工程硕士学位论文第3 页 一道工序上，而填筑压实质量检验应尽量简单、快捷并有针对性，这也是各 国不断探索压实质量检验新技术、新方法的主要目的。 目前国内外对路堤压实质量检验基本可分为二类，一类是密实度检验， 包括压实度、压实系数，相对密度、孔隙率等等。这些指标与土的基本性状 有着直接的联系。因此，它能准确地反映填土被压实的程度，是路堤填筑压 实检验中使用历史最久，应用最广的检验指标，检验方法主要有环刀法、灌 砂法、核子密度仪法等。但这些物理指标仅能间接反映土层的力学性能，因 此，除需检验压实系数以外，仍需检验被压实土体的力学指标；第二类是力 学指标检验，主要包括地基系数k 。变形模量、动态变形模量、动刚度，承 载比试验等。由于它反映路堤填土的强度、变形性能。因此，可根据这些指 标直接评价路堤的承载能力，判断能否满足线路上部结构对路基的要求。另 外，影响填土力学强度最重要的因素是填料本身的物理力学性质，若单纯采 用强度指标来评判压实质量是不严密的。而勘测设计过程中在选择填料时采 用合理的力学指标来评判填料的质量是非常重要的。目前我国公路部门已经 把承载比( c b r ) 试验作为路基填料选择的依据，并纳入相应的规范中。 1 3 选题意义 高速铁路要为列车的高速行驶提供一个高平顺性和稳定性的轨下基础， 而路基作为轨道结构的基础，必须具有强度高、刚度大、稳定性和耐久性好， 并能抵抗各种自然因素的影响，在运营条件下将线路轨道的设计参数保持在 要求的标准范围之内。发达国家通过对高速铁路几十年的研究和实践，为有 效地控制路基工程的变形，在高速铁路路基结构形式、路堤填料质量控制要 求及施工填筑压实标准等方面已经形成了系统的规范标准。我国将要建设的 京沪高速铁路，通过吸收国外高速铁路的经验教训并结合我国铁路发展的现 状，进行了大量的前期研究工作，并制订了京沪高速铁路线桥隧站设计暂 行规定，在这其中，对京沪高速铁路路基结构形式、路堤填料质量控制及施 工填筑压实等提出了严格的规定。同时对全线进行了多次勘测调查、可行性 研究、初步设计及技术设计等工作。通过对徐州至上海段沿线填料分布状况 的调查分析，可利用的填料可归纳4 种类型：硬质岩岩块类、软岩及风化岩 石碎块类、粉土类、粘土类。 其中粘土类型填料沿线分布较广，数量大，是全线的主要填料类型。其 岩性为第四系上更新统( q 3 ) 粘土，这类高塑性粘土，工程性质较特殊，在普 西南交通大学工程硕士学位论文第4 页 通铁路中因其引起的路基基床病害相当普遍。常见的病害有：基床翻浆冒泥、 路肩鼓胀、路堑侧沟壁挤出等。该类填料一般属c 组填料，长江以北部分属 d 组填料。按照京沪高速铁路线桥隧站设计暂行规定大部分填料满足路 堤下部填料质量要求，但符合路堤上部基床底层填料质量要求的数量较少， 在技术设计中，多采用第四系粘性土经改良处理后用作基床底层填筑，徐宁 段用于基床底层的改良土为6 0 4 5 万方，宁沪段为4 8 6 1 万方。因此，有必 要研究并选择相关施工工艺和路基压实质量的检验方法，这对指导高速铁路 的设计与施工，保证高速铁路的正常运营具有重要理论与实际意义。 1 4 论文研究内容及研究思路 1 4 1 论文研究内容 ( 1 ) 收集国内外相关资料。包括高速铁路路基结构形式，填料质量控制 要求，不良填料改良方法及其填筑施工工艺，压实质量检验方法等相关资料。 ( 2 ) 现场调查取样。对镇江下蜀粘土进行室内试验，研究填料的物理力 学特性。选择确定改良剂类型，进行室内改良配比、物理力学性质等项试验。 ( 3 ) 对下蜀粘土及其改良填料进行现场填筑试验。