公路路基快速施工技術(shù)階段性研究報(bào)告

1、 . . 35/40公路路基快速施工技術(shù)階段性研究報(bào)告 日期：高寒多風(fēng)沙地區(qū)公路路基快速施工技術(shù)階段性研究報(bào)告計(jì)劃研究周期：2016.03-2017.11項(xiàng)目主持單位：三公司項(xiàng)目承擔(dān)單位：三公司報(bào)告提交時(shí)間：2016年12月目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc25548 第一篇 工作報(bào)告PAGEREF _Toc25548 1 HYPERLINK l _Toc14502 1 項(xiàng)目背景 PAGEREF _Toc14502 1 HYPERLINK l _Toc20134 2 組織實(shí)施方法 PAGEREF _Toc20134 2 HYPERLINK l _Toc251

2、97 3 主要研究階段 PAGEREF _Toc25197 3 HYPERLINK l _Toc11126 4 主要研究成果和創(chuàng)新點(diǎn) PAGEREF _Toc11126 4 HYPERLINK l _Toc29229 4.1 主要科研成果 PAGEREF _Toc29229 4 HYPERLINK l _Toc27583 4.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) PAGEREF _Toc27583 4 HYPERLINK l _Toc15444 5 成果應(yīng)用情況 PAGEREF _Toc15444 4 HYPERLINK l _Toc24419 5.1 經(jīng)濟(jì)效益 PAGEREF _Toc24419 4 HYPERL

3、INK l _Toc4542 5.2 社會(huì)效益 PAGEREF _Toc4542 5 HYPERLINK l _Toc23113 5.3 環(huán)境效益 PAGEREF _Toc23113 5 HYPERLINK l _Toc2883 5.4 推廣應(yīng)用前景 PAGEREF _Toc2883 5 HYPERLINK l _Toc7214 6 存在的問題與改進(jìn)措施 PAGEREF _Toc7214 6 HYPERLINK l _Toc29395 6.1 存在的問題 PAGEREF _Toc29395 6 HYPERLINK l _Toc13281 6.2 改進(jìn)措施 PAGEREF _Toc13281 6

4、 HYPERLINK l _Toc15924 6.3 下一步計(jì)劃 PAGEREF _Toc15924 6 HYPERLINK l _Toc8571 第二篇 研究報(bào)告 PAGEREF _Toc8571 8HYPERLINK l _Toc28887 1 工程概況 PAGEREF _Toc28887 8 HYPERLINK l _Toc22362 1.1 主要工程數(shù)量 PAGEREF _Toc22362 8 HYPERLINK l _Toc9590 1.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc9590 8 HYPERLINK l _Toc30692 1.3 地質(zhì)資料 PAGEREF _Toc30692

5、 9 HYPERLINK l _Toc17732 1.4 設(shè)計(jì)概述 PAGEREF _Toc17732 11 HYPERLINK l _Toc24151 1.5 主要施工方法 PAGEREF _Toc24151 11 HYPERLINK l _Toc25080 1.6 工程技術(shù)難點(diǎn) PAGEREF _Toc25080 11 HYPERLINK l _Toc13111 2 項(xiàng)目研究的主要容 PAGEREF _Toc13111 12 HYPERLINK l _Toc4361 3 國(guó)外現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc4361 12 HYPERLINK l _Toc4377 4 主要研究成果 PAGER

6、EF _Toc4377 13 HYPERLINK l _Toc22980 4.1 土樣的物理力學(xué)特性分析 PAGEREF _Toc22980 13 HYPERLINK l _Toc9438 4.2 土的干壓實(shí)試驗(yàn) PAGEREF _Toc9438 21 HYPERLINK l _Toc5422 4.3 現(xiàn)場(chǎng)快速施工碾壓控制 PAGEREF _Toc5422 28 HYPERLINK l _Toc19605 5 技術(shù)創(chuàng)新性 PAGEREF _Toc19605 35 HYPERLINK l _Toc21962 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc21962 36第一篇 工作報(bào)告1 項(xiàng)目背景本項(xiàng)目為規(guī)

7、劃G303線的一段，規(guī)劃的G303線起點(diǎn)為省集安，終點(diǎn)為自治區(qū)錫林郭勒盟阿巴嘎旗，是自治區(qū)中東部地區(qū)連接?xùn)|北經(jīng)濟(jì)區(qū)的一條重要通道。本項(xiàng)目為國(guó)道303線（原省道101線）別力古臺(tái)到錫林浩特段公路工程BXSJ-1標(biāo)，全長(zhǎng)103.5公里，我分部施工管段共51.6公里（K504+400-K556+000段）。本項(xiàng)目是國(guó)家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013年2030年）中60條東西橫線中G303線的一段。是自治區(qū)普通國(guó)省干線布局方案8337中的組成部分，同時(shí)也是錫林郭勒盟“8761”干線公路路網(wǎng)布局規(guī)劃中“橫3”的主要組成部分，因此，本項(xiàng)目的實(shí)施建設(shè)對(duì)于完善區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對(duì)沿線地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展將起到良好的促進(jìn)作用。項(xiàng)目

8、地理位置圖近年來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平和生活水平的提高，公路建設(shè)要求也在逐漸提高。路基建設(shè)作為重中之重，為了最大限度地降低施工對(duì)既有路交通造成的干擾，就勢(shì)必要采取快速施工技術(shù)。本標(biāo)段工程點(diǎn)多線長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)各異，自然條件復(fù)雜，工程線路長(zhǎng)，工作量大，工作容復(fù)雜多樣，且項(xiàng)目所處地區(qū)自然條件復(fù)雜，冬期時(shí)間長(zhǎng)、工期緊、有效施工工期短，交叉工程包含的專業(yè)施工項(xiàng)目較多，施工安全風(fēng)險(xiǎn)高；施工環(huán)境差，條件艱苦，干旱少雨，風(fēng)大沙多，冬寒夏熱，氣候條件惡劣，大風(fēng)與沙塵暴、干旱、霜凍、寒潮等氣象災(zāi)害頻發(fā)。對(duì)施工效率與施工組織有較大影響。這就體現(xiàn)了“高寒多風(fēng)沙惡劣環(huán)境公路路基快速施工技術(shù)研究”的必要性。原設(shè)計(jì)方案采用路基濕壓實(shí)

