铁路基床底层A、B组填料路基填筑试验段填筑成果总结

A、B组填料路基试验段填筑总结报告

一、工程概况

新建地方铁路鱼卡（红柳）至一里坪线一工区位于海西州德令哈境内，起点里程为D1K0+000,终点里程为DK24+866.9。本管段路基共计24.87km，路基工作内容主要包括：路堤基床底层以下A、B、C组料填筑；基床底层A、B、C组料填筑；基床表层A、B组料填筑和附属工程。其中A、B组料填方12.2万，土工膜铺设10.9万平米。

二、试验段设置

我工区试验段选在DK7+100～DK7+400段，长300米，属于路基填筑段，路堤填高8～9m，基床表层采用0.5m厚A、B组填料填筑，其下设置0.1m厚中粗砂夹复合土工膜，路基横坡为4%，路堤顶宽8.3m，路堤边坡坡率为1：1.5。

三、路基试验段施工目的和范围

通过现场填筑试验，研究路基填筑施工机具配置、施工工艺流程及过程质量控制方法，研究路基压实质量检测指标地基系数K30、孔隙率n在不同施工工艺情况下的适用性及相关对比关系；A、B组填料的压实质量检测方法。

通过现场填筑试验了解施工程序，熟悉施工工艺，掌握施工方法及施工中的重点、难点。培训和检验挖掘机、推土机、压路机等机具操作人员的施工经验和工作能力。主要表现在以下几个方面：

1、 为了模拟本管段路基施工动态，了解施工程序，熟悉施工工艺，掌握施工方法及施工中的重点、难点。

2、 培训和检验挖掘机、推土机、压路机等机具操作人员的施工经验和工作能力。

3、 检验我工区技术人员、管理人员和机械设备等能否满足施工要求及人员的协调能力。

4、 了解机械的性能，功率及完好情况，检验试验段施工方案的可行性、施工工艺的合理性和施工质量控制方法。

5、通过工艺试验，确定施工工艺参数，主要包括压路机碾压行走速度、碾

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压方式、松铺厚度、碾压遍数；填料的颗粒级配、最优含水率等参数。

6、试验范围

基床表层A、B组填料的施工工艺，当其它段施工填料、施工范围、碾压设备发生变化时应比照本方案程序，重新选择试验段进行试验，以取得相应参数指导施工。

四、A、B组填料参数试验 4.1试验准备

4.1.1填料的选择与试验

本试验段所用的填料为A、B组填料,细角砾土,料源来自DK3+440路基右侧取土场，不均匀系数25.67，曲率系数为0.2；平均颗粒密度为2.50g/cm3；最大干密度1.96 g/cm3，最佳含水量6.0%，颗粒级配符合要求，填料为级配不良的细角砾土，具体数据见下表。

粒 径 （mm） 质量百分比（%） 大于60 0 60 100 40 96.0 20 83.4 10 66.7 5 50.6 2 33.8 1 29.5 0．5 19.7 0．25 8.1 小于0．075 2.0 从表中结果可知，该料场的细角砾类土混合集料级配一般、细粒土含量小于10％，最大粒径小于60mm，符合《铁路工程岩土分类标准》（TB10077－2004局部修订)和《铁路路基设计规范》（TB10001-2005）关于A、B组填料质量标准。

填料室内试验合格后，现场进行A、B组填料的填筑试验。 4.1.2施工机械的选择及人员配备

根据本试验段土质、环境、工艺、工程数量和运距等情况选择施工机械设备，确保土方机械在同一流程上各种机械设备生产率相匹配，统筹安排，互相利用。人员配备，测量、试验仪器及投入的机械设备一览表见表4.1.1、4.1.2、4.1.3和4.1.4。

表4.1.1 主要人员配备表

序号 1 3 4 5 6 姓 名 曹学科 黎奎 白春雷 韩文斌 马彪 性别 男 男 男 男 男 职务 项目经理 副总工程师 质量负责人 安全负责人 试验室主任 2 / 15