通过对水泥改良土、 生石狄改良土、熟石灰改良土、加筋土、不改良土五种不同填料类型的现场 填筑试验，从技术上、经济上、施工工艺等方面进行研究评价，对高速铁路 的设计、施工提出建议和意见。 ( 4 ) 研究满足高速铁路要求的压实施工工艺及压实质量检验方法、评判 标准等。对水泥、石灰改良土进行原填料粉碎、拌和的施工工艺的试验研究， 提出合理的施工参数及评判标准。 1 4 2 论文研究思路 选择宁沪段代表性填料下蜀粘土，在室内改良优化试验的基础上，进行 现场填筑试验，研究满足高速铁路路基技术参数要求的路基填筑施工工艺标 准，包括改良填料的粉碎、拌和、压实工艺及质量检验方法等；从技术、经 济上对不同类型填料的路堤进行综合比较评价，提出指导高速铁路路基设计 及施工的有关建议。 西南交通大学工程硕士学位论文第5 页 以上主要研究思路可以用图1 一l 表示： 现场勘察取样 h 现场填筑试验研究h 室内改良试验研究 j & 料粉碎t 艺填料拌和t 艺填料鹾实t 艺填料压实质量 歼究珂f 究研究检验方法研究 ii & 料粉碎r t 艺填料拌和工艺填料压实工艺填科压实质量 数参数参数榆验方法 l 京沪高速铁路路基填筑施工工艺压实质量检验方法 图1 - 1 主要研究思路流程图 1 5 主要工作及时间安排 ( 1 ) 收集国内外相关资料。大量收集相关文献资料，主要为国内外铁路、 高速公路等有关道路工程填筑压实质量检验方法的标准、规范及最新的研究 动态等等。 ( 2 ) 现场调查取样和室内试验。 ( 3 ) 现场填筑试验。 ( 4 ) 施i i 艺及压实质量检验方法、评判标准等研究。 f 5 1 论文撰写 西南交通大学工程硕士学位论文第6 页 第2 章工程概况 2 1 京沪高速铁路徐州至上海段填料分布状况及工程性质 京沪高速铁路徐州至上海段经过江苏、安徽、上海二省一市，全长 6 3 2 k m ，徐州至南京段主要位于黄淮冲积平原、淮河一、二级阶地、长江一、 二级阶地和局部低山丘陵区。路基土石方工程中，填方为2 9 7 0 2 1 万方，挖 方为3 3 1 1 8 万方。该段路基填料分布情况如下： 徐州至棠张段：路基填料均由鸡毛山和洞山两处集中取土，填料为白云 质灰岩，属a 组填料。 棠张至大店段：设集中取土场七个，分别为曹村镇取土场、栏杆镇国艺 场取土场、蚌埠铁路分局采石场弃碴、安徽白云矿弃碴、蒿沟孙瓦房取土场、 大店镇昌圩子取土场、大店镇大顾家取土场。填料性质主要有：第四系全 新统( q 4 ) 冲积砂粘土、粘砂土，属c 组填料；第四系上更新统( q 3 ) 粘土， 具弱膨胀性，属c 、d 组填料；采石场弃碴，属b 组填料。 大店至大庙段：设集中取土场五个，分别为齐庄取土场、方坑取土场、 陈坝取土场、王庄取士场、徐家岗取土场。填料性质主要为第四系全新统( q 4 ) 和上更新统( q 3 ) 粘土，分别属c 、d 组填料。 大庙至珠龙段：d k 2 5 4 + 0 0 0 以北设集中取土场三个，分别为风阳殷涧镇 一顶山取土( 石) 场、定远刘铺乡青岗取土场、定远岱山镇大董取土场。除风 阳为钙质片岩，属a 、b 组填料，其它两处为第四系上更新统( q 3 ) 粘土，属c 、 d 组填料。d k 2 5 4 + 0 0 0 以南沿线利用挖方作填料，填料性质为花岗岩极严重 风化层和千枚岩，属c 组填料。 珠龙至南京段：d k 2 9 0 + 0 0 0 以北移挖作填，珠龙至d k 2 8 0 + 0 0 0 沿线分 布千枚岩、泥质砂岩、第四系上更新统( q 3 ) 粘土，属c 、d 组填料。d k 2 8 0 + 0 0 0 d k 2 9 0 + 0 0 0 沿线分布安山岩、石灰岩等属a 、b 组填料。