填石路基试验路总结

填石路基试验路总结（精选5篇）

篇1：填石路基试验路总结

填石路基试验总结报告

一、工程概况

K4+560~K4+660段路基处于填方路段，平均填石高度为7.4米（扣除路面结构层），通过填前清表碾压，该路段路床较为平坦，有利于数据的准确性，利用K4+880处挖方段爆破的白云岩为填料，填料通过松动爆破处理，石料粒径皆小于50cm，为良好的石方填料，我合同段选取该段路基全幅填方段1—3层（填方数量为6000立方米）作为填石路堤试验段，采取试验数据。

二、填石方试验段工作内容及目的

选取K4+560~K4+660填方段1～3层作为填石路堤试验路段，通过现场有效的施工方法使填料达到规定的压实度，试验时记录：压实设备类型、最佳组合方式；碾压遍数及碾压速度、工序；每层材料的松铺厚度、压实厚度、松铺系数等。

通过试验段，确定填石路堤施工正确的压实方法，达到规定的密实度所需压路机的类型、组合方式、压实遍数、松铺厚度、压实厚度、松铺系数等试验参数，形成总结报告上报经监理工程师批准后，作为今后填石路堤施工质量控制的依据。

三、详细方法和工作程序 1．施工中所采用的标准

1.1贵州省大兴至思南段高速公路总监办下发的《技术规范》。1.2贵州省大兴至思南段高速公路合同段施工图。

1.3中华人民共和国交通部部颁标准《公路路基施工技术规范》。2.路基填筑施工方案 2.1施工准备

机械安排： CAT-320型 挖掘机2台，用于取土场装车，红岩金刚八轮自卸车4部，用于运输填料，山推SD-160推土机1台，用于清表及填筑摊铺，XG-6204M型压路机1台，用于压实填方 检测设备：工作性能为：三档静压8.9km/h,二档弱振5.1km/h，一档强振1.7km/h，精密水准仪： 1台全站仪：1台

人员安排：

侯敏：施工负责人 卫金：技术负责人： 舒德强：安全负责人 周先志：质检工程师 赵波：测量工程师 马坤、赵鑫、兰国勇 技术员，另配民工10人用于边坡码砌和配合机械补平等工作。

2.2 场地清理

施工前，对原地面进行场地清理，草皮、腐殖土或其它不宜用作填料的土废弃处理。同时与永久排水设施相结合，做好临时排水工作。

2.3 测量放样

测量人员用由监理工程师确认的导线点放出路线中线及边线，对放出的控制桩位用水泥加以固定，作为施工过程中校核使用。设计图纸提供的原地表高程已进行复测，复测结果已上报监理工程师确认和总监办确认。

2.4 填石路堤试验段施工

2.4.1本段路基最大填方高度大于9.3米，路堤基底为粘土夹杂 碎石土层，厚度平均约1—4米，经填前碾压后基底各项指标满足规范要求，填石路堤试验段第一段第一层直接填筑在其上面。

2.4.2填方路堤填前用石灰画出网格，每格长、宽各6.3米，按路面平行线分层控制填石标高,填石作业分层平行摊铺，分层的最大松铺厚度控制在40cm以内进行填筑材料的堆放，每车填料的堆放间距根据经验验定，并有专人在现场指挥。每层填料铺设的宽度，每侧超出路堤设计宽度500 mm,以保证修整路基边坡后的路堤边缘有足够的压实度。

2.4.3填料料源取自K4+800处挖方段，为挖方利用。主要为白云岩，石料强度通过试验均大于30MPA，能满足强度要求。对靠压实设备无法压碎的大块硬质材料，均用人工予以清除或破碎，破碎后的硬质材料最大尺寸不超过压实层厚度的2/3，并均匀分布，以便达到要求的压实度。

