滨海公路潮差侵蚀路段路基填筑压实及防护技术

锦州滨海公路潮差侵蚀路段路基填筑压实及防护技术研究

“滨海公路潮差侵蚀路段路基路面及防护工程技术研究”是交通部西部交通建设科技项目，项目研究内容有三项：地基处理与路基填筑技术；路基防护技术；路面结构与材料研究。本稿根据锦州市滨海公路工程特点，确定西海口至前三角段内K12+365－K13+000共635米填海路段为项目试验段，整个项目的研究由省局项目办主持，由锦州市公路处与哈尔滨工程大学组成课题组共同完成。下面，就前两个项目研究及应用情况汇报如下。锦州市滨海公路填海段效果图

第一部分：锦州滨海公路潮差侵蚀路段路基填筑与压实技术第二部分：锦州滨海公路潮差侵蚀路段防护工程第一部分：潮差侵蚀路段路基填筑与压实技术一、试验路的自然状况二、地基处理与路基填筑三、路基压实方案的选择及压实工艺四、冲击压实工艺控制五、检测结果及分析六、试验的初步结论及注意事项

试验段选择在锦州滨海路K12+365－K13+000处，该处为填海段，距海岸线40～50米，路基顶面宽度43米，海底淤泥层厚0.6～1.0米，常潮位水深2.7米，最大潮位水深2.9米。在K12+700处设计有一座1孔10米小桥。1:1.51:2宽度43m平均填高2.9m临海侧背海侧水位2.7m(2.9m)第一部分：潮差侵蚀路段路基填筑与压实技术一、试验路的自然状况二、地基处理与路基填筑三、路基压实方案的选择及压实工艺四、冲击压实工艺控制五、检测结果及分析六、试验的初步结论及注意事项1、地基处理方案

根据地质资料，该段海床淤泥层只有0.6－1.0m，所以我们采取抛石挤淤的处理方案。2、路基填筑方案

a.填料选择及填筑过程

锦州填海路段，针对试验段路基的浸水部分和非浸水部分采用不同的填筑材料及填筑方法。

浸水部分路基考虑到海水对其冲击、腐蚀及路基的强度、稳定及耐久性要求，我们采用粒径较大的开山毛石，特别是迎海面，我们选用的毛石粒径更大一些。因为开山毛石的强度较高，单轴抗压强度都超过80MPa，足以支持上面部分的荷载；同时，石块之间相互嵌挤，纵横交错，侧向移动较难，保证填筑的路基相对较为稳定；并且石块之间存在着缝隙，有利于路基两侧的海水流通，减少海水对路基的冲击和路基两侧水力梯度，可以充分保证路基的耐久性。

b.浸水路基填筑后需要解决的问题

根据路基施工规范的要求，路基必须密实、均匀、稳定才能保证路面长年处于良好的服务水平，浸水填石路基由于条件限制，一般只能采取倾泻抛填的方式填筑且一次性填筑厚度要超过2.9m，所以我们将面临三个需要解决的问题：一是路基底部存在的淤泥质软弱地基不能得到有效加固引起的路基稳定性问题；二是因水面以下路基不能分层压实而引起的整个路基填筑体的强度问题；三是滨海公路工期紧张，而浸水填石路基填方工程量大，对压实的工作效率也提出了较高要求。

浸水部分路基施工时，填筑方式为倾泄式填筑，让填料按着自重方式自由下落，即沿着设计路线的中线向海中一步步填筑，然后再根据路基宽度的要求，由路线的中线向两边填筑，直到满足路基宽度的设计要求。其上填筑一层山皮土找平路基面。

在非浸水部分选用级配、透水性良好、强度较高的山皮土，采用传统的分层填筑、分层压实方式进行施工。第一部分：潮差侵蚀路段路基填筑与压实技术一、试验路的自然状况二、地基处理与路基填筑三、路基压实方案的选择及压实工艺四、冲击压实工艺控制五、检测结果及分析六、试验的初步结论及注意事项1、采用冲击压实技术

因为试验段为填筑高度在3m左右、且基底淤泥质软弱地基在1米左右的浸水填石路段，经过我们多次论证，该段适宜采用冲击压实技术进行碾压，利用冲击压实设备巨大的作用能量在提高填筑体本身整体强度的同时也有利于下层大粒径碎石嵌挤入淤泥质软弱地基中，加强排水挤淤的效果，从而提高路基的整体稳定性，试验证明这一技术的应用取得了良好的压实效果。2、冲击压实的作用原理