d k 2 9 0 + 0 0 0 至南京， 设集中取士场三处，分别为皖东水泥厂新庄采石场弃碴、蚌埠铁路分局滁州 采石场弃碴、南京铁路分局南京采石场弃碴，三处弃碴主要成分为灰岩，属 a 、b 组填料。 南京至上海段主要位于长江及支流冲积阶地、宁镇丘陵区及长江三角洲 平原区。路基土石方中：填方1 5 1 3 3 l 万方：挖方4 3 4 7 0 万方。该段路基填 料分布状况如下： 西南交通大学工程硕士学位论文第7 页 南京至丹阳段：主要为移挖作填，填料类型有：第四系上更新统( q 3 ) 粘 土，属c 组：石灰岩、石英砂岩等岩碴，属a 、b 组填料。泥质砂岩、页岩、 长石英砂岩及闪长岩风化物，属c 组填料。 丹阳至常卅i 段：集中取土场为镇江东坎山取土场，填料性质为：第四系 上更新统( q 3 ) 粘土，属c 组填料。 无锡至上海段：设集中取土场，为苏，z t 市阳山取土场、其填料性质为： 泥质砂岩、石英砂岩风化碎块夹粘性土，属c 组填料、第四系中下更新统 q 卜2 粘土，属c 组填料。 从京沪高速铁路徐州至上海段填料分布状况分析，沿线可利用的填料可 归纳如下类型： 第一类：硬质岩岩块类：主要分布在丘陵区路堑挖方及采石场弃碴，岩 性主要有：石英砂岩、灰岩、白云质灰岩、安山岩等等，该类属a 、b 组填 料，级配良好时，可直接用于路堤填筑。 第二类：软岩及风化岩石碎块类：主要分布在丘陵山区路堑挖方，苏州市 阳山取土场等，成分为：千枚岩、页岩、泥质砂岩、长石砂岩，泥质砂岩及 石英砂岩风化碎块，闪长岩、花岗岩等岩石风化物。该类填料一般应属c 、 d 组填料。 第三类：粉土类：主要分布在黄淮冲积平原，岩性为第四系全新统( q 4 ) 粘砂土，砂粘土，属c 组填料。 第四类：粘土类：主要分布在长江高阶地岗地区及丘陵山坡坡脚附近， 该类型填料沿线分布较广，数量大，是全线的主要填料类型，其岩性为第四 系上更新统( q 3 ) 粘土，通称：下蜀粘土，局部丘陵坡脚分布的属第四系中下 更统( q l 2 ) 粘土。该类填料一般应属c 组填料，长江以北部分为d 组填料。 综上所述，全线填料类型较多，但a 、b 组填料较少，大部分属c 组填 料，部分为d 组填料。按照京沪高速铁路线桥隧站设计暂行规定大部分 填料满足路堤下部填料质量要求。但满足路堤上部基床底层填料质量要求的 数量很少，在技术设计中，一般采用经改良处理后的第四系粘性土用于基床 底层填筑，徐宁段用于基床底层的改良土为6 0 4 5 万方，宁沪段为4 8 6 1 万 方。 因此有必要选择代表性工点进行路堤填筑试验。针对不同类型填料的试 验资料，从技术、经济等方面进行综合评价。研究改良土粉碎、拌和及压实 施工工艺的试验成果及路堤压实质量的检验方法。这对指导高速铁路的设计 西南交通大学工程硕士学位论文第8 页 与施工具有重要意义a 2 2 已有的基础研究工作 通过对下蜀粘土物理力学性质的室内试验研究，认为含水量对土体的强 度、变形模量有非常显著的影响，当其含水量接近最优含水量时，可以获得 较高的压实强度和变形模量。含水量增大时，力学强度、变形模量明显降低。 而当其在浸水饱和情况下，强度衰减幅度达9 0 左右。因此下蜀粘土属于一 种水稳性较差的高塑性粘土，这种性质决定了用作高速铁路路基填料必须慎 重对待。必须采取针对性的措施处理，如：在填筑施工中严格控制含水量， 用作基床底层填料时宜采取改良或隔水措施，对其边坡采取加强防护措施。 土壤改良是指在原土壤中添加某种材料，使之与土壤发生一定的物理化 学反应，以改变原土的物理力学性质。路堤填料改良是将粉碎的土和其它添 加剂、水进行充分拌合后，再用机械压实养护而形成稳定的路堤。