2.4.4填石路堤填筑前，路堤边坡坡脚采用粒径大于30厘米的硬质石料码砌。

2.4.5逐层填筑时，及时安排好石料运输路线，专人指挥，按水平分层，先低后高、先两侧后中间卸料，采用大型推土机摊平。个别不平处配合人工用细石块、石屑找平。

2.4.6人工铺填粒径25cm以上石料时，先铺填大块石料，大面向下，小面向上，摆平放稳，再用小石块找平，石屑塞缝，最后压实。料径25cm以下石料，可直接分层摊铺，分层碾压。

2.4.7填石路堤分层进行填筑，使用工作质量20T以上的重型振 动压路机分层进行压实，压实时人工随时用小石块或石屑补平及填满缝隙。

2．5压实要求(沉降量)2.5.1填石层在压实前先整平，根据经验按1.2左右的松铺系数挂线控制松铺厚度，并作成2%~3%的横坡。碾压时，前后两次轮迹重叠30cm以上，并注意使该层整个深度内压实度处处均匀。

2.5.2第一次压实后，人工整平，以保证均匀一致和平整。每层碾压松铺厚度严格按计划松铺厚度控制，从第三遍开始，每碾压一遍后，均实测填石层顶面标高，以获得正确的压实层沉降差。

2.5.3采用振动压路机碾压，根据以前的施工经验,先静碾二遍使不平的地方暴露出来用人工补平，再用振动压路机碾压三遍，最后再静碾二遍收尾。碾压时先边缘后中间、先低后高，一直进行到在重轮下不出现石块转动，表面平整均匀，压实层顶面稳定，不再下沉（无轮迹）时为止。

2.5.4在填筑下一层前先进行压实度检测，本段路堤压实质量检测采用振动压路机振压2遍沉降值不大于3mm来进行检测。每一层的压实度都经监理工程师复核检查并批准。

三、施工总结

试验段完成后，我部对本次试验段从施工工艺流程、人员安排、机械设备组合、松铺厚度、压实遍数、沉降量及达到压实结果的松铺系数、表观质量检测进行了总结。3.1 压实厚度（见附后资料）填石路堤每层填筑完成后都测量该层顶面标高，相邻层位的高差就是压实厚度。

3.2 压实遍数

从试验段的结果分析，采用20T振动压路机碾压不少于8遍来控制施工。

本段路堤压实质量检测采用压实沉降差法进行检测，按技术规范要求控制标准为大于96％（路槽底面下深>0.8米）3.3 表观质量检测

碾压后的路堤表面应无轮迹，表面平整。

3.4 施工人员及机械配备

施工人员：技术人员5人（测量2人，试验2人，质检员1人）普通工人10人

施工机械及检测设备：

CAT-320型 挖掘机2台，用于取土场装车，红岩金刚八轮自卸车4辆，山推SD-160推土机1台，XG-6204M型压路机1台，检测设备：工作性能为：三档静压8.9km/h,二档弱振5.1km/h，一档强振1.7km/h，精密水准仪： 1台全站仪：1台

根据本段施工记录，试验段长度100米，运距300米。一台XG-6204M型压路机碾压一层需要1小时，挖掘机一台每小时可装35车，汽车每运一车10分钟，一台推土机摊铺一层2小时。合理的机械、人员配备为，运距300m，每部挖掘机可配4部红岩自卸车装车，一部推土机摊铺，1台压路机碾压。每天按此机械配备可完成1000 方填方。技术人员5人，10个普工修坡及配合整平。

四、试验段总结

1、本次试验段施工从3月13日至21日，历时9天，第一层3月13日、第二层3月14日、第三层3月15日，每天填筑一层，共填筑9层。

2、从试验段试验结果分析，松铺厚度为50cm左右时，先静压1遍，再弱振2遍，大约下层40毫米，再弱振1遍，强振3遍，当强振至第三遍时，下沉量已经很小，约为2cm左右，转为弱振1遍，静压1遍后，可达到96区压实要求的结果，总共碾压遍数为8遍，此时的松铺系数为1.12。按总监办下发文件，将实验段所得数据统计，所得沉降量、沉降率、平均沉降差、可满足要求，达到了规范要求。