冲击压实技术主要是利用非圆形压实轮在高速滚动过程中产生的巨大作用能量来实现对土体的压实。对于土石填筑体的冲击压实，主要采用三边轮冲击压实机，施工过程中牵引机拖动三边形压实轮以12～15km/h左右的速度对地表施以揉压、碾压和冲击的综合作用，从而对土体产生大振幅冲击剪切，并以冲击波的形式向下传播，使一定深度范围内的土石颗粒产生振动响应，进而克服土石颗粒之间的吸附力、粘聚力，使土石填料得到压实。(见下图)冲击压实作用原理示意图

作用原理

作用原理冲击压实机作业现场实录第一部分：潮差侵蚀路段路基填筑与压实技术冲击压实技术优势

作用能量大影响深度大对填料的要求放宽施工效率高

3、冲击压实技术优势

由于冲击压实机的特殊作用机理，其压实是一个低频高幅的运动过程，其作用频率为1.5－2.0HZ，振幅为22cm，压实轮具有很大的势能；同时牵引机以12－15km/h左右的速度运行，压实轮具有极大的动能。两种能量之和远大于常规压实设备的作用能量，由于冲击式压实机的作用能量大，从而对基础能够产生更大的作用力，最大可达250T左右。

同样因为冲击式压实机的巨大作用能量，因此较常规压实设备有更大的作用影响深度，对于原基处理，影响深度可达3－4m左右。振动压路机基础强度在深度方向上发生阶梯状变化，而经冲击式压实机处理的基础，其强度沿深度方向逐渐递减，更加符合道路使用过程中的基础受力状态。（见下图）普通压路机呈锯齿分布的密度

冲击式压路机比较均匀的密度

第一部分：潮差侵蚀路段路基填筑与压实技术

冲击压实技术优势

作用能量大影响深度大对填料的要求放宽施工效率高

冲击压实设备产生的高能量，可以加大填层厚度，从而放宽对填料粒径级配的要求，同时对填料的含水量要求也可以适当放宽在最佳含水量的±3%左右。

冲击压实机运行速度达12－15km/h左右，是常规振动压路机的3－5倍，填筑厚度是常规振动压路机的3倍左右，每台班可以处理地基8,000－10,000m3左右（虚方），同时冲击式压实机调运灵活，不借助其它运输设备可在几十平方公里的场地范围内机动调运。

4、冲击压实技术优势第一部分：潮差侵蚀路段路基填筑与压实技术第一部分：潮差侵蚀路段路基填筑与压实技术一、试验路的自然状况二、地基处理与路基填筑三、路基压实方案的选择及压实工艺四、冲击压实工艺控制五、检测结果及分析六、试验的初步结论及注意事项

冲压施工过程中应做好速度控制和遍数控制。1.速度控制：

为保证冲压质量，要严格控制压实机在冲压过程中的运行速度，速度过慢，则冲击力不足，难以对填筑体取得应有的压实效果；速度过快，则可能冲压轮轮瓣顶点作用于路基表面后迅速离开，冲击力没有足够的时间向下层路基传递，影响下层的作用效果。一般对于普通的土石路基，冲击压实机的运行速度应遵循先慢后快、先轻后重的原则，冲压初期速度控制在10～12km/h左右，待填筑体具有一定强度后速度提高到12～15km/h。工艺控制2、遍数控制：

应根据“沉降收敛”的控制原则确定合理的冲压遍数，避免过压，否则不仅造成经济上的浪费，还有可能导致表层扰动层厚度增加，影响压实质量。同时对于填筑厚度较小且下层为淤泥质软弱地基的路段，在冲击压实机的巨大冲击力的连续作用之下，软弱地基的孔隙水压力会迅速增大，当达到一定程度时，甚至会出现弹簧现象，为避免弹簧现象的发生，在冲碾过程中，要及时监控工作面的变化，同时控制每次连续冲碾的遍数，适时停止冲压或适当调整冲压速度，一般应待孔隙水压消散趋于平稳或者消散到最高孔隙水压力的30%时，方可重新开始冲碾。第一部分：潮差侵蚀路段路基填筑与压实技术一、试验路的自然状况二、地基处理与路基填筑三、路基压实方案的选择及压实工艺四、冲击压实工艺控制五、检测结果及分析六、试验的初步结论及注意事项

冲击压实施工过程中，以五遍为一个检测单元，进行沉降量、承载板以及弯沉检测，共冲压二十遍。

1、沉降监测

2、载荷试验

3、弯沉检测

结合现有施工规范的经验方法，冲击碾压采用“沉降收敛”的方式，即以若干遍数为一个检测单元，检测每个单元的沉降量小于某一规定的数值之后，认为冲击压实已经达到了其作用效果，再继续追加遍数意义不大。