目前常采 用的添加剂主要有：石灰、水泥、粉煤灰、沥青、合成固化剂、合成树脂等。 综合分析各种改良方法已有成果和经验教训，考虑京沪高速铁路沿线被 改良土质的特性、料源、施工设备以及试验成果的推广前景等各种条件，本 次室内改良试验选用的改良剂有：石灰( 生、熟石灰) 、水泥、固化剂、粉煤 灰。代表性土样取自京沪高速铁路宁沪段镇江东坎山取土场的下蜀粘土。 本次试验石灰( 包括生石灰、熟石灰) 、水泥与土掺合重量比分别为3 、 5 、7 、9 四种类型，固化剂与土掺合质量比分别为2 、3 二种类型， 粉煤灰与土的掺合重量比分别为1 0 、1 5 、2 0 三种类型。试验项目包括 改良土的物理性质、粒度分析、水理性质、无侧限抗压强度和土的膨胀性指 标测定等。 西南交通大学工程硕士学位论文第9 页 第3 章现场填筑试验工程概况 按照京沪高速铁路路基结构形式及填料改良优化研究b ( 徐沪段) 科 研合同要求，选择宁沪段代表性填料下蜀粘土，在室内改良优化试验的基础 上，进行现场填筑试验。验证室内试验成果，研究满足高速铁路路基技术参 数要求的路基填筑施工工艺标准，包括改良填料的粉碎、拌和、压实工艺及 质量检验方法等。从技术、经济上对不同类型填料的路堤进行综合比较评价， 提出指导高速铁路路基设计及施工的有关建议。 为了达到上述目的，以满足试验工点地基条件与京沪高速铁路宁沪段相 似，填料工程性质与镇江东坎山取土场下蜀粘土接近的要求为基本原则，经 过调查、勘察，确定新长铁路海安藕塘段d k l 8 + 9 2 0 d k l 9 + 2 2 0 正线长3 0 0 m 作为现场填筑试验路堤，附近峭歧村砖瓦厂作为试验路堤集中取土场。 3 1 试验工程类型及完成主要工作量 试验路堤填高4 6 7 m 5 1 3 m 。路堤地基采用粉喷桩及塑料排水板二种地 基处理方案。路堤填料可分为：水泥改良土、加筋土( a 、b ) 、不改良土、 生石灰改良土、熟石灰改良土五种类型。 路堤地基处理在2 0 0 0 年4 月2 0 日开工，7 月1 0 日竣工，共施工粉喷桩 8 3 8 4 m ，塑料排水板5 8 2 2 9 m 。 粉喷桩加固段d k l 8 + 9 3 0 、+ 9 6 5 两处路基中心设深层沉降仪，路肩处设沉 降板进行地基土分层沉降观测和地表沉降观测：塑料排水板加固段 d k l 9 + 0 2 0 、+ 0 5 0 、+ 1 0 5 、+ 1 3 5 、+ 1 5 5 、+ 1 8 5 路基中心、路肩处设沉降板进行 地表沉降观测；在各观测断面路基面设观测桩进行路基面沉降观测， d k l 9 + 1 3 0 、+ 1 5 0 生石灰改良段路基本体内布置柔性传感器进行路基本体变形 观测。 试验路堤于2 0 0 0 年9 月7 曰开始填筑施工，历时7 4 天，于1 1 月2 2 日 完成全部土方填筑。共填筑土方2 1 9 1 7 m 3 。见表3 - 1 ： 表3 - 1 试验路堤填筑工程数量一览表 里程范围填料类型施工方法及工程数量 d k l 8 + 9 2 0 + 9 7 5 水泥改良土路拌法1 3 8 4m 3 ；厂拌法2 0 7 7m 3 d k l 8 + 9 7 5 + 9 9 5加筋土h直接填筑1 2 7 9i l l 3 1 ) k 1 8 + 9 9 5 。d k l 9 + 0 7 0加筋土b 直接填筑4 9 5 2m 3 d k l 9 + 0 7 0 + 1 2 0未改良土直接填筑3 4 7 5i n 3 西南交通大学工程硕士学位论文第1 0 页 注：加筋士 ：每填筑三层铺一层土工格栅；加筋土b ：每填筑二层铺一层土工格栅 3 2 主要机具设备及测试仪器配置 按照京沪高速铁路路基的技术标准和现场填筑试验确定的试验研究目 的、试验研究项目、内容。