9、技術(shù)，是在最佳含水量下進(jìn)行壓實(shí)，而對(duì)于地區(qū)，風(fēng)大沙多，晝夜溫差大，氣候干燥少雨。這些獨(dú)特的氣候條件引起的水資源的匱乏問題直接導(dǎo)致路基濕壓實(shí)工作進(jìn)展緩慢，且耗水量增大，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。為避免經(jīng)濟(jì)損失，加快施工進(jìn)度，且保證路基壓實(shí)度合格，采用填筑碎石土干壓實(shí)技術(shù)對(duì)本項(xiàng)目路基進(jìn)行施工。干壓實(shí)是指在含水量較低的情況下對(duì)路基填料進(jìn)行壓實(shí)，此施工方法可加快路基施工速度，縮短工期，并達(dá)到較好的壓實(shí)效果，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。2 組織實(shí)施方法本課題的研究立足施工，服務(wù)施工，以自主研發(fā)為主，合作研究為輔，以現(xiàn)代項(xiàng)目組織管理技術(shù)對(duì)項(xiàng)目的組織實(shí)施進(jìn)行控制，加快項(xiàng)目研究周期。結(jié)合工程實(shí)際，采用試驗(yàn)研究、參數(shù)實(shí)驗(yàn)、

10、仿真分析、施工監(jiān)測(cè)、理論指導(dǎo)等研究方法，解決工程實(shí)際問題，總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新理論和技術(shù)。研究的技術(shù)路線見圖2-1。科研項(xiàng)目申請(qǐng)研究大綱的編制科研單位、專家技術(shù)咨詢關(guān)鍵技術(shù)研究細(xì)則的編制開展關(guān)鍵技術(shù)的研究與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)工作科學(xué)實(shí)驗(yàn)與理論研究高寒多風(fēng)沙地區(qū)公路路基快速施工技術(shù)研究施工技術(shù)、設(shè)備、材料研 究 促進(jìn)路基快速施工技術(shù)水平、為施工監(jiān)控提供保障優(yōu)化施工工藝、提高施工質(zhì)量水平、應(yīng)用和研發(fā)新設(shè)備與材料以項(xiàng)目為依托開展指導(dǎo)、優(yōu)化施工與控制技術(shù)指導(dǎo)項(xiàng)目開展修訂細(xì)則前期調(diào)研、技術(shù)儲(chǔ)備圖2-1 研究技術(shù)路線圖3 主要研究階段1、2016年3月2016年4月數(shù)據(jù)收集，方案編制。2、2016年5月2016年6月

11、完成土樣的物理力學(xué)特性。3、2016年7月2016年8月完成室干壓實(shí)試驗(yàn)研究。4、2016年9月2016年11月完成現(xiàn)場(chǎng)快速施工控制研究。5、2016年12月2017年1月形成階段性研究報(bào)告一份。6、2017年2月2017年11月完成剩余研發(fā)任務(wù)，進(jìn)行理論分析成果總結(jié)，總結(jié)完善高寒多風(fēng)沙地區(qū)公路路基快速施工技術(shù)和工法。4 主要研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)本研究成果以國(guó)道303線別力古臺(tái)至西林浩特段公路（K504+400-K556+000段）為著入點(diǎn)，重點(diǎn)針對(duì)高寒多風(fēng)沙地區(qū)公路路基快速施工技術(shù)方面開展研究。課題研究中開展了室干壓實(shí)試驗(yàn)，通過室與現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)化，得出高寒多風(fēng)沙地區(qū)公路路基快速施工技術(shù)下現(xiàn)場(chǎng)快速施工的

12、碾壓控制指標(biāo)。課題研究成果驗(yàn)證了該技術(shù)在高寒多風(fēng)沙地區(qū)的實(shí)用性，為同類工程施工提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。4.1 主要科研成果（1）形成高寒多風(fēng)沙地區(qū)公路路基快速施工技術(shù)研究報(bào)告1份。（2）形成相關(guān)施工技術(shù)參考文件1份。4.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)建立室干壓實(shí)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)具的轉(zhuǎn)換關(guān)系，得到碎石土填筑干壓實(shí)的碾壓遍數(shù)n與壓實(shí)度K的關(guān)系式，并對(duì)影響碾壓遍數(shù)值的3個(gè)影響因素（壓實(shí)度、松鋪厚度與壓路機(jī)噸位）進(jìn)行分析，從而加快施工效率，縮短施工周期。5 成果應(yīng)用情況5.1 經(jīng)濟(jì)效益國(guó)道303線別力古臺(tái)至西林浩特段公路工程戰(zhàn)線長(zhǎng)、施工工期緊、風(fēng)大沙多、晝夜溫差大、質(zhì)量控制難，原設(shè)計(jì)方案路基填筑壓實(shí)過程水資源消耗量

13、過大，施工效率低，是施工成本的控制重點(diǎn)。本工程實(shí)施過程中，從進(jìn)場(chǎng)建點(diǎn)就認(rèn)真調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，研究施工圖紙，優(yōu)化了路基填筑壓實(shí)施工方案，并應(yīng)用科技研發(fā)技術(shù)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。 5.2 社會(huì)效益國(guó)道303線（原省道101線）別力古臺(tái)到錫林浩特段公路工程BXSJ-1標(biāo)全長(zhǎng)103.5公里，我分部施工管段共51.6公里（K504+400-K556+000段）。路基施工過程中對(duì)土樣的物理力學(xué)特性、現(xiàn)場(chǎng)快速施工控制等方面開展研究，加快了路基填筑速度。本工程的成功實(shí)施，深入研究了高寒多風(fēng)沙地區(qū)公路路基快速施工技術(shù)的可行性，填補(bǔ)了高寒多風(fēng)沙氣候惡劣地區(qū)路基填筑施工技術(shù)方面的一項(xiàng)空白，保證了路基壓實(shí)度，取得了建設(shè)

14、、監(jiān)理單位一致好評(píng)，為今后相似地區(qū)的路基修建與施工積累了經(jīng)驗(yàn)，提供了借鑒和參考。5.3 環(huán)境效益國(guó)道303線（原省道101線）別力古臺(tái)到錫林浩特段公路工程路基填筑優(yōu)化了施工方案，采用填筑碎石土干壓實(shí)方法施工，節(jié)約了水資源；并與時(shí)對(duì)施工便道進(jìn)行灑水，降低了顆粒污染物、噪聲污染，施工環(huán)境達(dá)到了國(guó)家環(huán)保要求。5.4 推廣應(yīng)用前景近年來，隨著城市與鄉(xiāng)村建設(shè)的發(fā)展，公路建設(shè)要求也在逐漸提高。路基建設(shè)作為重中之重，其壓實(shí)效果直接決定公路的施工質(zhì)量。但本項(xiàng)目地區(qū)高寒多風(fēng)沙，晝夜溫差大，氣候惡劣。這些獨(dú)特的氣候條件引起的水資源匱乏問題直接導(dǎo)致路基壓實(shí)工作進(jìn)展緩慢且花銷巨大。針對(duì)上述問題，本課題試?yán)酶吆囡L(fēng)沙