随着冲压遍数的增加，总沉降量不断增大，但每个检测单元的沉降量逐渐减小，沉降趋于收敛，表明经冲压之后填筑材料的孔隙率不断减小，压实度不断提高。

冲击压实施工过程中，以五遍为一个检测单元，进行沉降量、承载板以及弯沉检测，共冲压二十遍。

1、沉降监测

2、载荷试验

采用直径为30cm的承载板共进行了9个点的现场载荷试验，共获得了16组数据，冲碾20遍后计算回弹模量平均值达到79.8MPa。

从图中曲线可以看出，冲压5遍时回弹模量不升反降，但随着冲碾遍数继续增加，回弹模量又不断提高，较冲碾之前提高达10%。初步分析是由于路堤顶层为40cm左右山皮土，冲碾之前，路基已经振动压路机碾压并静置了较长时间，路基表面以下几十公分厚度范围内的土石填筑体形成了一定结构强度，经冲压之后，这种结构强度被破坏，使得回弹模量降低，但随着冲碾遍数的增加，深层的填筑体被进一步压实，路基的整体强度又不断提高，从而回弹模量也逐步增大。

五、检测结果及分析第一部分：潮差侵蚀路段路基填筑与压实技术冲击升压实困施工兆过程陆中，概以五毕遍为愚一个皂检测光单元议，进慕行沉块降量哄、承化载板晌以及亦弯沉奇检测壤，共浓冲压搞二十遣遍。2、载的荷试践验3、弯屠沉检云测采用由由于妥冲击卫压实守机的树作用京特点杰，压您实轮察轮瓣善会对乱冲压数工作疗面表状面产浊生水推平剪活切作仍用，蜻造成夏表层悄材料们的扰界动，享工作之面起搅伏不伤平，话因此萝经冲鹅压后胞的工串作面谎必须或进行次整平厚，并络采用浴振动灵压路胸机碾韵压2~泥3遍后底方可赞进行随弯沉耳检测宝。为了预验证厚表层仓土石交混填馅材料缴的结嘉构强净度对米弯沉闸结果在的影塑响，袋在冲皮压后3天和30天，茫分别彩采用5.住4m贝克滨曼梁两对整仁个冲爪碾试互验段凶进行踏弯沉顺检测绘，测坟试车跳辆为姻后轴它轴载10栽0k贺N的载超重车肃辆。桩号冲压后3天弯沉（左幅）0.01mm冲压前3天弯沉（右幅）0.01mm冲压后30天弯沉（左幅）0.01mm冲压后30天弯沉（右幅）0.01mm左轮右轮左轮右轮左轮右轮左轮右轮K12+4751461661141461081008080K12+450130168110130748090100K12+42516426417216014011086100K12+40020617816415212813096104平均值160.6100.4标准差40.119.4代表弯沉值（0.01mm）240.8139.2K1朋2+辜40看0—项K1缘瑞2+辉50桂0冲压民后不简同时势间的炒弯沉必测试册结果从弯迷沉检锹测结烂果可崖以看纪出，傍冲压光之后谜在确店保良博好整功平和未振动所压路受机碾码压之莫后，代弯沉渗结果牙能够勾满足28族0（0.夜01芽mm）的骑弯沉惰设计蜓要求危，并游且由句于表吉层40防cm左右趁的土何石混口填材争料在侍经过肥较长拐时间泄的静镜置后傻，形械成一南定的皇结构括强度厚，而钟这一冈层厚在又对职弯沉报测试败结果蚁具有谷重要悠影响钓，因能此30天后核重新祝检测方得到正更好日的弯么沉测对试结晌果，矩所有条测点匆的弯畅沉测转试结商果均啦较之乌前的奶测试园结果妨大幅颈度减丑小。五、任检测怜结果仗及分酷析第一传部分撕：潮盼差侵蜻蚀路养段路议基填守筑与习压实银技术第一夫部分罩：潮灯差侵昼蚀路兰段路忆基填钻筑与泥压实挑技术一、骡试验进路的印自然伶状况二、枪地基吨处理逃与路冲基填假筑三、非路基馅压实不方案束的选滩择及毫压实绿工艺四、榜冲击类压实脂工艺聪控制五、踪蝶检测航结果引及分押析六、讯试验跃的初系步结森论及嫁注意型事项1.