3、填石路堤试验段总结成果 路槽底面0.8m以下96区控制标准为: 3.1、松铺厚度50cm时松铺系数为1.19 3.2、20T振动压路机工作性能为：三档静压8.9km/h,二档弱振5.1km/h，一档强振1.7km/h 3.3、压路机碾压遍数组合为：静压1遍+弱振2遍+强振3遍+弱振1遍+静压2遍,合计8遍

3.4、在实际施工中，为控制施工进度，我们将按合理的机械组合，结合本标段工程数量配备所需机械设备及人员。

施工中为确保质量，我们将做到：（1）将按试验段填石施工工艺施工（2）碾压时严格按碾压顺序及重叠宽度，特别注意边缘碾压到位。（3）最后静碾一边，保证路堤表面无轮迹、平整。（4）碾压完成后，边缘挂线，用人工将边缘线修顺。

本次试验段施工是成功的，所选的施工机械设备类型及组合符合填石路堤填筑要求，可以按此设备组合和施工程序进行指导全线路基94区（路槽底面下深〉1.5m）和96区（路槽底面下深〉0.8m）石方填筑工程施工。

篇2：填石路基试验路总结

我标段于2002年9月10日至23日于K73+750～K73+850路段进行填石路基的填筑碾压试验,施工中严格按照填石路基试验段开工报告中施工方案进行施工。通过试验段的施工，施工人员熟悉了填石路基的施工工艺，确定了施工机械的选型，完善了各种机械的配套组合及施工人员的配备，完成了施工中各种参数的选定，为后续大规模填石路基的施工积累了经验。

经过试验段施工，取得了一套切实可行的填石路基施工工艺，用于指导施工。具体施工工艺总结如下：

一、施工机械配置情况：

根据施工需要，每个工作面需配备反铲挖掘机一台、TY-220推土机一台、YZ-18振动压路机，自卸运输车5辆，一台水泵备用。当运距较远时，自卸车的数量可适当增加。

二、施工人员配置情况：

根据工程需要与施工安排，各施工段需配备施工人员情况见下表 序号 工种 人数 备注 1 管理人员 2 2 机械司机 16 3 修理工 2 4 普通工 6 5 测试人员 3 6 合计 29

三、配置测试仪器情况： 名称 型号 数量 水准仪 S2 1台 经纬仪 J2 1台 塔尺 5米 2把 花杆 3米 2套

四、具体施工工艺：

整个填筑施工过程采取石料反铲挖掘机挖装，自卸汽车运输，人工配合推土机整平，振动压路机碾压，水准仪观测沉降量检测的流水作业施工方式。具体施工方法为：

1、原材料要求：

所选填石路基填料石块强度大于15Mpa(边坡摆砌的片石强度不小于20 Mpa)，且石料含量在70%以上，最大填料料径不超过30cm，超粒径填料在取料场改炮处理。

2、测量放线：

清表完毕后用压路机对原地面进行碾压，碾压后的原地面的密实度不低于85%，然后根据原地面（填筑层面）的高程，放出路基的填筑边线。为保证路基边坡处的压实度，在放线时将路基填筑边线加宽50cm，同时沿线路纵向每10m 设一对标高指示桩，以控制每层虚铺厚度。为保证路基边坡圆顺，两标高指示桩间挂线施工。

3、布料：

根据运输车的装载数量及确定的石料虚铺厚度，按方格网法布料。

4、整平：

首先用TY-220推土机将填筑石料就地推平，然后人工配合机械根据标高指示桩拉线精确整平。当石块级配较差，粒径较大时，人工将粒径较大的石块，大面朝下，摆放平稳，空隙里扫入石碴、石屑，再以压力水冲入下部，反复数次，使空隙填满。

5、碾压：

填石路基采用YZ-18振动压路机进行碾压，先静压一遍，然后振压5-7遍。碾压时，压路机车速控制在4Km/h左右，振动频率在25-30Hz（1500-1800次/s），振幅一般在1.5-2.0mm范围内。碾压时应自路基两侧向中间，超高段的路基由内侧向外侧依次错轮碾压，6、填石路基的碾压标准：