15、地區(qū)公路路基快速施工技術(shù)對(duì)該地區(qū)進(jìn)行施工，開展了一系列相關(guān)的試驗(yàn)和理論研究，采用碎石土代替一般路基填料，無需灑水直接進(jìn)行干壓實(shí)，解決了水資源匱乏的問題，減少了本，對(duì)類似的工程建設(shè)具有重要的指導(dǎo)和借鑒意義，推廣應(yīng)用的前景廣闊。6 存在的問題與改進(jìn)措施6.1 存在的問題在我國(guó)很多氣候干旱地區(qū)，基快速施工技術(shù)的實(shí)現(xiàn)會(huì)大大減少路基壓實(shí)的用水量，提高路基壓實(shí)質(zhì)量，從而帶來較大經(jīng)濟(jì)效益。但本課題的研究對(duì)象是依托工程沿線的碎石土樣，由于采樣少，土質(zhì)特殊，得到的試驗(yàn)結(jié)論只能針對(duì)本項(xiàng)目路基施工，對(duì)于高寒多風(fēng)沙地區(qū)公路路基快速施工技術(shù)的推廣問題還需要很多地區(qū)的數(shù)據(jù)支持。6.2 改進(jìn)措施建議聯(lián)系其他類似氣候施工項(xiàng)目

16、，進(jìn)行高寒多風(fēng)沙地區(qū)公路路基快速施工技術(shù)的聯(lián)合試驗(yàn)，結(jié)合多地區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而使得此技術(shù)得以推廣。6.3 下一步計(jì)劃本文只針對(duì)常用的單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)提出了碾壓遍數(shù)計(jì)算公式，對(duì)于其他型號(hào)的壓路機(jī)，公式是否適用仍需要進(jìn)一步研究。本文提出了壓實(shí)度與碾壓次數(shù)的關(guān)系式，分析了壓實(shí)度、松鋪厚度、壓路機(jī)噸位與碾壓次數(shù)之間的關(guān)系。然而針對(duì)碾壓次數(shù)和優(yōu)化分析需要結(jié)合具體的現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行選擇，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)碾壓方案的制定和優(yōu)化仍需要進(jìn)一步研究。第二篇 研究報(bào)告1 工程概況本項(xiàng)目為國(guó)道303線（原省道101線）別力古臺(tái)至錫林浩特段公路工程BXSG-1標(biāo)段。中鐵三局三公司承擔(dān)本項(xiàng)目第一施工管理分部管段施工任務(wù)，管段起訖

17、里程YK504+400K556+000，全長(zhǎng)51.6Km，項(xiàng)目行政區(qū)全部位于錫盟阿巴嘎旗境，旗政府所在地別力古臺(tái)鎮(zhèn)位于管段中部。項(xiàng)目業(yè)主為國(guó)道303線別力古臺(tái)至錫林浩特段公路建設(shè)項(xiàng)目管理辦公室，設(shè)計(jì)單位為路橋技術(shù)，監(jiān)理總監(jiān)辦為錫林郭勒盟協(xié)力交通監(jiān)理，駐地辦監(jiān)理為市環(huán)宇公路監(jiān)理咨詢XX公司。1.1 主要工程數(shù)量我分部路基土石方主要工程數(shù)量包括土石方367.2萬m，其中挖方72.5萬m（挖土方49.8萬m，挖石方16.3萬m，挖除非適用材料5.7萬m，其他挖方0.6萬m），填方294.7萬m（換填土32.9萬立方，利用土方10.4萬m，利用石方13.5萬m，借土填方152.8萬m，借石填方74.4

18、萬m，其他填方10.6萬m）。1.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)本標(biāo)段采用雙向四車道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)車速100公里/小時(shí)。整體式路基寬度26米，分離式路基寬度13米；整體式路基段利用舊路加寬至26米，形成整體式全幅路基，分離式斷面利用舊路作為一幅，舊路路基寬度不變（12米），新建一幅路基寬度為13米。橋涵設(shè)計(jì)汽車荷載：新建采用公路-I級(jí)， 利用舊路維持汽-超20，掛-120。主要技術(shù)指標(biāo)詳見下表：主要技術(shù)指標(biāo)表序號(hào)項(xiàng)目單位技術(shù)指標(biāo)1公路等級(jí)一級(jí)公路2設(shè)計(jì)速度公里/小時(shí)1003車道數(shù)44路基寬度米分離式：213整體式路基：265停車視距米1606平曲線最小半徑（一般/極限）米700/4007不設(shè)超高圓曲線最

19、小半徑米40008最大縱坡%49最小坡長(zhǎng)米25010豎曲線最小半徑凸型（一般/極限）米1000/6500凹型（一般/極限）米4500/300011橋涵設(shè)計(jì)荷載公路-I級(jí)12設(shè)計(jì)洪水頻率特大橋/大中橋1/300/1/100其他橋涵、路基1/1001.3 地質(zhì)資料1.3.1區(qū)域構(gòu)造本區(qū)位于華北地臺(tái)北緣，蒙中部地槽褶皺系愛力格廟錫林浩特中間地塊。區(qū)域構(gòu)造以NEE向?yàn)橹鳌Ｓ捎诘谌o(jì)末期地殼活動(dòng)的加強(qiáng)，南部陰山區(qū)劇烈上升，在高原地區(qū)沉積了粗顆粒的砂礫沉積物。垂直老構(gòu)造線的NNW-SSE向的構(gòu)造帶也已形成，該構(gòu)造帶東側(cè)地殼相對(duì)下降，而西側(cè)相對(duì)上升，同時(shí)沿該軟弱帶有玄武巖的噴發(fā)。該次噴發(fā)一直延續(xù)到第四紀(jì)的更

20、新世時(shí)期，形成本區(qū)大面積玄武巖覆蓋層?？辈靺^(qū)構(gòu)造具有復(fù)雜而多樣的構(gòu)造形態(tài)，斷裂活動(dòng)具有多期性和繼承性，并對(duì)地層沉積起了一定的控制作用。但在地質(zhì)短期趨于穩(wěn)定，勘察區(qū)發(fā)育的構(gòu)造體系基本已定型，目前處于穩(wěn)定狀態(tài)，本項(xiàng)目受地質(zhì)構(gòu)造影響較小。本項(xiàng)目公路自然區(qū)劃為蒙草原中干區(qū)區(qū)。沿線總體地勢(shì)地勢(shì)由西南向東北傾斜，地形呈波狀起伏，地貌類型分為高原臺(tái)地、熔巖臺(tái)地與臺(tái)間洼地。1.3.2 水文地質(zhì)本區(qū)地處高原東部水文地質(zhì)區(qū)與大興安嶺西緣山地水文地質(zhì)區(qū)的過渡部位。區(qū)為高原低山丘陵區(qū)，屬半干旱-半濕潤(rùn)氣候區(qū)，總體上，本區(qū)屬地下水相對(duì)貧乏的地區(qū)。全區(qū)水文地質(zhì)條件嚴(yán)格受自然條件和地質(zhì)構(gòu)造的控制。根據(jù)地下水的形成，全區(qū)主要