从各腔项检私测数阻据可槐以看红出，阿使用拨冲击悔压实丹技术安对填钟筑厚潮度在3m左右村、淤蜡泥深渣度1m左右欢的浸奔水填运石路蕉堤具积有良涛好的最压实筹效果伏，在技垄术上点是可路行的；而守且冲锹击压眉实的渠造价浪与振获动压权实造撞价基霸本相僚当，萄不到侨强夯胶的二怒分之撤一，在经瓣济上庆是合剃理的；同困时在浅确保站施工围质量扯的前你提下劝，采愧用冲拒击压吃实技光术可据以加伴快施愿工进躲度，颗其施工争效率臭是常世规振步动压脸路机州的3－5倍，是竹强夯叶的5－8倍。予综上蒙所述夕，冲享击压宁实技异术在努技术对、经南济、侵效率训等方运面具黎有明统显的索优势离，值者得我块们在艇今后揭的类代似工金程中睬进行总推广煮应用踢。2.由于丛填筑单材料挽及工诊程地鄙质的往多样聪性，兵目前授还不蜂能建挡立压求实厚阵度、反压实锯遍数泰以及桂压实枕质量晌之间习较为岗明确打的相君关关俘系，颜为保卡证施默工质剃量，眉对于那类似川工程板，应恒根据漏路基园周边含环境诊、淤耻泥厚奴度以喘及路猎基填馅筑材喊料及剪厚度悬，在拌进行航冲击菜压实飞之前泉选取去有代诱表性恭的路疏段做册一试匹验段穴，通旧过试若验段景取得炊最佳详遍数悬、工适作速督度、让间隔检时间秃等相跑关数笋据，岔由此与确定芬合理景的冲沈击压姿实施希工参怒数。六、帽试验榆的初代步结陪论及免注意脚事项第一飞部分把：潮嫩差侵昏蚀路扛段路叫基填伙筑与桨压实逮技术3.由于川路基踩在冲棕压结资束后团，表汽面会朱起伏部不平饿，尤级其是祖路基染较薄董弱的招位置瞎起伏峡更大丘，同彻时会纯存在体一定绝厚度熟的扰原动层征，为切了避功免降离雨而改造成缠路基凤表面统积水畜，影库响路苦基质室量，劳要对献冲压尼完工雀后的晕路段室及时嘉整平蹄并采苦用振印动压烫路机务进行弦碾压蒸，此萌后方艺可进锁行弯黑沉、妇承载常板等仍相关制检测泻。六、伞试验虾的初漆步结悼论及历注意是事项第一择部分希：潮贸差侵首蚀路亩段路朗基填湾筑与幅压实厌技术4.用承愤载板汉和弯窜沉检拒测来姐对冲把击压惕实的锁作用绿效果搜进行嘱评价惊存在竿一定芬的随内机性岗，尤怖其是纪冲压狗之后尖马上赢测量籍的效求果往究往与小静置偶一段能时间众后的改效果你相差艰很大锅，因凉此在捏采用蚀这两会种方丑法对昂压实嗓效果芒进行匙评价斯时一掠定要祸结合帅其它勉的测君试手舰段，平对数召据进伙行综创合分疑析后挠方可佛做出愉结论雹。六、仁试验捆的初控步结慎论及先注意探事项第一吃部分粱：潮杂差侵挡蚀路毁段路由基填恋筑与横压实董技术5.采用“沉降完收敛”的方童法对烟冲击彩压实毛的施滚工过垂程进宽行控样制是落一种郑方便辨有效箭的措笨施，着为了姓达到侧最佳下的压奴实效仓果，础沉降泳收敛万值应播越小仗越好枕，但及考虑息到目趟前沉湖降观阵测的巡寿精度吓，将乎两个饱相邻饿单元笑的沉蜂降量羞小于0.都5－1c妇m作为限收敛魔值是嫩合适哪的。贩需要先强调王的是病，采尝用沉明降收粉敛控旁制的滋前提涌是冲约击压创实机予的作散业速漠度是比合理变的，维速度粉过慢词，则塑冲击针力不怕足，艇很有艇可能朱冲压办几遍旗就达图到了非所谓笋的“沉降隙收敛”，但桥实际信上路辉基还趣远没赢有压押实。六、踩试验皂的初秘步结侍论及正注意点事项第一高部分裹：潮蜂差侵转蚀路投段路项基填问筑与俱压实锹技术6．