分工 施工现场负责 技术指导 质量控制与检查 安全控制 现场试验检测 备注 高级工程师 高级工程师 工程师 工程师 工程师 7 8 9 李文科 张磊强 常兴宇 男 男 男 测量主管 材料员 技术员 测量负责 物资供应 现场施工、布料 工程师 工程师 工程师 表4.1.2 试验、测量仪器设备一览表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名 称 土壤分析筛 液塑限联合测定仪 K30载荷试验仪 电子天平 含水量测定仪 动力触探仪 容量筒 灌水筒 全站仪 水准仪 规格型号 0.074～60mm FG-Ⅲ 浙江上虞 TD51001 / 2FB / Φ150、Φ200 拓普康 索佳 单 位 套 台 套 台 台 套 套 套 台 台 数 量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 表4.1.3 机械设备一览表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 设备名称 20T振动压路机 挖掘机 装载机 推土机 平地机 洒水车 自卸车 轻型压路机 小型夯机 型 号 YZ20C PC200 ZL50 山推-220 PY190 东风 20T XD41 / 单 位 台 台 台 台 台 辆 辆 台 台 数 量 1 1 1 2 1 1 6 1 2 机械运转情况 正常 正常 正常 正常 正常 正常 正常 正常 正常 表4.1.4 压实设备主要技术参数 振 振 动 轮 机 械 型 号 工 作 重 量 直 径 （mm） 振 动 参 数 振 理 论 振 幅 （mm） 速 度 发 工 作 速 度 （km/h） 动 轮 静 线 压 力 （N/cm） 动 行 驶 速 度 0～10 136 宽 度 （mm） 动 频 率 （Hz） 激 振 力 （T） 机 功 率（kW） YZ20C 20t 1523 2178 28 30/25 2.1/1.1 2～4 435 摊铺碾压机械配套组合方案为：1台YZ20C型振动压路机＋1台推土机＋1台平地机。

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4.1.3试验检测方法与压实质量控制标准 ⑴ 试验检测方法

按照《铁路土工试验规程》（TB10102-2004）和《铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10414-2003)检测路基的孔隙率n和地基系数K30。

⑵ 压实质量控制标准

试验段路堤压实质量控制标准见表4.1.5。

表4.1.5 路堤压实质量控制标准

路基部位 土类 细角砾土 基床表层 碎石土 ＜29 ≥140 孔隙率n（%） ＜29 地基系数K30(MPa/m) ≥140 4.2 填筑参数试验

用自卸汽车将A、B组填料运至试验现场，在摊铺整平过程中，根据混合料含水情况，配备洒水车随时补充洒水，将施工含水率调整至试验配比范围时，再进行碾压。填筑试验前，由现场技术员及施工负责人对推土机、平地机和压路机司机及调度进行技术交底，以确保各工作程序严格按照试验方案执行。

4.2.1碾压工艺试验

在DK7+100～DK7+400区段基床表层进行YZ20C型振动压路机碾压工艺试验；每层的松铺厚度按35cm，压实厚度约30cm控制。

⑴场地布置 全宽布置。 ⑵碾压方式

压实顺序按先两侧后中间的顺序进行，压实程序按先静压后弱振再强振后静压的方式进行。确保纵向和横向排水坡面的平整，使平整度严格控制在验标允许范围内。通过现场检测孔隙率n和K30，以确定在一定含水率和松铺厚度为30、35、40cm的相同条件下，最佳碾压工艺及碾压遍数。

①YZ20E型压路机碾压方式如下：

静压1遍→弱振2遍→强振1遍→静压1遍，共5遍。

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静压1遍→弱振1遍→强振2遍→弱振1遍→静压1遍，共6遍。 静压1遍→弱振2遍→强振2遍→弱振3遍→静压1遍，共7遍。 ②对按上述方式碾压后还达不到压实质量控制标准的区段再进行补压（每次增加强振或弱振各1遍），直至各项检测指标均达到基床底层标准或不再增长为止。

⑶检测方法

① 各分区按上述⑵的碾压方式碾压完后，开始进行检测孔隙率n和K30。检验数量为：检测两个断面孔隙率6点，其中：左、右距路肩边线1m处各2点，路基中部2点；检测K30两个断面地基系数 4 点，其中：距路基边线2m处左、右各2点，路基中部2点。