21、可分為：中低山丘陵基巖風(fēng)化裂隙水、高原臺(tái)地孔隙潛水，熔巖高臺(tái)地玄武巖裂隙水?？辈靺^(qū)主要為高原臺(tái)地裂隙水、孔隙潛水與熔巖高臺(tái)地玄武巖裂隙水?？傮w來講，沿線地表水來源主要是大氣降水，路線小型寬緩河谷比較發(fā)育，但多干枯，除季節(jié)性洪水外，幾乎無較表水體。局部地勢(shì)低洼的洼地地段，有淺水滯留，對(duì)工程有一定影響，表現(xiàn)為道路春融期易翻漿。1.3.3 地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃分根據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001），項(xiàng)目區(qū)的場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度0.05g，特征周期T=0.35s，相應(yīng)的場(chǎng)地地震基本烈度度。歷史記錄地震活動(dòng)較弱。本區(qū)地震活動(dòng)較弱，場(chǎng)地土多為中硬土，場(chǎng)地類別 = 2 * ROMAN * MERG

22、EFORMAT II類，屬于建筑抗震有利地段。1.3.4 最大凍土深度與最大積雪深度本項(xiàng)目區(qū)屬北溫帶干旱半干旱大陸性氣候，氣候的主要特點(diǎn)是春季干燥少雨、多風(fēng)沙，夏季短暫而降雨集中，秋季霜早易凍，冬季漫長(zhǎng)而寒冷。路線所經(jīng)地區(qū)最大凍土深度2.61米，冬季最大積雪深度21厘米。1.4 設(shè)計(jì)概述本改建工程充分利用原道路橫斷面，盡可能利用現(xiàn)有的路面結(jié)構(gòu)層，保留和利用現(xiàn)有的邊坡與邊坡防護(hù)，盡量采用單側(cè)加寬的方案。利用舊路過渡段盡量維持現(xiàn)有的橫斷面不變。分離式路基：路基寬度13m，斷面組成：土路肩0.75m+硬路肩3.0m+行車道3.75m2+硬路肩1.0m+土路肩0.75m。新建整體式路基：路基寬度26m

23、，斷面組成：土路肩0.75m+硬路肩3.0m+行車道3.75m+路緣帶0.75m+中央分隔帶2.0m+路緣帶0.75m+行車道3.75m +硬路肩3.0m+土路肩0.75m。新建路基路拱橫坡為1.5%，土路肩橫坡1.5%。1.5 主要施工方法路基填筑應(yīng)采用水平分層填筑法施工，即按照橫斷面全寬分成水平層次逐層向上填筑。如原地面不平，應(yīng)由最低處分層填起，每填一層，經(jīng)過壓實(shí)檢驗(yàn)符合規(guī)定要求之后，再填上一層。路基填筑，必須根據(jù)設(shè)計(jì)斷面，分層填筑、逐層壓實(shí)，分層的最大松鋪厚度不應(yīng)超過30cm，填筑至路床頂面最后一層的最小壓實(shí)厚度，不應(yīng)小于10cm。按照移挖作填的土石方調(diào)配方案，以“三階段（準(zhǔn)備階段、施工

24、階段、驗(yàn)收階段）、四區(qū)段（填鋪區(qū)、整平區(qū)、碾壓區(qū)、檢測(cè)區(qū)）、八流程（施工準(zhǔn)備、施工放線、基底處理、填土、整平、碾壓、檢測(cè)、邊坡整形）”作業(yè)法組織施工，全斷面水平分層填筑，重型振動(dòng)壓路機(jī)分層碾壓密實(shí)，人工配合修整邊坡。1.6 工程技術(shù)難點(diǎn)蒙當(dāng)?shù)匾蠡讐簩?shí)系數(shù)0.92，高于公路路基檢測(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)系數(shù)0.90，施工工藝過程中投入的機(jī)械設(shè)備比常規(guī)下的機(jī)械設(shè)備要多。氣候干燥少雨，風(fēng)大沙多，路線長(zhǎng)、工期緊。2 項(xiàng)目研究的主要容1、高寒多風(fēng)沙地區(qū)公路路基快速施工技術(shù)施工原理、施工工藝和注意事項(xiàng)；2、土樣的物理力學(xué)特性研究；3、土樣的室干壓實(shí)試驗(yàn)研究；4、現(xiàn)場(chǎng)快速施工控制研究。3 國(guó)外現(xiàn)狀隨著科學(xué)技術(shù)的日

25、新月異，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，給交通行業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)會(huì)，科技在交通行業(yè)的應(yīng)用，促進(jìn)了交通行業(yè)的穩(wěn)步、快速發(fā)展。比如GPS全球定位系統(tǒng)在交通行業(yè)的應(yīng)用，大大的減少了工程勘測(cè)的難度，也極提高了工程進(jìn)度。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，給交通行業(yè)提供了許多軟件，例如CAD、各種概預(yù)算軟件等，提高了工作的效率，節(jié)約了大量的時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本?？焖偈┕ひ呀?jīng)在水利水電工程得到較好的應(yīng)用，特別是在土石壩填筑施工中。如小浪底大壩，壩體總填筑量約5185萬m，如不采取快速有效的填筑施工措施。維持在每月2030萬m的水平，則建設(shè)工期將長(zhǎng)達(dá)172260個(gè)月，這是任何業(yè)主都無法承受的。而實(shí)際上，小浪底大壩實(shí)際平均填筑速度

26、約150萬m/月，最高速度達(dá)到200萬m/月以上，有效縮短了建設(shè)工期，確保了施工的順利進(jìn)行。快速施工技術(shù)在美國(guó)、歐洲已經(jīng)開始得到了較為系統(tǒng)的研究，美國(guó)印第安那州進(jìn)行印第安那州舊路改建中采用一個(gè)設(shè)計(jì)單位、一個(gè)施工單位，或設(shè)計(jì)施工總承包模式，并在施工過動(dòng)態(tài)信息管理、發(fā)布系統(tǒng)，讓過往車輛與時(shí)了解路況，選擇形式路線，以保持公路通行暢通，最終將58年的工期成功縮短為了3年。在不中斷交通和確保施工安全的情況下，公路改擴(kuò)建在我國(guó)還是一個(gè)全新的課題。施工區(qū)的交通組織方面，主要有交通部頒發(fā)的公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)（JTG H10-2009）以與各省與所屬地方部門制定的施工路段管理辦法。此外，公路交通標(biāo)志和標(biāo)線設(shè)置規(guī)（J

