高速铁路路基AB组填料填筑

高速铁路 路基 A B组填料填筑

卢富帮

中铁十五局集团计量测试中心 ，河南 洛阳 471002

摘要：近年来，随着国际上高速铁路建设的步伐，我国在借鉴吸收国外先进经验的基础上，已经掀起了具有中国特色的铁路建设高潮。由于高速铁路在耐久性和高速度等方面的特殊要求，与普通铁路相比线路的空间曲线平滑，平纵断面变化尽可能平缓，线路状态的高平顺性，要求路基、轨道、桥梁具有高稳定性、高精度和小残余变形，采用强化基床结构等措施；在施工中则体现在对每一工序的高标准、严要求，如路基施工中的AB组填料，相较于普通铁路路基填筑施工，其各项指标要求均有了很大的提高。

关键词：高速铁路 路基原材料 A B组填料配比

1、填料原材料的选择

1.1对原材料的选择首先是石料的选择，石料的质地好坏直接决定了路基的施工质量。石料应选择质地坚硬（其标准抗压强度一般应不低于30MPa），并不易风化和不易软化的石料，其次应考虑施工成本，做到就近取材，石料的颗粒大小根据填料所处位置和设计要求的不同而选择不同，基床以下路堤的填料粒径应小于75mm，基床底层的填料粒径应小于60mm。

1.2土料的选择对AB组填料也非常重要，根据不同试验段的情况看，如选择高液限粘土，在配料拌合时容易结成泥块，使现场施工配料不均匀，严重影响施工质量，达不到预期要求；合理的选择应选用低液限粉土或低液限粉质粘土，如在上诉土料不易找到时，也可以采用石粉和少量高限粘土进行配合设计，这样也能达到较好的效果，膨胀土不应直接用于路基填筑施工，无砟道床及严寒、寒冷地区有渣轨道冻结深度影响范围内，基床底层填料的细粒含量不应大于5%，渗透系数应大于5×10^-5m/s，采用渗水土填料时，细粒含量应小于10%。

2、填料配合比设计

2.1根据在路基外进行的试验段和借鉴其项目的施工经验来看，要满足路基填筑的6项指标，填料的选择和混合料的组成是关键，为满足规范指标要求，粗颗粒最大粒径规范规定基床以下路堤应不大于75mm，基床底层要求不大于60mm，但在实际设计中考虑到检测仪器承压板大小和相关要求的关系（铁路试验中E_VD和K30的承压钢板直径大部分都是300mm），以及同时施工多个不同路段和不同层位时的情况考虑，为避免出现混用错用等相关质量问题，一般选择颗粒粒径均不大于60mm较为理想。

2.2配合好的混合料不均匀程度采用不均匀系数Cu来表示，连续程度采用曲率系数C_C来表示，要满足高速铁路的各项指标要求，不均匀系数Cu一般应比规范要求大一些（满足规范就行，但是不均匀系数大更容易控制材料的配比情况，在施工时也更容易满足工程质量要求），根据混合料中的原材料质量而定，一般应大于等于15以上，如混合料中原材料的石料强度和土质质量较好则可以适当放宽，Cu不小于12也能较好的满足相关指标要求，而C_C指标在实际使用来看，Cu指标满足大于等于12的要求时同时满足C_C=1~3时的材料级配更好，但C_C不在1~3范围时也满足B组填料相关规定和填筑施工使用时的质量要求。

2.3土工材料渗透失稳（包括湿陷、膨胀、溶解、变形等）的工程特性，以及在自然环境与外力作用下的稳定性→抗水、抗冻、抗变形与强度稳定性，决定了我们在材料选择时必须严格把关，控制配料中的大颗粒和细粒土含量，根据以往施工经验来看，一般20~60mm的粗颗粒含量大约控制在30%左右比较好，0.075mm以下细粒含量控制在10%左右为佳，并尽量不选取高液限粘土、膨胀土等用于路基填筑，当然，这还需要在实验状态下形成较好的颗粒级配。从实际使用中来看，添加大约5~8%的粉土再加上一定比例的石粉（一般约10%左右，具体根据不同材料采用试验确定）进行组合都能达到较为理想的效果。