② 采用灌砂法挖坑和高程测量的方法测量各区段平均压实厚度。 ⑷检测数据统计

表4.2.1 碾压试验检测数据统计表

项目 测区 碾压 方式 松铺/压实 (cm) 测 点 含水率 孔隙率 n(%) 30 28 31 28 25 30 28 30 29 29 31 30 27 26 28 DK7+100左 DK7+100中 DK7+100右 6.3 6.5 6.3 6.7 6.8 6.8 6.7 6.8 6.9 6.7 6.3 6.5 6.3 6.8 6.9 DK7+200左 DK7+200中 35 /32 （1.09） 20t 压 实 试 验 （DK7+100~DK7+400） （DK7+100~DK7+400） 静1 弱2 强1 静1 (5遍) DK7+200右 DK7+300左 DK7+300中 DK7+300右 DK7+400左 DK7+400中 DK7+400右 静1 弱1 强2 35 /29 （1.206） DK7+150左 DK7+150中 DK7+150右 5 / 15

弱1 静1 (6遍) DK7+250左 DK7+250中 DK7+250右 DK7+230左 DK7+330中 DK7+330右 DK7+390左 DK7+390中 DK7+390右 DK7+100左 DK7+100中 DK7+100右 DK7+200左 6.5 6.7 6.4 6.8 6.9 6.4 6.5 6.7 6.5 6.4 6.3 6.8 6.4 6.4 6.5 6.5 6.5 6.5 6.8 6.8 6.4 27 27 25 28 25 26 27 26 25 24 23 25 24 25 21 静1 （DK7+100~DK7+400） 弱1 强3 弱1 静1 (7遍) 35/28 （1.250） DK7+200中 DK7+200右 DK7+300左 DK7+300中 DK7+300右 DK7+400左 DK7+400中 DK7+400右 22 24 21 23 23 22

孔隙率n（%）

3633302724211815

1245678松铺35cm20t压路机碾压遍数与孔隙率n的关系压实遍数图 4.2.1 20t压路机碾压遍数与孔隙率n的关系

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⑸试验分析：

①由表4.2.1、图4.2.1的检测统计数据分析可知：当振压5遍时，孔隙率n基本能够达到验收要求，其中有3个数据刚好为31%；当振压遍数达到6遍时，孔隙率n指标值呈增大趋势，均能满足验标要求，且均大于28%，平均为26.5%，说明振压6遍时的压实质量较好。当振压遍数达到7遍时，孔隙率n指标仍承增长趋势，压实质量进一步提高，从确保路基填筑质量和经济方面考虑，确定机械的压实遍数选为6遍最佳。

4.2.2 不同摊铺厚度工艺试验

在DK7+100～DK7+400区段的第二层，采用YZ20C重型振动压路机进行不同摊铺厚度工艺试验,以解决路基施工中为调整线路纵坡、横坡，使用不同填筑厚度时所需工艺参数。 （1）摊铺厚度与碾压方式

松铺30cm，压实厚度约25cm，采用碾压方式：静压1遍→弱振1遍→强振2遍→弱振1遍→静压1遍，共6遍。

松铺35cm，压实厚度约30cm，采用碾压方式：静压1遍→弱振1遍→强振2遍→弱振1遍→静压1遍，共6遍。

松铺40cm，压实厚度约34cm，采用碾压方式：静压1遍→弱振1遍→强振2遍→

弱振1遍→静压1遍，共6遍。

（2）检测方法

① 各分区均按上述（1）统一的碾压方式碾压完后，开始进行检测孔隙率n和K30。检验数量为：检测两个断面孔隙率6点，其中：左、右距路肩边线1m处各2点，路基中部2点；检测K30共4 点，其中：距路基边线2m处左、右各2点，路基中部2点。