填筑表面无明显轮痕，且最后一遍的振压下沉量不大于3mm。

五、试验成果：

在试验段施工时，分别按40cm、45cm、50cm三种虚铺厚度分别进行试验，并记录填料每次振压后的沉降量，具体试验结果见附表。

根据<<路基土石方试验段成果报告图>>中成果分析，最佳松铺厚度为50cm,松铺系数为1.12。

六、施工建议：

根据试验段的试验结果，结合设计文件、有关规范标准及业主的有关要求，我们建议石方路基的碾压施工，采取虚铺45cm，松铺系数为1.12，YZ-18振动压路机静压一遍，然后振压不少于8遍，外观无明显轮痕，93~95区填筑结合水准仪沉降量控制检测压实度，最后一遍下沉量不大于3mm。

路基石方试验段成果汇总表（编号：001）建设项目：赣定高速公路

合同号：B5-1

施工单位：中铁十四局集团三公司

试验段桩号及位置：K73+750~+850

作业组（队）：一机公司 拟实施路段：K73+100~K75+700

试验时间：2002年9月10日~23日 厚度 检测项目

碾压遍数 虚铺50cm 虚铺45cm 虚铺40cm 碾压前高程 碾压后高程 沉降量（mm）碾压前高程 碾压后高程 沉降量（mm）碾压前高程 碾压后高程 沉降量（mm）

静压一遍 1 234.770 234.759 11 235..14 1 235.130 11 235.467 235.456 11 2 232.431 232.421 10 232.311 232.299 12 232.628 232.616 12 3 231.889 231.878 11 232.308 232.298 10 232.574 232.562 12 4 231.612 231.601 11 231.979 231.968 11 233.296 233.286 10 5 233.269 233.258 11 231.597 231.586 11 231.914 231.904 10 6 233.288 233.277 11 233.634 233.624 10 233.964 233.953 11平

均

值

10.8

10.8

振压第 1 遍 1 234.746 13 235.118 235.094 12 235.447 235.427 9 2 232.410 11 232.288 232.264 11 232.606 232.583 10 3 231.867 12 232.287 232.215 11 232.552 232.531 10 4 231.589 12 231.957 231.934 11 233.277 232.256 9 5 233.247 11 231.576 231.553 10 233.896 231.877 8 6 233.265 12 233.615 233.593 9 233.944 233.923 9平

均

值

11.8

10.7

9.2 第 2 遍 1 234.736 10 235.108 235.073 10 235.437 235.407 10 2 232.398 12 232.278 232.243 10 232.596 232.565 9 3 231.856 11 232.877 232.195 10 232.543 232.513 9 4 231.577 12 231.946 231.912 11 233.268 232.238 9 5 233.235 12 231.565 231.531 11 233.888 231.860 8 6 233.252 13 233.606 233.584 9 233.935 233.904 9平

均

值

11.7

10.2

第 3 遍 1 234.728 8 235.101 235.068 7 235.431 235.395 6 2 232.391 7 232.271 232.229 7 232.590 232.553 6 3 231.850 6 232.870 232.180 7 232.536 232.499 7 4 231.572 5 231.940 231.900 6 233.263 232.218 5 5 233.229 6 231.659 231.518 6 233.883 232.849 5 6 233.245 7 233.600 235.572 6 233.930 233.898 5平

均

值

6.5

6.5

5.7 质量情况 无明显轮迹印，表面平整。

机械组合 YZ-18压路机、TY220推土机、EX-200反铲挖掘机、10T自卸车 备

注

路基工程师:

质检工程师:

监理工程师 :

日期: 路基石方试验段成果汇总表（编号：001）建设项目：赣定高速公路

合同号：B5-1

施工单位：中铁十四局集团三公司

试验段桩号及位置：K73+750~+850

作业组（队）：一机公司 拟实施路段：K73+100~K75+700

试验时间：2002年9月10日~23日 厚度 检测项目 碾压遍数 虚铺50cm 虚铺45cm 虚铺40cm 碾压前高程 碾压后高程 沉降量(mm)碾压前高程 碾压后高程 沉降量(mm)碾压前