27、TG D82-2009）也對(duì)施工區(qū)安全標(biāo)志的設(shè)置作了相應(yīng)的規(guī)定，并給出了部門施工情形下的施工交通組織方案。但是該部分容基本上沿襲了原有的標(biāo)志系統(tǒng)，交通組織方案也主要參考國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)制定的。此外，美國(guó)的MUTCD（Maual on Uniform Traffic Control Devices for streets and highway，2003Ed）和HCM（Highway Capacity Manual）則分別對(duì)公路施工區(qū)的交通組織和通行能力進(jìn)行了集成研究。綜上所述，高寒多風(fēng)沙地區(qū)公路路基快速施工技術(shù)在我國(guó)還是一個(gè)剛剛開始的新方法，既有路改擴(kuò)建施工建設(shè)在施工管理與施工控制、交通組織這些方面

28、尚未進(jìn)行過系統(tǒng)的研究，當(dāng)然也沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)可循。因此，對(duì)高寒多風(fēng)沙地區(qū)公路路基快速施工技術(shù)進(jìn)行研究，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和前瞻性。4 主要研究成果4.1 土樣的物理力學(xué)特性分析4.1.1土樣顆粒組成根據(jù)公路工程試驗(yàn)規(guī)程（JTG E40-2007）中的篩分法對(duì)K517+300土場(chǎng)的3組土樣進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)研究，顆粒組成篩分結(jié)果如表4.1.1所示。表4.1.1.1顆粒組成篩分結(jié)果篩孔孔徑不同粒徑（mm）通過率（%）mm土樣1土樣2土樣36010010095.844010010092.752072.0390.8366.221043.6161.7138.83532.1443.7728.03215.124

29、.912.6112.6320.6510.060.59.2711.587.660.256.543.195.490.0754.640.183篩分過程見下圖：圖4.1.1.1土樣篩分試驗(yàn)我國(guó)公路用土依據(jù)土的顆粒組成特性，土的塑性指標(biāo)和土中有機(jī)質(zhì)存在情況，分為巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土和特殊土四類，其中巨粒土和粗粒土是按照顆粒組成劃分的。而碎石土是指粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量超過全重的 50% 的土，根據(jù)顆粒形狀以與大小，由大到小，包括：漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫、角礫。根據(jù)上表中3組土樣的顆粒組成篩分結(jié)果可知，土樣1的礫粒組質(zhì)量占全重的84.9%，土樣2的礫粒組質(zhì)量占全重的75.1%，土樣3的礫粒組質(zhì)量

30、占全重的87.4%，占全重比例均超過50%，故以上3種土樣均為碎石土。對(duì)表4.1.1.1的篩分結(jié)果進(jìn)行粒徑級(jí)配累計(jì)曲線繪制，見圖4.1.1.2。根據(jù)粒徑組成篩分結(jié)果與粒徑級(jí)配累計(jì)曲線可見，土樣1、2、3的三組顆粒組成的曲線變化趨勢(shì)一致，均未缺失某個(gè)中間粒組。土樣1、3的土粒粒徑在0.075mm0.5mm圍的每組粒徑通過率接近，最大差值只有1.64%；土樣1、2的土粒粒徑在40mm60mm圍的每組粒徑通過一致，均為100%，說明土樣1、2土粒粒徑均在40mm之。而土樣3與土樣1、2的最大差別在于土樣3中粒徑大于40mm的土粒占7.25%。土的粒徑級(jí)配累計(jì)曲線是土工上最常用的曲線，從曲線可以直接了

31、解土的粗細(xì)、粒徑分部的均勻程度和級(jí)配的優(yōu)勢(shì)。其中不均勻系數(shù)反映土的顆粒均勻程度，曲線系數(shù)是反映土的粒徑級(jí)配累計(jì)曲線的斜率是否連續(xù)的指標(biāo)系數(shù)。根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)值可以對(duì)土樣級(jí)配的優(yōu)劣性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，故對(duì)土樣的不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，公式如下。其計(jì)算結(jié)果如下表4.1.1.2所示：Cu=d60/d10 （4-1）Cc=d302/(d10*d60)（4-2）以上兩式中：Cu不均勻系數(shù)，Cc曲率系數(shù)，d10過篩重量占10%的粒徑，d30過篩重量占30%的粒徑，d60過篩重量占60%的粒徑。表4.1.1.2土的不均勻系數(shù)與曲率系數(shù)土樣編號(hào)不均勻系數(shù)Cu曲率系數(shù)Cc129.22.3221.21.73320.

32、62.26由土樣的顆粒組成得出3種土樣均為碎石土，根據(jù)公路土工試驗(yàn)規(guī)程（JTG E40-2007）可知：不均勻系數(shù)Cu反映粒徑曲線坡度的陡緩，表明土粒大小的不均勻程度，是反映土粒組成不均勻程度的參數(shù)。工程上常把Cu5的土稱為勻粒土；反之Cu5的土則稱為非勻粒土。曲率系數(shù)Cc反映粒徑分布曲線的整體形狀與細(xì)粒含量。Cc3的土也是不連續(xù)，細(xì)粒含量小于30；故Cc13時(shí)土粒大小級(jí)配的連續(xù)性較好。所以，在工程中，對(duì)粗粒土級(jí)配是否良好的判定規(guī)定如下：良好級(jí)配的材料：一般來說，多數(shù)累積曲線呈凹面朝上的形式，坡度較緩，粒徑級(jí)配連續(xù)，粒徑曲線分布圍表現(xiàn)為平滑。同時(shí)滿足Cu5與Cc13的條件。不良級(jí)配的材料：這類