首先对改良土的粉碎、拌和、压实、养生等机械 进行了调研。结合施工单位的实际情况并根据试验路堤工程数量、工期及现 场施工条件等因素，施工中选择了负荷大、功率高的大型施工机械，并进行 了设备生产能力间的配套优化组合，旋工现场机具配置见表3 2 表3 - 2 施工机具配置一览表 序 名称规格型号 数量序 名称规格型号 数量 号( 台、套)号( 台、套) 稳定十厂 ly w c b - 2 0 0 a11 1装载机9 6 6 dl 拌设各 灰十破碎 2p c - 2 0 0 l 1 2装载机w l - 5 0 1 机 轮式稳定 3w b l 2 1 一i i 1 1 3自卸汽车e q l 4 02 1 十拌和机 4平地机p y l 6 0 bl1 4小型自卸车f c i a2 自行式振 5y z l 8 g d 一2 l 1 5电动夯实机h w 4 0 2 动碾 拖式振动 6y z t l 6 bl1 6 旋耕机 5 0 42 碾 7推十机t 一1 4 0 21 7 三铧犁 2 8推土机1 2 0 11 8 洒水车e q l 4 1 l 9挖掘机 t c 一2 0 021 9 加长东风车 1 1 0挖捌机 1 8 l1 根据测试试验项目，对填筑现场和工地试验室的试验测试仪器进行了配 置，如表3 3 ： 表3 - 3 测试仪器配置一览表 序 名称规格型号 数量 序号 名称 规格型数量 号 ( 台、套)( 台、套) 光电式塑液核子湿度 1 w x - 221 2m c 一31 限测定仪密度仪 西南交通大学工程硕士学位论文第11 页 无侧限抗压 2 l1 3 灌砂仪由1 5 02 强度仪 电热恒温干 k 3 0 平板 3 21 4 载荷试验 2 燥箱 仪 动态变形 4 土壤固结仪三联w g - 2 l1 5 模量测试 d b ml 仪 轻便动力 5 土壤击实仪重型 21 6n l o2 触探仪 标准恒温恒深层沉降 6y h 一4 0 b11 72 温养护箱仪 钙剂量测定柔性传感 711 81 2 仪器 t b 8分析天平 ( 1 1 0 0 0 9 11 9 沉降板2 4 j j s 0 0光电测距 t 2 t c l 6 9 电子天平 12 0l ( 1 l o o g )仪 0 0 精密水准 1 0电动压力机n y l - 2 0 0 d 12 1 a n 2 l 仪 般表式电动 1 1w e 3 0 0 b1 压力机 3 3 原填料工程特性及改良的室内试验 3 3 1 原填料的工程特性 通过对试验工点附近土源的现场调查、取样、室内试验，经综合比选确 定工点附近峭歧村砖瓦厂作为试验路堤集中取土场。取土场的土属第四系 ( q m ) 粘土，褐黄色，硬塑，厚度大于5 m 。对该土进行了物理力学特性、 胀缩特性等多项室内试验，主要物理力学指标见表3 4 ： 西南交通大学工程硕士学位论文第12 页 表：3 - 4 物理力学指标试验结果汇总表 验数值 一般值平均值 、试验数值 平均 试验项爪试验项目、 一般值 值 天然含水量 1 9 7 9 2 2 0 62 0 9 3无荷膨胀量( )1 5 o 天然密度 1 9 4 2 0 62 0 0 体缩量( ) ( g c m 3 ) 9 7 天然孔隙比0 5 0 4 0 6 9 10 5 9 8缩限( )9 9 液限( ) 3 5 8 4 1 03 8 4 压缩系数( t t p a ) 1 0 0 2 0 10 0 6 塑限( ) 1 6 1 1 8 31 7 2 压缩模量( m p a )1 5 5 1 7 9 0 5 4 7 2 8 塑性指数无侧限抗压强度 1 8 8 2 2 7 2 1 3 7 6 6 、7 8 67 7 6 ( k p a ) 直c ( k p a ) 1 7 9 饱和无侧限抗压强 剪 度( k p a ) 中( 度)颗粘粒 【坞o j e 。