高程 碾压后 高程 沉降量(mm)第 4 遍 1 234.723 5 235.096 5 235.426 5 2 232.385 6 232.266 5 232.586 4 3 231.844 6 232.865 5 232.531 5 4 231.567 5 232.934 6 233.258 5 5 233.222 7 231.654 5 233.897 4 6 233.240 5 233.593 7 233.926 4平均 值

5.7

5.5

4.5 第 5 遍 1 234.720 3 235.093 3 235.424 2 2 232.381 4 232.263 3 232.582 4 3 231.839 5 232.860 5 232.528 3 4 231.563 4 231.930 4 233.256 2 5 233.218 4 231.650 4 233.879 0 6 233.237 3 233.588 5 233.924 2平均 值

3.8

2.2 第 6 遍 1 234.717 3 235.091 2 235.423 1 2 232.376 5 232.262 1 232.580 2 3 231.835 4 232.857 3 232.527 1 4 231.561 2 231.929 1 233.255 1 5 233.217 1 231.647 3 233.879 0 6 233.237 0 233.586 2 233.924 0平均 值

2.5

2.2

第 7 遍 1 234.717 0 235.091 0 235.423 0 2 232.375 1 232.262 0 232.579 1 3 231.833 2 232.856 1 232.527 0 4 231.560 1 231.929 0 233.255 0 5 233.216 1 231.647 0 233.879 0 6 233.236 1 233.586 0 233.924 0平均 值

0

0 质量情况 无明显轮迹印，表面平整。

机械组合 YZ-18压路机、TY220推土机、EX-200反铲挖掘机、10T自卸车 备

注 路基工程师:

质检工程师:

监理工程师 :

日期: 路基石方试验段成果报告图（编号：001）

建设项目：赣定高速公路 合同号：B5-1 施工单位：中铁十四局集团三公司 作业组（队）：一机公司

试验段桩号及位置：K73+750~K73+850 拟实施路段：K73+100-k75+700

压实机械组合： YZ-18

土质编号：

最大干容重：

最佳含水量：

松铺厚度：

度：

碾压遍数N（遍）

注：合适的压实遍数应在曲线发生明显弯曲处

承包商：

监理工程师：

赣定高速公路B5-1标段 路 基 石 方 试 验 段 成 果

压实厚

日期：

篇3：填石路基试验路总结

通过试验段施工获得的各项检测资料,就路基填筑施工的质量控制标准、压实设备配置的最佳组合施工工艺。碾压遍数、碾压速度、碾压顺序。压实度最佳效果时的松铺厚度。形成一套控制填石路基质量检验标准的技术参数及施工工艺标准。可利用试验段的取得的技术成果进行大规模的路基填方施工。

2 施工过程

2.1 技术标准

根据宜长高速公路第三合同段施工图纸设计文件要求,所采用的技术标准为交通部《公路路基施工技术规范》(JTJ033-95)及试验段开工报告,主要控制标准:沉降差观测,采用相邻碾压遍数间沉降差不大于2mm为压实满足要求。

2.2 机械匹配模式

(1)机械匹配模式:1)两台1.0m3挖掘机(EX220)挖装、四台20T斯太尔自卸车运料,一台D85A推土机捡平;一台SD175/180压路机碾压。2)一台1.0m3挖掘机(EX220)挖装、五台DF485自卸车运料,一台D85A推土机捡平;一台SD175/180压路机碾压。(2)松铺厚度:松铺厚度为50cm。

2.3 测量放样

定线复测施作平面控制点和水准点,测设边界桩。测设中心桩按10~20米一整桩号控制路基中心的各点,根据近似值计算结果测设路基边坡线,精测各桩位左、中、右三点高程并做好记录,计算各桩号左、右侧的填筑宽度并打上标志桩,在中心线上插上拟定松铺厚度标尺杆,用油漆划线定出松铺50cm的高程,作为控制松铺厚度的标准。

