提高砂性土在路床中的压实度进而降低路基沉降的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高砂性土在路床中的压实度进而降低路基沉降的方法，包括如下步骤：(1)对取土料场的土样进行土工试验，以区分出砂性土；(2)碾压前预控取料场的料源砂性土的原始含水率；(3)砂性土在摊铺后、碾压前采取洒水车均匀洒水的方式，控制砂性土的含水率至最优含水率；(4)对于细粒含量在20％以内的砂性土，碾压后仅检测其压实度K；对于细粒含量在20％以上的砂性土，碾压后同时检测其压实度K和空隙率Vc。本发明专利技术通过调整砂性土的含水率至最优含水率来达到提升砂性土的压实度、降低路基沉降的目的，并针对不同级配颗粒所对应的不同种类砂性土提出不同的压实度检测标准，保证砂性土的压实度特性满足功能要求。

【技术实现步骤摘要】
提高砂性土在路床中的压实度进而降低路基沉降的方法
本专利技术涉及路床施工
，具体涉及到一种提高砂性土在路床中的压实度进而降低路基沉降的方法。
技术介绍
平原地区地质多存在粘性土与砂性土。粘性土用于填筑时能够保证密实度满足要求，但是砂性土却难以保证密实度能够满足要求。砂性土指的是含砂土粒较多且具有一定粘性的土，压实后水稳性好，强度较高，毛细作用小，颗粒间无粘聚力，性质松散，主要由0.075～2毫米的颗粒所组成无塑性的土。砂性土不具粘着性和塑性，但透水性极强。砂性土层是良好的含水层。砂性土作建筑地基时易压密，沉降量小，但在水头及动荷载作用下，粉砂可能发生管涌及液化等不良工程地质现象。砂性土的天然密实程度是控制其工程地质性质的主要因素。压实度又称夯实度，是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值，以百分率表示。路基路面压实质量是道路工程施工质量管理最重要的内在指标之一。只有对路基、路面结构层进行充分压实，才能保证路基路面的强度、刚度、稳定性以及平整度，从而延长路基路面的使用寿命。路基压实度是反映路基每一压实层的紧密强度，只有使每一压实层的紧密强度都符合规定，才能使路基的整体强度、稳定性和耐久性满足要求。如某一层压实度不合格就填筑上一层，则路基的整体强度、稳定性和耐久性将受到影响，此时再进行返工处理，则造成浪费且严重影响施工进度，延误工期。高速公路中土方路基占比较重，对于无粘性土壤或者粘性土极少的区域，遵循经济性就近取土原则，直接使用施工区域周围的砂性土。而砂性土在路床填筑中总会遇到聚合不紧密、压实度不达标、后期路基不均匀沉降等问题。因此，如何提高砂性土的压实度特性便具有十分重要的研究意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种提高砂性土在路床中的压实度进而降低路基沉降的方法，通过调整砂性土的含水率至最优含水率来达到提升砂性土的压实度、降低路基沉降的目的，并针对不同级配颗粒所对应的不同种类砂性土提出不同的压实度检测标准，保证砂性土的压实度特性满足功能要求。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：提高砂性土在路床中的压实度进而降低路基沉降的方法，包括如下步骤：(1)对取土料场的土样进行土工试验，以区分出砂性土的分类；通过击实试验得到砂性土的最大干密度；(2)碾压前预控取料场的料源砂性土的原始含水率在9％～11％；(3)砂性土在摊铺后、碾压前采取洒水车均匀洒水的方式，控制砂性土的含水率至最优含水率；具体步骤是先根据环境气温确定砂性土的最优含水率，再计算出需要补充的水的质量，具体计算公式为：ω最优＝αω0+β(T-25)/100(1)G＝S×ΔG＝S×1×H×ρdmax(ω最优—ω原始)/ρ水(2)式(1)和(2)中，ω最优表示砂性土的最优含水率；α、β均为修正系数；ω0表示25℃时砂性土的最优含水率16.0％；T表示环境气温，单位℃；G表示需要补充的水的质量，单位㎏；S表示砂性土的施工区域面积，单位㎡；ΔG表示单位面积需要补充的洒水流量，单位m3/㎡；H表示砂性土的摊铺厚度，单位m；ρdmax表示通过击实试验得到的砂性土的最大干密度，单位kg/m3；ω原始表示碾压前砂性土的原始含水率；ρ水表示水的密度，单位kg/m3；(4)对于细粒含量在20％以内的砂性土，碾压后仅检测其压实度K；对于细粒含量在20％以上的砂性土，碾压后同时检测其压实度K和空隙率Vc。作为上述方案的进一步技术方案，步骤(1)中所述的土工试验包括检测土料CBR值、筛分试验、液限试验、塑限试验和击实试验。作为上述方案的进一步技术方案，步骤(2)中预控碾压前砂性土的原始含水率ω原始在9％～11％的具体方法为：采用烘干法及时跟踪土源的含水状况，控制取料场的料源砂性土的原始含水率ω原始在9％～11％；针对料源砂性土在不同时点出现的含水率大小变化，若含水率偏小，则采用挖水槽灌水对砂性土土料进行预闷处理，具体方法为清除料源的覆盖层后，开挖闷水槽，等到槽内水渗透进土体，土的含水量达到9％～11％即可；若含水率偏大，采用管井法降低地下水位，下挖料源处土体至地下水位层，将下挖处的集水抽排出去。作为上述方案的进一步技术方案，所述闷水槽的深为0.35m，宽为2m，长为7m，相邻两闷水槽的间距为0.8m。作为上述方案的进一步技术方案，步骤(3)中在碾压前采取洒水车均匀洒水的方式，控制砂性土的含水率至最优含水率的具体方法为：采取洒水车均匀洒水的方式，洒水车洒水出口朝向斜向上30～45度角，采用扁平出水口，提高水压至能喷出水雾，使能够分散湿润砂土层。作为上述方案的进一步技术方案，所述砂性土的摊铺厚度H为0.3m。作为上述方案的进一步技术方案，步骤(4)中所述的空隙率Vc是指压实土体中空气的体积占总体积的百分率,其计算公式如下：Vs+Vw+Vc＝100％(4)ρd/Gs×100+ρd×ω+Vc＝100(5)Vc＝100-ρd(100/Gs+ω)(6)其中，Vs为压实土体中土的体积占总体积的百分率；Vw为压实土体中水的体积占总体积的百分率；ρd为实测压实土的干密度，单位kg/m3；Gs为土的比重；ω为碾压后现场土的含水率。作为上述方案的进一步技术方案，步骤(4)中所述的压实度K是指实测压实土的干密度ρd和标准击实试验得到的最大干密ρdmax之比，压实度K的计算公式如式(3)：K＝ρd/ρdmax(3)式(3)中，ρd为实测压实土的干密度，单位kg/m3；ρdmax表示通过击实试验得到的砂性土的最大干密度，单位kg/m3。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本专利技术通过调整砂性土的含水率至最优含水率来达到提升砂性土的压实度、降低路基沉降的目的，并针对不同级配颗粒所对应的不同种类砂性土提出不同的压实度检测标准，保证砂性土的压实度特性满足功能要求。本专利技术采用单因素变量控制，其他影响因素保持相同，在同样的外部条件下进行含水率对试验结果的研究。经多次类比试验，可得出对不同砂性土的最优含水率、最佳检测标准的组合形式。根据环境气温、施工面积、土料原始含水率、最优含水率等因素综合考虑，得出环境因素与洒水流量之间的关系，通过改变洒水方式、洒水流量、调整含水率及压实度检测标准来控制路床压实度特性，具有适时指导现场施工的意义。最终形成一套针对不同砂性土以控制洒水方式、洒水流量的方式接近最优含水率进而提升砂性土压实度特性的新工艺。附图说明图1为砂性土的最优含水率与气温关系曲线图。图2为砂性土的最大干密度与最优含水率关系曲线图。图3为土样的击实曲线。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式作进一步具体说明，以便对本专利技术的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解。但是，需要说明的是，对这些实施方式的说明是示意性的，并不构成对本专利技术的具体限定。本专利技术针对砂性土的性质和压实度检测方法进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.提高砂性土在路床中的压实度进而降低路基沉降的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)对取土料场的土样进行土工试验，以区分出砂性土的分类；通过击实试验得到砂性土的最大干密度；/n(2)碾压前预控取料场的料源砂性土的原始含水率在9％～11％；/n(3)砂性土在摊铺后、碾压前采取洒水车均匀洒水的方式，控制砂性土的含水率至最优含水率；/n具体步骤是先根据环境气温确定砂性土的最优含水率，再计算出需要补充的水的质量，具体计算公式为：/nω