33、材料顆粒較均勻，曲線陡，分布圍狹窄。不能同時(shí)滿足Cu 5與Cc13的條件。對(duì)3種土樣進(jìn)行分析，根據(jù)篩分結(jié)果以與不均勻系數(shù)、曲率系數(shù)的計(jì)算結(jié)果對(duì)其進(jìn)行分類：土樣1、2、3的不均勻系數(shù)Cu均大于5，曲率系數(shù)Cc均在13圍，均屬于級(jí)配良好碎石土。4.1.2 含水率現(xiàn)場(chǎng)采集的土樣使用塑料袋包裝，用細(xì)繩進(jìn)行綁扎封裝，并確保與外部環(huán)境隔離?；氐皆囼?yàn)室以后迅速進(jìn)行含水率測(cè)定，此含水率稱為天然含水率w。而將風(fēng)干狀態(tài)下土中所含水分的質(zhì)量與固體土顆粒質(zhì)量的比值稱為風(fēng)干含水率w。參考大量文獻(xiàn)可知，采用天然含水率可達(dá)到較好的壓實(shí)效果，故本課題中的室試驗(yàn)均采用天然含水率w這個(gè)指標(biāo)來進(jìn)行研究。根據(jù)公路土工試驗(yàn)規(guī)程（JTG

34、 E40-2007）中的烘干法測(cè)量3種土樣的天然含水率，和最佳含水率對(duì)比如下表4.1.2.1：表4.1.2.1 土樣的含水率土樣編號(hào)天然含水率w/（%）最佳含水率/（%）14.75.224.46.233.85.1試驗(yàn)過程見下圖：圖4.1.2.1天然含水率試驗(yàn)（1）圖4.1.2.2天然含水率試驗(yàn)（2）根據(jù)含水率的測(cè)定結(jié)果得出，土樣1、2、3的天然含水率值和最佳含水率值接近。其中土樣1的天然含水率和最佳含水率最為接近，相差值為0.5%。4.1.3 天然稠度根據(jù)公路土工試驗(yàn)規(guī)程（JTG E40-2007）規(guī)定的液限和塑限聯(lián)合測(cè)定法，取過0.5mm篩的碎石土樣分別配置不同的含水率下的試驗(yàn)，使用SYS數(shù)

35、顯液塑限測(cè)定儀來測(cè)定土樣的液限wL、塑限wp、并計(jì)算天然稠度wc，試驗(yàn)儀器見下圖：圖4.1.3.1 SYS數(shù)顯液塑限測(cè)定儀稠度wc定義為土的含水率w與土的液限wL之差與土的塑限wp和和液限wL之差的比值，即：wc=（wL-w）/（wL-wp），較準(zhǔn)確的反映了土的各種形態(tài)與濕度的關(guān)系，稠度指標(biāo)綜合土的塑性特征，包含液限與塑限，全面直觀地反映土的軟硬程度。稠度指標(biāo)是路基干濕類型的劃分標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)3種土樣進(jìn)行液塑限聯(lián)合測(cè)定試驗(yàn)，分別得到土樣1、2、3的圓錐入土深度h與相對(duì)應(yīng)的含水率w，繪制h-w圖，求得液限wL和塑限wp。錐入深度和含水率關(guān)系見圖4.1.3.2。采用100g錐做試驗(yàn)，可在上圖中縱坐標(biāo)入土

36、深度h=2m、20m所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)的含水率w，即為該土樣的塑限wp和液限wL。并根據(jù)上述公式對(duì)3種土樣的天然稠度wc進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如下表。表4.1.3.1 土樣的天然稠度土樣編號(hào)天然含水率w/（%）液限wL/（%）塑限wp/（%）天然稠度wc/（%）14.724204.8 24.425193.4 33.824194.0 根據(jù)公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)（JTJ 003-86）中的全國(guó)公路自然區(qū)劃圖可知，阿巴嘎旗屬于蒙草原中干區(qū)1區(qū)，查閱各自然區(qū)劃土基干濕分解稠度表，其中1區(qū)土質(zhì)干燥狀態(tài)路基的下限稠度wc0=2，對(duì)比3組土樣的天然稠度值可知，該取土場(chǎng)（K517+300）處于干燥狀態(tài)。4.2 土的干壓實(shí)試驗(yàn)4

37、.2.1 室標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)擊實(shí)試驗(yàn)類別選取公路土工試驗(yàn)規(guī)程（JTG E40-2007）中的擊實(shí)試驗(yàn)方法種類有四種，詳細(xì)參數(shù)見表4.2.1.1。表4.2.1.1 擊實(shí)試驗(yàn)方法種類試驗(yàn)方法類別錘底直徑錘質(zhì)量落高試筒尺寸試樣尺寸層數(shù)每層擊實(shí)擊實(shí)功最大粒徑徑高高度體積cmkgcmcmcmcmcm次KJ/mmm輕型I-152.5301012.7 12.7 997327598.220I-252.53015.217122177359598.240重型II-154.5451012.7 12.7 997527268720II-254.54515.2171221773982677.240當(dāng)土中最大顆粒粒徑大于或等于

38、40mm，且大于或等于40mm顆粒粒徑的質(zhì)量含量大于5%時(shí)，則應(yīng)使用大尺寸試筒進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，或按5.4條進(jìn)行最大密度校正。大尺寸試筒要求其最小尺寸大于土樣中最大顆粒粒徑的5倍以上，并且擊實(shí)試驗(yàn)的分層厚度應(yīng)大于土樣中最大顆粒粒徑的3倍以上。單位體積擊實(shí)功能控制在2677.22687.0kJ/m3圍。對(duì)于高速公路和一級(jí)公路而言，路基壓實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)高，而蒙當(dāng)?shù)匾蠡讐簩?shí)系數(shù)0.92，高于公路路基檢測(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)系數(shù)0.90，故路基的室擊實(shí)試驗(yàn)均采用重型擊實(shí)試驗(yàn)，即采用4.5kg的擊錘（落高45cm）。根據(jù)土樣的篩分試驗(yàn)可知土樣1、2的最大粒徑為40mm，而土樣3的最大粒徑為60mm，故土樣1、2采用重

39、型II-2類別進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，土樣3按規(guī)要求使用大尺寸試筒進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)。土樣標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線采用上述的試驗(yàn)類別分別對(duì)土樣1、2、3進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)重型擊實(shí)試驗(yàn)，得到對(duì)應(yīng)的含水率w與干密度d的值，結(jié)果見表4.2.1.2，并建立3種土樣的標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線如圖4.2.1.1所示。表4.2.1.2 土樣的標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果土樣1含水率w/（%）2.23.55.47.19.3干密度d/（g/cm）2.072.22.272.192.08土樣2含水率w/（%）2.64.86.18.210.8干密度d/（g/cm）2.082.172.232.162.07土樣3含水率w/（%）1.83.25.27.29.4干密度d/（g/cm）2