2.4 基底处理

测量定线后,在试验段路基填筑范围内进行除草、砍树、挖根及清除表土、处理坑穴、并对基底进行压实,直至满足规范和设计要求。

2.5 填料运输

在路基开炸方处利用挖掘机进行选料装车,装车时,将大于填筑松铺厚度2/3(33.3cm)的大粒径石料选出进行破碎机破碎或小爆破分解,达到填筑要求后方能装车运至填筑地段予以填筑。

2.6 填料摊铺

在填筑段基底清理后,立上松铺厚度标尺以控制填料的松铺厚度,用自卸车将填料由里向外逐步倒卸,填筑时发现大料径填料必须将其选出解小,当填料卸至一定数量时,用大型推土机将填料进行水平摊铺。摊铺方向由里向外。机械摊铺后所有石块之间的缝隙辅以人工用小石块或石屑嵌实。摊铺顺序由中间向两边进行。摊铺至左、右边桩时适当超铺(≥50cm),以保证压路机能够碾压至设计边坡及防止雨水冲刷。(超宽部分待路基成型后用机械辅以人工刷坡找平)。摊铺时用推土机粗平,形成横坡(2%)、纵坡(5~6%)便于雨季临时排水。

2.7 机械碾压

碾压之前,用大型推土机摊铺整平,个别不平整处人工用细石屑或小石块找平,直至石块之间无明显高差台阶,便于压路机碾压使受压面受力均匀。试验段采用振动压路机,碾压速度2~3km/h,振动频率34HZ,碾压时先由两侧向中间,再由中间向两侧碾压,每次碾压错轮1/3轮宽,对明显空洞、空隙处用细料填充再行碾压,对于碾压仍松动的块石,用合适粒径的小块石嵌实,并用手锤敲击。

3 施工质量控制

3.1 选料原则

(1)试验室必须对路基填料进行筛分试验、石料抗压强度试验,填料含石量>70%,石料强度≥15Mpa。(2)含泥量小、外观干净,不含垃圾、腐殖土等。(3)填料最大粒径≤2/3压实厚度(33.3cm)。(4)不符合上述要求填料均予以外弃。

3.2 松铺厚度和宽度上料前用竹杆划油漆线固定在填筑范围内,

根据测算填料数量和单车方量控制车数,每100m2卸料6车,摊铺过程中现场抽点检查松铺厚度,铺筑宽度每边超出设计路基边线50cm。

3.3 摊铺控制

按设计规范要求松铺厚度≤50cm,用左、中、右标尺杆控制。推土机根据标尺进行摊铺整平。个别不平整处用人工找平,目测表面大致平整。石块与石块缝隙人工用细料塞填密实。由专人负责清理摊铺现场的杂草、树根、腐植土等非路基填料的有害物质。

3.4 碾压控制

压路机碾压速度控制在2~3km/h,振动频率34Hz,碾压时先由两侧向中间,再由中间向两侧碾压,每次碾压错轮1/3轮宽,碾压顺序:压路机先静压一遍,再加振碾压6遍、收光1遍。通过碾压确保沉降差小于2mm。

3.5 平整度

根据测算填料数量和铺筑面积严格控制卸料间距,使用D85A/18推土机粗平,配合人工解小直径超过层厚33cm以上的大石块。然后用压路机2挡收光一遍,人工精平,直至符合规范要求的20mm。

4 检测手段

4.1 填料控制含石量>70%,石料强度≥15Mpa,最大粒径≤2/3压实厚度,石块与石块缝隙塞填嵌实料(小石块或石屑)选定使用。

4.2 松铺控制

拟定按设计规范要求松铺厚度≤50厘米,用左、中、右标尺杆控制。推土机根据标尺进行摊铺整平。用目测观定顶表面大致平整。

4.3 振动压实控制根据碾压设备情况,全过程观测碾压结果使用的速度、遍数及碾压顺序。

4.4 质量控制

试验段所用填料、机械配置必须与施工所用材料及机具相同。工程技术人员、监理人员在试验段施工中全过程旁站观测记录并分析检测试验结果。及时调整试验段施工工艺的最佳优化组合,使碾压密实度达到最佳效果。