②采用灌砂法挖坑和高程测量的方法测量各区段平均压实厚度。 （3）检测数据统计

碾压后试验检测结果统计见表4.2.2。

表4.2.2 摊铺试验数据统计表

项 目 碾压 方式 松铺/压实(cm) 测 点 孔隙率 n(%)) 测 点 K30 (MPa) 7 / 15

DK7+140左 静1 弱1 强2 弱1 静1 (6遍) 30 /24.5 （1.225） 27 26 25 23 24 23 25 28 26 26 26 28 24 26 27 25 24 25 DK7+180左 DK7+180中 DK7+180右 DK7+220左 / / DK7+270左 DK7+270左 DK7+290左 DK7+290左 / / DK7+320左 DK7+320左 DK7+320左 DK7+320左 / / 144 142 145 143 / / 142 143 142 146 / / 141 142 144 142 / / DK7+140中 DK7+140右 DK7+220左 DK7+220中 DK7+220右 20t 压 实 工 艺 试 验 静1 弱1 强2 弱1 静1 (6遍) 35 /29.5 （1.186） DK7+260左 DK7+260中 DK7+260右 DK7+290左 DK7+290中 DK7+290右 DK7+310左 静1 弱1 强2 弱1 静1 (6遍) 40 /36 （1.111） DK7+310中 DK7+310右 DK7+350左 DK7+350中 DK7+350右

压实指标（MPa/m） 230

2001701401108050

3030 20t压路机碾压遍数与K30平均数的关系摊铺厚度（cm）

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图4.2.3 摊铺厚度与K30关系

272421孔隙率n（%）30

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3035摊铺厚度与孔隙率的关系

10摊铺厚度（cm）图4.2.4摊铺厚度与孔隙率的关系

（4）试验分析：

由表4.2.2、图4.2.3和图4.2.4的检测统计分析可知：

①随着摊铺厚度的增加，各项指标呈下降的趋势，但碾压6遍后，松铺40cm、35cm和30cm摊铺厚度的各项指标均满足基床底层路堤的要求；松铺40cm基床底层K30满足验收要求，但数据较低。

②由实测的压实厚度可以计算出，松铺厚度为30cm时，压路机的松铺系数为1.225；松铺厚度为35cm时，压路机的松铺系数为1.186。

③ 施工采用35cm的松铺厚度，40cm和30cm松铺厚度均可作为路基施工中调整线路纵坡、横坡使用，且符合“验标”对砾石类土压实厚度不大于35cm的要求。

五、A、B组填料填筑施工和质量控制 5.1工艺流程

路基填筑按照“三阶段、四区段、八流程”的工艺流程，全断面纵向水平分层填筑、分区施工的方法进行组织。施工工艺流程见图5.1.1。

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准备阶段施工阶段整修验收阶段 填土区段 网格分层填筑 平整区段 压实区段 检测区段 施工准备 基底处理 摊铺平整 洒水晾晒 碾压夯实 检验签证 路基整修 5.2施工方法 1）质量控制措施

图5.1.1 路基填筑施工工

艺流程

A、施工允许偏差、检验数量及检验方法

序号 检测项目 1 2 3 4 铺设范围 厚度 顶面高程 横坡 允许偏差 ±50mm 不小于设计值 +50mm -20mm ±0.5% 检验数量 5处 5处 5处 5个断面 检验方法 尺 量 尺 量 全站仪测量 坡度尺量 B、压实质量控制

现场采用灌水法检测填料的干密度和相对密度。抽样检验2个断面处6个点，每个端面中点1点，两侧距路基边缘2m处各一点。

压实质量检查：现场灌水法试验检验孔隙率n，n＜32%，抽样检验2个断面6个点，每个断面中点1点，两侧距路基边缘2m处各一点。

2）网格法上料

由项目部测量人员负责测量工作，采用在两端立杆引桩保护的措施，随时控制并恢复试验段中线，确保中线准确,边线比设计线宽出50cm。预计松铺厚度35cm左右，自卸车装运料8.5 m3, 为便于控制松铺厚度，经过计算每格方格网面积为25 m2，设置每方5m×5m,每个方格填料1车（由卸时装载机控制）。同时

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测量各网格交叉点的高程。记为第一层的松铺高程。

3）摊铺平整

自卸汽车在方格网内顺序卸料。车运料，现场设一名专人负责指挥依次倒料，上料结束后，用推土机配合平地机摊铺，人工配合找平。填料时用竹签做标记，用插入法和边桩控制松铺厚度并做成4％的横坡。摊铺时随机取样，用炒干法现场进行含水量检测，现场检测的含水量与最佳含水量比较偏差，规定允许偏差在±2%之内。如大于最佳含水量，则采取摊铺晾干等方法，如低于最佳含水量，则进行洒水湿润。