= 瓦一啦石k 式中：k ，。一检验评定段的k ，。，w p a l m ； e ，d 一检验评定段的e 。m p a ； 瓦。一检验评定段内各测点的k 。平均值，m p a m ： 舌0 一检验评定段内各测点的e ，。平均值，m p a ； l f 分布中随测点数和保证率( 或置信率a ) 而变的系数。可取保证 率为9 5 ； s 一检验值的均方差； n 一检验点数，k 。检验不少于6 点，e ，。检验应不少于1 2 点： 西南交通大学硕士学位论文第5 6 页 ( k ，。) 一k 。检验标准值，对路堤基床底层为l l o m p a m ； ( e 。) 一e ，。检验标准值，由试验填筑确定。 9 3 有待进一步研究问题的建议 ( 1 ) 路堤填料分类及评判标准 正确评价填料的工程特性，对填料进行工程分类，是确定合理的设计、 施工方案的基础。这一点对路基变形控制严格的高速铁路来说尤为重要。目 前在铁路工程中对填料分类主要依据为土的颗粒组成、级配指标、塑液限指 标等，这些指标一定程度上反映了填料的力学性质，但在实际应用中也容易 发生某些填料等级较高，但实际压实达不到要求强度，有些填料等级相对低， 而实际压实能满足要求强度。这给设计人员填料选择、设计方案确定造成了 一定的难度。因此开展路堤填料分类的进一步深化研究，并根据路堤强度要 求采用合理的室内试验强度指标进行填料等级评判是十分必要的。( 如通过 不同类型填料室内承载比c b r 试验与现场填筑k ，。试验的相关关系研究，确定 合理的承载比值作为路堤填料选择的依据。) ( 2 ) 从京沪高速铁路徐沪段沿线填料分布状况看，填料类型较广，不同 类型的填料有不同的特点，特别是丘陵山区，不可避免的需采用易风化软质 岩石用作填料，这类填料土石混杂，颗粒级配变化大。对该类填料的颗粒级 配控制、压实施工工艺及质量检验均有必要进行深入研究。即使是对下蜀粘 土这类填料，随地域的不同也是有差异的，因此在实际施工中其施工工艺参 数，特别是压实含水量的控制范围必须通过填筑试验来确定。 ( 3 ) 路基基床结构 从国外高速铁路路基基床结构资料分析，基床底层填料多采用沿线天然 填料，工程力学性质变化是很大的。因此基床表层的厚度多根据基床底层的 性质确定，如日本新干线。路基基床结构中基床表层厚度，当基床底层k 。 1 1 0 m p a m 时，厚度为3 5 c m ；7 0 m p a m k 3 0 1 1 0 m p a m 时，厚度为7 0 c m 。京 沪高速铁路有必要深入研究采用不同类型填料填筑基床底层对基床表层的影 响，从而在设计中根据不同类型填料的基床底层确定基床表层的厚度，使路 基基床结构更趋经济合理。 西南交通大学工程硕士学位论文第痢页 致谢 本论文是在指导教师吴光教授和罗传义教授级高工的悉心指导下完成 的，论文中的每字每句都凝聚着指导教师的心血。指导教师治学严谨，学识 渊博，朴实无华，是我学习的楷模。 特别感谢京沪高速铁路填筑路基科研组的全体同志。感谢所有给我授课 的老师以及帮助过我的老师、同学及朋友! 最后，感谢各位专家、教授在百忙之中对本文的审阅和指正。 西南交通大学工程硕士学位论文第5 8 页 参考文献 1 中华人民共和国行业标准铁路路基设计规范北京t b j1 - 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