5 试验结果

根据现场采集数据分析,采用18T振动压路机(SD175/180)经静压1遍、振动6遍、收光1遍后,表面轮迹深度满足设计规范要求,机械匹配情况两种组合均合理。本试验段所用填料、机械配置均符合填石路基施工要求,在施工过程中认真分析试验检测结果及测量数据,及时调整施工工艺、优化组合。

摘要：通过对宜长高速公路工程第三合同段填石路基铺层厚度、填料的最大粒径、压实机具及其施工工艺等影响压实效果的因素进行现场试验和综合分析,提出了填石路基的施工工艺,确定了压实机具选型、质量控制的指标与方法;通过对专用压路机的设计研究和性能试验,验证了填石路基专用设备对其压实的有效性和可行性,通过试验段填筑施工为日后大规模施工提供了有效技术条件。

篇4：填石路基施工质量检测方法研究

填石路基施工质量检测方法研究

本文通过对目前路基填石施工常用质量检测方法的叙述,结合工程实践经验总结,针对填石路基施工常用方法进行阐述.

作 者：王雪梅 作者单位：商丘市公路管理局,河南,商丘,476000刊 名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(13)分类号：U4关键词：填石路基 质量检测 方法

篇5：填石路基试验路总结

关键词：道路工程,温度,时间,路基深度,耦合仿真

1 概述

国内外在湿度、温度状况对路基性能影响领域的研究已有几十年的历史,取得了许多有价值的研究成果和宝贵的工程应用经验。但是,道路工程界至今依然不能准确、科学地评价路基的温度与地基深度的状况。有关路基温度和湿度与路基深度关系的论述十分有限。就设计而言,温度、湿度与地基深度变化影响并没有得到很好的体现,仅是根据简单的干湿类型划分进行路基模量及路基处理方案选择。本文通过数值仿真技术试验路中的温度与湿度等相关数据建立数学模型,可以对现有设计方法、施工技术及相关参数取值等提供理论参考。

温度对路基路面结构有着重要的影响,路基路面的性质与状态随着温度变化而发生变化。路基土和路面材料的体积会随着路基路面结构内部温度的升降而产生膨胀和收缩。由于温度在路基路面结构内部的变化沿深度方向是不均匀的,所以不同深度处胀缩的变化也是不同的,当这种不均匀胀缩受到某种原因的约束而不能实现时,路基路面结构内部就会产生附加应力,即温度应力,进而对路基路面结构产生破坏。本文通过ORIGIN软件对采集的数据进行分析,进而研究新疆伊犁地区温度随时间与地基深度间的变化关系。

2 工程概况

新疆伊犁试验路位于G218线清水河-伊宁高速公路K11+378.8跨线桥西被交支线K0+140-K0+180处,试验路路基平均填高2.73 m,两侧为民房。路段共4个试验槽,试槽的宽为16 m,长40 m,试槽底板、墙体均为30#砼浇注而成,为与实际环境相符合在试验槽底部注水。在试验路路段地面以下填筑低液限粉土,控制其地面以下含水量,埋设温度及沉降传感器共5层,在试验路填埋的设计过程中,1#槽、2#槽第1层的温度传感器离注水处的距离为20 cm,3#槽、4#槽第1层的温度传感器离注水处的距离为80 cm,以温度传感器布置图为依据,表中各层的数据均是传感器离注水处的距离,此距离也代表路基的深度,但数据越小表明路基越深。具体数据如表1所示:

cm

试验路数据采集的周期为1年,即从2008-12-2009-12,温度传感器测量的数据每天24 h不间断地储存到采集仪器中。在进行数据分析时先算出每天温度平均数,再以天为基准计算出每月的平均数据,最后以月为标准通过ORIGIN软件对数据进行数值分析。