40、.122.162.262.152.09試驗(yàn)過程見下圖：圖4.2.1.2 土樣的標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析可以看出，土樣1、2、3的擊實(shí)曲線均為有明顯峰值的凸型完整曲線，說明這3種土樣有類似的特性，具有干壓實(shí)和濕壓實(shí)雙重特點(diǎn)。針對(duì)本項(xiàng)目地區(qū)干旱少雨的氣候特征，干壓實(shí)技術(shù)從根本上解決了水資源匱乏給路基壓實(shí)帶來的困難，而這3種土樣的擊實(shí)特性也為干壓實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了理論依據(jù)。4.2.2 室干壓實(shí)試驗(yàn)與結(jié)果分析室干壓實(shí)試驗(yàn)方案為了提高土樣的擊實(shí)效果，獲得更大的壓實(shí)度，本課題引入擊實(shí)功參數(shù)來制定試驗(yàn)方案。擊實(shí)功是影響擊實(shí)效果的重要因素之一，而最大干密度隨擊實(shí)功的增大而增大，故試驗(yàn)采取改變擊實(shí)功的大小

41、來得出最大干密度。擊實(shí)功與擊實(shí)筒的尺寸、錘重、落高、分層制樣的層數(shù)和每層錘擊數(shù)等技術(shù)參數(shù)有關(guān)，單位體積擊實(shí)功的表達(dá)式如下：Ec=10We*H*Nb*Ne/V （4-2-2-1）式中：Ec單位體積擊實(shí)功（KJ/m） We擊錘重量（N），We=錘重（kg）*重力加速度（N/kg） H擊錘落高（cm） Nb每層土的擊數(shù) Ne土層數(shù) V擊實(shí)筒體積（cm）單位擊實(shí)功表達(dá)式中的技術(shù)參數(shù)會(huì)影響擊實(shí)功的大小，本課題室干壓實(shí)試驗(yàn)采用改變Nb（每層土的擊數(shù)）的方式來改變擊實(shí)功的大小。試驗(yàn)方案：試驗(yàn)采用天然碎石土樣進(jìn)行干壓實(shí)試驗(yàn)，采用重型II-2類別進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，擊實(shí)層數(shù)為3層，大筒，每層土的擊數(shù)Nb以10次為遞增

42、次數(shù)從20次依次增加，其他技術(shù)參數(shù)保持不變。室干壓實(shí)試驗(yàn)結(jié)果與分析試驗(yàn)結(jié)果土樣1土樣2土樣3圖4.2.2.1土樣每層土的擊數(shù)密度關(guān)系圖試驗(yàn)采用3組平行式樣來進(jìn)行擊實(shí)，得到土樣每層土的擊數(shù)Nb與密度的關(guān)系。逐漸增加每層土的擊數(shù)Nb，直至土樣密度恒定不變或者出現(xiàn)極大值時(shí)試驗(yàn)終止。根據(jù)結(jié)果可知，圖4.2.2.1中土樣1每層土的擊數(shù)達(dá)到110次后，增加每層土的擊數(shù)對(duì)土樣密度的增加不起作用，試驗(yàn)終止；土樣2在2090次隨著每層土擊數(shù)的增大，土的密度也隨之增大，當(dāng)每層土的擊數(shù)超過90次以后，土樣的密度不再有變化，且趨于穩(wěn)定值，試驗(yàn)終止；土樣3中，當(dāng)每層土的擊數(shù)為25次時(shí)，土樣的密度出現(xiàn)極大值，之后曲線下降

43、，故在35次時(shí)試驗(yàn)終止。土樣1、2的密度隨著擊實(shí)功的增大而增大，并達(dá)到一恒定值，其中土樣1的密度增長(zhǎng)幅度小，土樣2的增長(zhǎng)幅度大；土樣3的密度增長(zhǎng)幅度小，先隨著擊實(shí)功的增大而增大，出現(xiàn)極大值后，曲線又有所下降。擊實(shí)功-密度關(guān)系曲線建立3種土樣采取的重型擊實(shí)方法不同，故不能同時(shí)建立3個(gè)土樣密度與每層土的擊數(shù)Nb的關(guān)系。因此，結(jié)合公式（4-2-2-1）將每層土的擊數(shù)Nb裝化為單位體積擊實(shí)功Ec，從而建立擊實(shí)功Ec與密度的關(guān)系式，并比較3中土樣達(dá)到最大干密度max所需用的能量大小。根據(jù)公式（4-2-2-1）計(jì)算出3中土樣的擊實(shí)功值Ec，并將對(duì)應(yīng)的平均密度值（3組平行式樣的平均值）列在下表中。表4.2.

44、2.1 土樣1、2擊實(shí)試驗(yàn)每層土的擊數(shù)2030405060708090100110120130擊實(shí)功（KJ/m）5478201094136716411914218824612735300832823555土樣1密度（kg/m）195020202060209021202140214021502160218021702180土樣2密度（kg/m）1820190019602050208021102130215021402140/表4.2.2.2 土樣3擊實(shí)試驗(yàn)每層土的擊數(shù)5101520253035擊實(shí)功（KJ/m）49899514931991248829863483土樣3密度 （kg/m）19402

45、00020302040207020402030利用表4.2.2.1、表4.2.2.2所列出的4中土樣的各參數(shù)值，繪制出擊實(shí)功密度關(guān)系曲線，并對(duì)3種土樣的值進(jìn)行擬合，所得結(jié)果見下圖。圖4.2.2.2 土樣擊實(shí)功密度關(guān)系曲線對(duì)土樣1、2、3進(jìn)行趨勢(shì)線擬合，當(dāng)擬合為二階多項(xiàng)式（二次線性）時(shí)，相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.95以上，擬合度高。擬合公式如下式：土樣1：1= -3*10-5Ec2+0.1994Ec+1870.2（R2=0.9746） （4-2-2-2）土樣2：2= -8*10-5Ec2+0.4108Ec+1618.1（R2=0.9946） （4-2-2-3）土樣3：3= -3*10-5Ec2+0.14

46、47Ec+1878.6（R2=0.9588） （4-2-2-4）其中3種土樣達(dá)到最大干密度max時(shí)所對(duì)應(yīng)的擊實(shí)功Ec分別為3008.2KJ/m、2461.3KJ/m、2488.1KJ/m?？芍翗?所用擊實(shí)功率最大，土樣2、3所需的擊實(shí)功取值接近，均比土樣1減少17%左右。試驗(yàn)結(jié)果分析針對(duì)3組土樣的試驗(yàn)結(jié)果，可得以下結(jié)論：對(duì)于土樣1、2而言，在一定的圍土的密度隨著每層土的擊數(shù)（擊實(shí)功）的增大而增大。超過圍后，土樣的密度趨于一恒定值，不再隨著擊實(shí)次數(shù)的增大而變化。土樣3較特殊，密度先隨著每層土擊數(shù)的增大二增大，達(dá)到最大值后有一定幅度的下降，呈現(xiàn)“橡皮現(xiàn)象”。4.3 現(xiàn)場(chǎng)快速施工碾壓控制4.3.1