3、试验段施工

3.1试验段施工主要是为后续大面积施工确定各种实验数据及总结施工工艺，试验段位置应选择在断面及结构形式均具有代表性的部位，试验段长度不宜小于100m，各种形式的过渡段和不同的填料分别进行填筑工艺试验。需要根据不同施工机械设备和不同的填料的实际情况来确定填料摊铺厚度、摊铺工艺、以及与之相配套的碾压设备的功率大小、行进速度、碾压偏数、碾压方法和含水量等进行试验，以便于为后续施工控制数据做准备。

3.2试验段施工时应采用不同的填料颗粒级配、不同的填料含水量、不同的碾压方法等分别进行试验，以此确定后续施工的摊铺厚度方法、碾压机械大小和机械行进速度、含水量允许波动范围、试验检测对比等各项参数，以及压路机碾压不倒的地方的机械设备选择及处理方法，并将结果如实记录整理出实验结果，交监理单位签字确认，整理的试验段成果为后续大面积施工做好准备工作。

4、施工过程的控制

4.1控制路基施工质量，摊铺是关键，摊铺应严格按照试验段确定的方法执行，设立厚度控制标志，根据施工速度安排由3~5人配合平地机摊铺施工，根据试验段来看，平地机整形易将粗颗粒集料刮到表面，造成离析和集窝现象，而且刮平次数越多，离析和集窝现象越严重，所以，人工配合是保证摊铺质量的关键。

4.2施工工艺流程应按照“三阶段、四区段、八流程”进行组织施工，保证施工工程质量（见图1）。

准备阶段

施工阶段

整修验收阶段

填土区段

平整区段

碾压区段

检测区段

摊铺整平

施工准备

分层填筑

基底处理

边线整修

洒水晾晒

检验签证

碾压夯实

图1三阶段，四区段，八流程图

4.3压路机应选择重型压实设备，对压路机碾压不到的地方由人工配合整理，用冲击夯或试验段确定的小型压实设备压实后按规范规定位置和点数进行检测。

4.4根据试验段反复试验确定，较为理想的压实方法为静压1遍+弱振2遍+强振2遍+静压1遍组合，当然，不同的设备和材料采用的方法也不尽相同，应根据压路机大小和实际试验结果而定，不同的原材可能采用静压1遍+弱振2遍+强振3遍+静压1遍等不同的碾压方式才能满足最后的规范要求。压实厚度最大要求不大于40cm，实际选择时根据材料和设备的不同，厚度一般大都在控制在30cm左右，最小分层厚度不应小于10cm，采用小型机械压实的每层填筑最大压实厚度不宜大于15cm。

4.5绘制不同虚铺厚度的压实系数K、地基系数K₃₀、动态变形模量E_Vd随含水量变化的关系曲线，并根据相应的关系曲线确定适宜的碾压遍数和虚铺厚度，以及施工含水量的控制范围。

5、结束语

由于对AB组填料在不同使用环境条件下有不同的要求，所以，在选择AB组填料原材料时要首先注意设计和规范的相关规定，针对不同的使用部位及干旱或多雨地区进行相应的材料选择，以达到优质的工程质量。从试验段和施工后的情况看，由以上方法配制的AB组填料对含水量多少的敏感性不是太强，含水量比规范规定稍大或者稍小一些也能满足各项指标要求，这可能和选择的机具及施工工艺也有一定的关系，在后续的施工中我们会进一步总结完善。

参考文献：

1、铁路路基设计规范（TB10001-2016），20170401版。

2、高速铁路路基工程施工质量验收标准（TB10751-2018），20190201版。

3、高速铁路路基工程施工技术规程（Q/CR9602-2015），20150601版。