4）碾压夯实

采用20t重型振动压路机碾压6遍，碾压组合方式：静压1遍+弱1振遍+强振2遍+弱振1遍+静压1遍，距离既有线周围挖台阶帮填部分压路机碾压不到部分采用立式打夯机分两层夯击压实，每层松铺20cm，夯实6遍，对局部“集料窝”人工配合补充料源夯实。

5）检测

压实后进行K30和孔隙率n的检测，合格后进入下道工序。

6）土工膜铺设

土工膜沿线路纵向铺设，填料的填筑及摊铺从路堤中线开始，对称地向两侧施工。随着上料，逐步铺设，随铺随填，一次铺设长度宜为10m。

7）路基整修

路基面整修严格按照设计结构尺寸进行，填筑结束，两侧边坡按加宽50cm挂线人工配合挖掘机进行清刷夯拍，对于加宽部分，防护以前刷掉。基床底层及顶层的横坡用水平仪进行检测，人工配合机械修整。

5.3 质量控制与检验 5.3.1填料均匀性控制

从源头控制填料离析，装载机装车时前后交叉上料，摊铺时根据运输车辆大小和摊铺厚度计算每个方格网面积，车辆在网格内卸料，确保摊铺厚度均匀。

填料的检测：路堤填料种类、质量符合设计要求。填料的检验项目、数量符

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合验标的规定。

5.3.2规范碾压程序

在每一层的填筑过程中，由试验技术人员确认填料质量、含水率、松铺厚度、填料表面平整度符合设计及施工控制参数后，再进行碾压。碾压设备采用重型振动压路机。先用振动压路机静压一遍，对个别离析部位人工配合铺洒细料。碾压从两侧向中间纵向进退式碾压，按照先慢后快的顺序进行，压路机行驶速度：强振3km/h，弱振3.5km/h，静压4km/h；碾压轮迹重叠不少于40cm；按工艺试验确定的参数进行碾压至压实标准。最后静压一遍进行光面处理。距离既有线小于1m范围全部采用立式打夯机夯实，做到无漏压，无死角，保证压实均匀。

5.3.3 控制边坡压实及压实含水率

划分网格同时现场标清50cm加宽界线，保证加宽填筑尺寸及边坡压实度。填料运至现场后，采用燃烧法及时测定填料含水率，根据检测情况，虚铺面积与厚度，计算确定撒水量；撒水车撒水，推土机松土器进行填料搅拌2至3遍，确保填料含水均匀，控制含水率在适宜的范围。

雨季施工，根据天气预报，合理安排工作面进行轮流作业，不宜全面铺开，必须在下雨前，将松铺的填料压实完毕，并采用防雨布进行覆盖。雨后的路基面进行晾晒、刮除表面浮土和复压处理，经抽检合格后继续施工。

5.3.4 “过渡段”和分段填筑时搭接的长度和宽度的控制

为防止填筑过程中新的“过渡段”薄弱环节的出现，各区段交接处应互相重叠压实，纵向搭接长度2m以上。

5.3.5 压实质量检验数量

沿线路纵向每100m每压实层检测孔隙率6点，其中：左、右距路肩边线1m处各2点，路基中部2点；沿线路纵向每100m每填高约90cm（两层～三层）检验K30地基系数 4点，其中：距路基边线2m处左、右各1点，路基中部2点. 5.3.6 土工膜铺设控制