47、 室試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)快速施工參數(shù)關(guān)系建立施工機(jī)具振動(dòng)擊實(shí)能量與室干壓實(shí)試驗(yàn)擊實(shí)功轉(zhuǎn)換單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)壓實(shí)能量可根已下公式計(jì)算： （4-3-1-1）式中：E振動(dòng)壓實(shí)能量（KJ/m）碾壓時(shí)的重疊寬度系數(shù)，取1.25 Fo激振力（KN） Wz震動(dòng)輪部分的重量（KN） Ao理論振幅（m） f振動(dòng)頻率（Hz）v行駛速度（m/s），取v=0.56m/s B振動(dòng)輪寬度（m） h每層松鋪厚度（m） n碾壓遍數(shù) Kp振動(dòng)作用力的作用系數(shù)，Kp=1.7-Fo/10Wz計(jì)算時(shí)忽略能量損失，假定室試驗(yàn)擊實(shí)功Ec=震動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)壓實(shí)能量E。壓實(shí)度壓實(shí)度K是指工地上實(shí)際達(dá)到的干密度（現(xiàn)場(chǎng)）與室標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得最大干密度ma

48、x的比值，計(jì)算公式如下：K=（現(xiàn)場(chǎng)）/max （4-3-1-2）在實(shí)際施工中，由于不同層位土的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)不同，可根據(jù)室最大干密度max與相應(yīng)的壓實(shí)度K對(duì)實(shí)際干密度（現(xiàn)場(chǎng)）進(jìn)行計(jì)算。碾壓遍數(shù)公式的建立由公式（4-3-1-1）可知，現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)具在工作時(shí)主要的可變參數(shù)為碾壓遍數(shù)n與每層松鋪厚度h，根據(jù)公路路基施工技術(shù)規(guī)（JTG F10-2006）中對(duì)松鋪厚度的規(guī)定，本課題選取松鋪厚度圍為0.30.5m，以0.02m為遞增區(qū)間，并對(duì)公式（4-3-1-1）進(jìn)行轉(zhuǎn)換，建立對(duì)應(yīng)的碾壓遍數(shù)n的關(guān)系式，見下式： （4-3-1-3）依據(jù)假定條件E=Ec，并結(jié)合公式（4-2-2-2）、（4-2-2-3）、（4-2-

49、2-4）中3種土樣擊實(shí)功Ec與密度i的關(guān)系式，可將公式（4-3-1-3）中E轉(zhuǎn)化成3種土樣的室密度i的表達(dá)式。同時(shí)根據(jù)忽略能量損失的假定，同種土樣下工地上實(shí)際達(dá)到的干密度（現(xiàn)場(chǎng)）等于一樣能量作用下的室密度，即（現(xiàn)場(chǎng)）=Kmax。且保持其余參數(shù)不變，將上式中的E轉(zhuǎn)化為壓實(shí)度K的函數(shù)關(guān)系式，把公式（4-3-1-3）轉(zhuǎn)化為如下幾個(gè)公式： （4-3-1-4） （4-3-1-5） （4-3-1-6）注：由于公式（4-2-2-2）、（4-2-2-3）、（4-2-2-4）是通過二次線性擬合得到的，故在取值中有些試驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)無法計(jì)算或算得的結(jié)果與實(shí)際偏差較大，故對(duì)壓實(shí)度K的取值圍進(jìn)行定義。計(jì)算得出的碾壓遍數(shù)n值

50、需進(jìn)位取整。4.3.2 現(xiàn)場(chǎng)快速施工碾壓遍數(shù)確定施工機(jī)具型號(hào)與參數(shù)表4.3.2.1 單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)型號(hào)與參數(shù)生產(chǎn)型號(hào)XS142JXS162JXS183JXS203JXS223JXS263J噸位（t）141618202226振動(dòng)頻率f/(Hz)282828283328332732理論振幅Ao/(mm)1.91.91.91.90.951.860.931.90.95激振力Fo/(KN)274290320353245374290405290振動(dòng)輪分配質(zhì)量/(kg)670077009000100001100013000振動(dòng)輪重Wz/(KN)677790100110130振動(dòng)輪寬度B/(m)2.132.

51、132.132.132.132.17注：以上壓路機(jī)的參數(shù)均滿足GB/T8511-2005振動(dòng)壓路機(jī)規(guī)中自行式壓路機(jī)的相關(guān)規(guī)定。上表給出了一組單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)的型號(hào)與具體參數(shù)值，依據(jù)3種土樣碾壓遍數(shù)的公式（4-3-1-4）、（4-3-1-5）、（4-3-1-6），可計(jì)算出不同壓實(shí)度對(duì)應(yīng)的碾壓遍數(shù)，得到碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度、松鋪厚度的關(guān)系，從而指導(dǎo)施工。對(duì)于公式（4-3-1-4）、（4-3-1-5）、（4-3-1-6）中的激振力Fo、振動(dòng)輪部分的重量Wz、理論振幅Ao、振動(dòng)頻率f以與振動(dòng)輪寬度B等參數(shù)按照表4.3.2.1進(jìn)行取值。碾壓遍數(shù)計(jì)算碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度、松鋪厚度的關(guān)系結(jié)合公式（4-3-1-4）、

52、（4-3-1-5）、（4-3-1-6）以XS142J型號(hào)的振動(dòng)壓路機(jī)參數(shù)帶入公式，得到3種土樣不同壓實(shí)度下，變換松鋪厚度h值得到的碾壓遍數(shù)n計(jì)算結(jié)果見表4.3.2.2、4.3.2.3、4.3.2.4，圖例見圖4.3.2.1。表4.3.2.2 土樣1不同壓實(shí)度下機(jī)具的松鋪厚度與碾壓遍數(shù)機(jī)具型號(hào)：XS142J松鋪厚度（m）0.30.320.340.360.380.40.420.440.460.480.5壓實(shí)度（%）碾壓遍數(shù)33334444445904444455555691455556666779255666677788936667788899994777889991010119578899101011111212968910101111121213131497101011111213131414151698表4.3.2.3 土樣2不同壓實(shí)度下機(jī)具的松鋪厚度與碾壓遍數(shù)機(jī)具型號(hào)：XS142J松鋪厚度（m）0.30.320.340.360.380.40.420.440.460.480.5壓實(shí)度（%）碾壓遍數(shù)34444445555854444555556