浅析我国铁路路基施工质量检测与控制技术

2022-09-10

一、前言

路基施工水平是铁路建设的基础保证, 施工企业必须要进一步加大对路基施工质量的检测与控制力度。然而, 纵观我国铁路路基现有的施工质量来看, 不仅存在着施工技术落后的情况, 而且在开展质量检测与质量控制工作的过程中也出现了很多问题, 十分不利于铁路工程项目整体水平的提升。

二、我国铁路路基的特点

(一) 施工材料复杂

铁路路基的施工材料主要以土为主, 由于土在应用到路基施工的过程当中会受到成本、粒径以及结构等各方因素的影响, 因此在施工的过程当中会表现的不够稳定, 这也就意味着在计算路基变形、分析其稳定性的过程当中会存在着比较多的问题。

(二) 环境干扰性强

由于铁路路基是被完全暴露在空气当中的, 因此会受到周边温度、气候以及空气湿度的影响。例如, 北方地区中的铁路路基在遭遇冷空气时会出现冻胀现象;西部地区中的铁路路基则非常容易受到风蚀与沙埋等问题的影响。

(三) 铁路路基应当得到静荷载与动荷载的共同作用

首先, 铁路路基中的轨道与路面结构会产生静荷载;其次, 铁路上所行驶的车辆会产生动荷载, 从而对路基带来不同程度上的负面影响。

三、我国铁路路基施工质量的检测方法

(一) 压实系数K

在以往比较常用的环刀法、灌砂法以及注水法需要先测量出含水量, 而后再利用烘干法来而出最终的检测结论, 因此需要花费比较长的检测时间, 不仅不符合当前阶段中铁路路基施工的高效率要求, 而且还会经常同碾压机械的应用发生矛盾。基于此, 通过利用微电子技术中的放射性元素来对填土密度进行测量, 则能够全面提高测量效率。经过大量的测量实践证明, 应用此种测量方法可以准确快速的测量出填土的含水量与容重, 全方位的满足铁路路基施工现场的各项检测要求。此外, 这一检测方法的应用也比较简单, 施工现场的检测人员可以根据施工需求来合理化调整。

(二) CBR值

在过去的施工经验中可知, 在交通荷载的影响之下, 用于铁路路基垫层的石渣非常有可能被震入到填土层之中, 长此以往会严重破坏路基表面。基于此种情况, AASHTO率先提出了CBR实验, 这一实验是将固定好尺寸的探头深入土中, 当达到一定的深入以后, 再针对与之相对应的荷载程度以CBR为基准来展开比对, 以此来确定出地基承载能力的对应数值。针对铁路路基工程来说, 由于施工现场CBR试验探头尺寸与道碴的尺寸比较接近, 并且在探入土过程当中的道碴类似于车辆荷载作用中的机床表层挤陷现象, 因此CBR检测方法的应用价值较高。

(三) 地基系数K30

通过对文克勒所提出的理论进行了解后可知, 铁路路基的系数所指的是表征弹性层状地基的刚度与变形性质。简单的解释, 铁路路基的系数值不仅同土的性质之间有着千丝万缕的关联性, 同时与荷载面积、荷载形状以及荷载方式也有关。为此, 在确定荷载面积、形状以及方式的基础之上, 就能够成功的测试出不同种类地基在标准下沉量时所产生的地基系数值。体积系数K30是在利用30厘米直径荷载板来开展实验活动时, 利用单机位面积压力来除以荷载板下沉量, 需要注意的是, 在计算的过程当中所选择的沉降量为0.125厘米。

(四) 动弹性模量E

动态变形模量测试仪的主要运作原理是让落锤从最既定高度来自由下落, 掉落到弹簧阻尼装置中以后, 经历300mm的承载板来达到符合列车高速运行时所能够对铁路路基所带来的动应力。通过合理化的测量方法确定冲击的大小, 而后根据土面范围的动变形来求出铁路路路基土层的动弹性模量E。最终得出结论:动弹性模量E的大小同被测点的承载力有着实际性的关系, 承载力越小, 动弹性模量E也会随之变小, 承载力越大, 动弹性模量E则会随之变大。

早在1997年, 德国就正式投入到了对动弹性模量E的研究工作当中, 随后, 日本等其他发达国家也纷纷加入到了对动弹性模量E的研究队伍中, 并相继取得了很多令人激动的优秀成绩。如今, 国外应用率最高的即为HMPLFG型的轻型落锤仪。

四、我国铁路路基施工质量的控制方法

(一) 路基土料控制

通过上文中的介绍可知, 我国的铁路路基主要是由土与石来填筑而成的, 因此路基填料的质量水平将会直接影响到铁路路基的整体质量。根据《铁路路基设计规范》中的相关内容可知, 用于铁路路基的调料外形大致被分为以下的四种:

第一种为优质材料, 其中主要包括硬石块、细粒土含量在5%以下的碎石土、漂石土、圆粒土以及角砾土等等。

第二组为良好材料, 其中主要包括不易被风化的软块石、级别配方不够高端的碎石土、角砾土、圆砾土以及细粒土等等。

第三组为一般材料, 其中包括比较容易被风化的软块石、细粒土含量为30%以上的卵石土、碎石土以及粉粘土等等。

第四组为禁止使用的劣质材料, 其中主要包括有机土。

(二) 路基压实度控制

首先, 要保证路基填土处于最佳的含水量状态。由于填土只有在处于最佳含水量状态时才能够确保压实的密实度, 因此在压实作业的过程当中, 施工人员必须要妥善控制好填土中的含水量。如果填土的含水量过高, 则需要进行晾晒与风干处理后再进行碾压作业。

其次, 要合理化选择压实机具。铁路路基的填土层厚度应当控制在30厘米以内, 同时有限考虑采用分层铺筑的方式来进行压实。在施工过程当中还要尽可能的利用重型压实机具来进行作业。在施工过程当中如果应用50t震动压路机, 那么每层填土的压实厚度不要超过30厘米, 当采用吨位更大的羊角碾时, 由于其压实功可以调节, 因此所能够达到的压实度也会有所提高, 从而有效降低填土中的含水量, 达到提升铁路路基回弹模量的作用。需注意的是, 在应用羊角碾进行压实作业时要采用复合碾压的方法。

摘要：本篇文章针对我国铁路路基施工质量的检测与控制技术一题展开了较为深入的研究, 同时结合我国铁路路基的特点与笔者的自身经验提出了几点可行性较高的质量检测与控制方法, 其中包括压实系数K、地基系数K30、路基土料控制以及路基压实度控制等等, 以期能够带来一些有价值的参考意见。

关键词：铁路路基,施工质量,检测控制