土工膜铺设，必须拉紧、展平，严禁施工机械直接在土工膜上行走作业，造成损坏。同时考虑边坡防护并预留保护层。

六.试验成果和结论

本段路基填筑严格按照“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺组织施工；

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填筑为路基横向全宽，摊铺时，做好4%人字形排水坡，以防止路基面填筑后表面积水和浸入既有路基和新建路基交界处形成积水导致滑坡溜坍；路基填筑采用方格网控制卸料间距，用标杆（桩）挂线控制两边及中线松铺厚度及横坡；在施工摊铺过程及时消除粗细集料离析现象，控制填料的均匀性；碾压过程中，施工含水率控制在试验配比的含水量范围内，填料经试验如含水量过高，填料摊铺后安排洒水湿润；如含水量高于最佳含水量过大时，填料必须翻摊晾晒并经试验符合含水率要求后，方可重新平整、碾压施工，并进行了各项参数的试验。从试验数据分析，该段路基填筑质量为合格。路基试验施工方案的可行。技术人员、管理人员和机械设备等可满足施工要求。

通过试验确定的工艺参数可指导本管段(D1K0+000-D K24+866.9)A、B组填料路基施工。试验段完成后及时对试验数据进行整理，总结试验成果，形成A、B组填料路基填筑工艺试验报告，用以指导路基填筑施工，形成的试验成果内容主要有：

①拟定的施工机械组合方案和现场实施效果：选择YZ20C型20T振动压路机、PC200挖掘机、ZL50装载机、推土机和平地机各一台配置六台自卸车施工机械组合方案能够满足现场实施效果。

②不同碾压遍数与孔隙率、K30的变化关系：根据试验结果碾压4遍孔隙率达不到验收要求，碾压6遍孔隙率和地基系数K30均能满足要求，碾压8遍孔隙率和地基系数能够满足要求，但是经济方面考虑不可行。

现场压路机碾压方式采用：静压1遍→弱振1遍→强振2遍→弱振1遍→静压1遍，共6遍。

③A、B组填料松铺厚度：根据试验确定松铺厚底35cm，松铺30cm和40cm用来调节纵横坡，K30和孔隙率均能够满足验收要求，且经济合理。松铺厚度为30cm时，压路机的松铺系数为1.225左右；松铺厚度为35cm时，压路机的松铺系数为1.186左右。

④确定最佳的施工含水率：最佳含水率为6.0%，施工含水率控制范围在5.0%～7.5%时，压实质量能够满足要求。

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⑤确定最佳的碾压行走速度：在试验过程中，压路机的行驶速度静压4km/h,弱振压的行驶速度为3.5km/h，强振压为3km/h。由边缘向中间纵向进退方式碾压，横向相邻轮迹重叠1/4轮宽且不小于40cm，能够满足路基填筑要求。 ⑥确定最佳的一次填筑区段长度：根据试验段确定一次性填筑区段长度100～200米能够满足填筑要求，机械设备能够合理利用。

⑦合理的检测方式及施工过程中的质量控制方法：压实度检测用K30测试检测地基系数；用灌砂法检测压实系数、含水量作为验证补充能够很好的检查和控制路基质量。

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目 录

一、工程概况.......................................................................................................................................... 1 二、试验段设置...................................................................................................................................... 1 三、路基试验段施工目的和范围 .......................................................................................................... 1 四、A、B组填料参数试验..................................................................................................................... 2

4.1试验准备................................................................................................................................... 2

4.1.1填料的选择与试验 ....................................................................................................... 2 4.1.2施工机械的选择及人员配备 ....................................................................................... 2 4.1.3试验检测方法与压实质量控制标准 ........................................................................... 4 4.2 填筑参数试验 .......................................................................................................................... 4

4.2.1碾压工艺试验 ............................................................................................................... 4 4.2.2 不同摊铺厚度工艺试验 .............................................................................................. 7

五、A、B组填料填筑施工和质量控制 ................................................................................................. 9

5.1工艺流程 ........................................................................................................................... 9 5.2施工方法 ......................................................................................................................... 10 5.3 质量控制与检验 .................................................................................................................... 11

5.3.1填料均匀性控制 ......................................................................................................... 11 5.3.2规范碾压程序 ............................................................................................................. 12 5.3.3 控制边坡压实及压实含水率 .................................................................................... 12 5.3.4 “过渡段”和分段填筑时搭接的长度和宽度的控制 ............................................ 12 5.3.5 压实质量检验数量 .................................................................................................. 12 5.3.6 土工膜铺设控制 ........................................................................................................ 12

六.试验成果和结论.............................................................................................................................. 12