3 温度(w)与时间(t)及路基深度(h)关系分析

影响路面结构内温度状况的因素包括外部因素和内在因素。外部因素是气候条件、太阳辐射、风力、降水量和冷凝作用等,地理位置季节变化对温度有极大影响。内在因素包括路面材料和地基的热传导率、热容量、对辐射热吸收能力等。分析温度与时间及路基深度关系是因为沥青混合料的强度随温度明显变化,温度降低时强度提高,温度升高时强度降低,可见温度是影响沥青路面力学特性的一个重要因素。此外,沥青路面结构内不同深度处的温度同样会随着气温的变化也呈现出周期性的变化。为便于数据拟合公式的表达,本文中的温度、时间及深度分别用w、t及h表示。

3.1 温度(w)与时间(t)关系

气温、太阳辐射、风速、降雨等是温度变化的原因,但是,在太阳直接辐射下,一部分辐射热被路面吸收使路面的热量增大,气温和太阳总辐射对沥青路面、路基温度有极大的影响。因此温度是随时间、季节的变化而变化的。由气象资料表明新疆伊犁地区最高气温在7月或8月,年最低气温在1月或2月。本文通过对试验路1#槽、2#槽、3#槽、4#槽数据分析研究温度与时间的关系如图1~图4所示:

由图1-图4可得,在1年中,路面结构内不同深度处月平均温度的周期性变化与月平均气温的变化基本上是同步的。平均气温最高的7月份和最低的1月份,路面结构的平均温度也相应为最高和最低值。1#槽、2#槽、3#槽及4#槽均从1月到7月、8月逐渐升高,且在7月、8月达到最大值;从8月到12月又依次降低,温度降低速度较快,这均与此试验路的气候特点相吻合。在低温季节,1#槽、2#槽、4#槽地温第1层的温度大于第2层的温度,第2层温度大于第3层,第3层温度大于第4层,第4层温度大于第5层,即在低温季节随着地基深度的增加地温越高;高温季节与低温季节地温相反,即在高温季节随着地基深度的增加地温越低。ORIGIN软件对数据拟合如表2所示。

由图1-图4及表2可得,地温与时间的变化遵循高斯分布的变化规律,其时间函数平均值较接近,相关系数均在0.9以上,其拟合的精度较高,所以可以将高斯公式作为温度与时间的数学模型。用来预估条件同观测站相仿的特定地区和特定路面结构内温度状况,可靠性较大,精度较高。但是,这些公式对其他地区或其他路面结构,由于内部和外部影响因素的变异就不一定适用。

3.2 温度(w)与路基深度(h)关系

为进一步探讨温度与地基深度的关系,用ORIGIN软件对所采集的数据拟合,拟合公式如表3所示。

低温季节与高温季节的图形有所差异,但是由软件拟合的公式及相关系数来看,它们的共同特点是地温与路基深度呈线性关系,各试验槽公式拟合的相关系数均在0.95以上,精确度相当高。高温季节温度随深度的增加线性递减,低温季节温度随深度的增加线性递增,且用线性表示比较直观简单,可将直线式作为温度(w)与深度(h)的数学模型。

4 结论

(1)通过温度与时间的关系研究可得,不同季节的路基温度随时间的变化而不同。大气的温度在1 d和1年内发生着周期性的变化,路面的温度也相应地在1 d和1年内发生周期性变化。根据新疆伊犁的气候特点及路面材料,可以将高斯公式作为温度(w)与时间(t)的数学模型。

(2)通过温度与地基深度关系数据分析可得,地温随着土壤深度的增加,其温度最高或最低出现的时间逐渐延迟。地温最高、最低值的出现时间随深度增加而延迟。春夏季节温度随深度的增加线性递减,秋冬季节温度随深度的增加线性递增,可用线性函数作为温度(w)与湿度(h)的数学模型。

参考文献

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