填廊石路艺堤表屡面填牙筑一恭定厚便度的涛细粒欣材料恳，不碗仅有生利于捧为冲线击压店实机败提供通良好踪蝶的工毛作面刺，使坑冲击坝压实假机获介得较县大的林速度适，同孝时也代可避鞋免冲基击压桂实轮高直接附作用福在大指粒径除碎石归上给奥设备教造成裤损害斑，因枣此建钞议在春具备微条件陕的地佣方，乞填筑哑体表孙层尽博可能著铺筑30呆cm左右撕的细弱粒材末料。六、馆试验要的初截步结幕论及复注意丢事项第一赴部分敢：潮厌差侵愚蚀路才段路恼基填隶筑与显压实倚技术第二片部分滨：潮验差侵之蚀路驻段防蹲护工偿程为解鸽决滨朗海公愿路迎摩海侧针路基筐的消陪浪、斧防护赶及抗漂冰破栽坏等浆问题单，我艳们多密次邀抚请哈勇尔滨寨工程零大学改和大柳连理普工大议学专蒸家到生现场耐调研稳，在秃反复惊论证王的基免础上桨，结絮合实象际情蹲况，拿确定葵采用筒栅栏麻板防球护和滴六角先空心对块防猪护二沾种技拾术方祸案。副同时鼓充分叶考虑披了防鸦腐、狮防冻闷、海锈浪冲酱刷等勇因素以对砼罪预制硬件的简影响详，进胸行了费施工调图设遮计及棚砼配陵合比载设计机，设始计图粒如下违：第二挂部分茂：潮害差侵谈蚀路撕段防葛护工爆程第二误部分会：潮根差侵永蚀路放段防皂护工雨程甲型先栅栏脏板平靠面图跪乙涌型栅蒙栏板颤平面皮图六角邪空心付块平宾面图第二宽部分樱：潮劫差侵禽蚀路寻段防玩护工汽程栅栏皇板防席护俯尸视图第二筝部分慢：潮夺差侵朽蚀路惰段防翠护工概程六角完块与效栅栏家板防摧护俯场视图第二盛部分让：潮畏差侵旅蚀路聚段防创护工芝程防护省横断脉面图第二筛部分壤：潮混差侵兽蚀路籍段防按护工巴程截止狂目前胸，哈蒙工大答已完杂成了妥两种虽防护牙方案适的相绍关验快算和兽设计争工作丈，施涂工单漂位也垃完成畅了部身分防乌护板煤块的少预制绒和铺眠筑工绒作（优见下汪图）百。栅栏欣板防肚护实震景图葛栅倡栏板逆与六沿角块俊防护蹲效果巾图第二功部分风：潮息差侵突蚀路询段防将护工晶程通过蒸计算寒分析坝及实蝴际观肾测，成我们哨总结僚出栅踏栏板重、六戚角块杜防护鸽具有趣以下讽特点赔：1、在消唱浪能碰力方刷面：由咽于栅命栏板广、六壮角块奔的粗兽糙率住和渗剑透率球都比激较大填，通抬过计悠算它芽比一掠般的返混凝膜土预渡制件辞的摩迅擦系恩数大新得多陈，因劫此，岁在消仁能方叛面作幕用明禁显。编另外岔，应勤用栅蒜栏板原、六躬角块土做护迹面体坝可以雷极大遥的降别低波司浪的冰爬高办值，摇从而宣可以匙降低泄路堤紧填筑旧的高旺度。斤所以怒我们顾认为遣，这桃二种归防护惑形式太均是附消能孝作用卷明显竞、外痛型美银观的颤护面竖体。第二取部分名：潮仔差侵纽奉蚀路揭段防桌护工换程2、在防眯护作弹用方黑面：由目于栅设栏板团的体惨积都贵在3立方且米以隔上，钢其质钳量约7.称5吨，恰厚度台为0.巡寿5米眼；六恢角块郑体积铁在1立方痒米以箭上，划质量器约2.铺5吨，拼厚度悟为0.吸5米，乎从栅猫栏板两、六暮角块伏的体柱积、杂质量穷和厚坝度这酱几个版指标跟上来预看都俯超过孟了根时据海急洋水炕文资拦料所占计算照的护薪面体彩的指然标要张求，铸满足掘了防绝护设卸计的虎要求律。第二壤部分游：潮茧差侵惰蚀路咱段防愁护工仆程3、抗冰掠破坏倘的能将力：栅栏激板、闪六角接块均招采用绝标号扛为C3键5的混兆凝土克预制煌，通议过计调算，加锦州秩地区润冬季侨海洋结中的己冰块罗对护给面体友的作顿用力捕小于牢护面脉体所旨能承报受的喝作用宅力，狠即使赖按最店不利代的情拼况计皆算，逼假设粉所有久的冰鲁力均都作