【技术特征摘要】
1.提高砂性土在路床中的压实度进而降低路基沉降的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对取土料场的土样进行土工试验，以区分出砂性土的分类；通过击实试验得到砂性土的最大干密度；
(2)碾压前预控取料场的料源砂性土的原始含水率在9％～11％；
(3)砂性土在摊铺后、碾压前采取洒水车均匀洒水的方式，控制砂性土的含水率至最优含水率；
具体步骤是先根据环境气温确定砂性土的最优含水率，再计算出需要补充的水的质量，具体计算公式为：
ω最优＝αω0+β(T-25)/100(1)
G＝S×ΔG＝S×1×H×ρdmax(ω最优—ω原始)/ρ水(2)
式(1)和(2)中，ω最优表示砂性土的最优含水率；α、β均为修正系数；ω0表示25℃时砂性土的最优含水率16.0％；T表示环境气温，单位℃；G表示需要补充的水的质量，单位㎏；S表示砂性土的施工区域面积，单位㎡；ΔG表示单位面积需要补充的洒水流量，单位m3/㎡；H表示砂性土的摊铺厚度，单位m；ρdmax表示通过击实试验得到的砂性土的最大干密度，单位kg/m3；ω原始表示碾压前砂性土的原始含水率；ρ水表示水的密度，单位kg/m3；
(4)对于细粒含量在20％以内的砂性土，碾压后仅检测其压实度K；对于细粒含量在20％以上的砂性土，碾压后同时检测其压实度K和空隙率Vc。


2.如权利要求1所述的提高砂性土在路床中的压实度进而降低路基沉降的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的土工试验包括检测土料CBR值、筛分试验、液限试验、塑限试验和击实试验。


3.如权利要求1所述的提高砂性土在路床中的压实度进而降低路基沉降的方法，其特征在于，步骤(2)中预控碾压前砂性土的原始含水率ω原始在9％～11％的具体方法为：采用烘干法及时跟踪土源的含水状况，控制取料场的料源砂性土的原始含水率ω原始在9％～11％；针对料源砂性土在不同时点出现的含水率大小变化，若含水率偏小，则采用挖水槽灌水对砂性土土料进行预闷处理，具体方法为清除料源...

【专利技术属性】
技术研发人员：常剑钊，李杰，高军武，李伟强，郝君美，王赵煜，
申请(专利权)人：中电建路桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11