摘要:近些年来我国铁路建设高速发展的时期中,必须要保证铁路的路基施工效率与施工质量达到相关规定,确保铁路通车运营安全,高效。因此,本文就铁路路基的施工质量检测方法与控制技术要点进行了研究分析,概述现状与不足,提出合理策略,以期能进一步提升我国铁路路基施工的效率与质量。
关键词:铁路路基;质量检测方法;质量控制技术
路基是铁路建设的基础。对我国铁路的建设和发展起着关键的作用,然而,路基质量尚未得到足够重视,施工技术相对落后,发展较慢,已经成为铁路工程建设施工的薄弱环节,制约着铁路跨越式发展。因此,对铁路路基施工质量检测方法与控制技术研究显得格外重要。
1我国铁路路基的特点
1.1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分、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。
1.2 环境干扰性强
路基是完完全全暴露在空气中,很容易被气候、水及温度等影响。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。
1.3 铁路路基应当得到静荷载与动荷载的共同作用
铁路路基中的轨道与路面结构会产生静荷载和列车与车辆所产生的动负荷,特别是动荷载,从而对路基带来不同程度上的负面影响。
2铁路路基施工质量检测方法
2.1压实系数K
常用的方法有环刀法、灌沙法以及注水法,每种方法都适用于不同的填料情况,都需要先测量含水量,而后再利用烘干法来得出最终的检测结论,因此需要花费比较长的检测时间,与现代化高效率的施工碾压机械常常发生矛盾,并且受外界因素的影响较大。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。
2.2 CBR值
在既有道路的使用中发现,在交通荷载作用下,铁路垫层石渣有可能被压入下覆的填土层中,从而使路基面损坏,基于此种情况,AASHTO率先提出了加州承载比试验(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,因此将CBR检测方法作为铁路路基施工质量的检测手段是比较合理的。
2.3 地基系数K30
根据文克勒的理论,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。它的值不仅与土的性质有关,而且也与荷载面积大小、形状和加载方式有关。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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆体积系数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,计算时选用的沉降量为0.125厘米。
2.4 动弹性模量E
动态变形模量测试仪的工作原理主要是让落锤从既定高度来自由下落在弹簧阻尼装置上,再经历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,使填土面产生沉陷。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。
3铁路路基施工质量控制技术
3.1路基土料控制
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。
选择土源场地应对其地形、地貌、土性及地下水等情况进行详细调查。土源场地应选择在地下水位低、含水量适中,土的类别高、性质好的地方。当初步选定一个土源场地时,取代表性土样送试验室做土工试验。
根据规范规定,路基基床以下部位应选择一般填料及以上填料,基床以上部位宜选用优质填料或良好填料。通过试验确定土的类别和等级,判定填料是否合格,以此确定该土源是否设置为取土场。
对于填料应有一个原则,那就是决不能使用不合格的填料,优先选用等级高的填料。填料等级的高低是决定路基质量好坏的基础。确定好土源场地后,如为细粒土,须做好标准击实试验,求出最佳含水量,在施工中控制填料含水量;求出最大干容重,以此为参照标准,控制好压实度。
3.2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。
3.3防水控制
水对铁路路基使用性能的影响较大,可降低路基的强度。铁路一般设计路堤较高,且多有硬路肩,路基内的水害不严重,所以主要应防止整体道床水下渗,引起整体道床结构的破坏。路基基床分为表层和底层,不同等级的铁路工程有不同的底表层厚度。如Ⅰ级铁路规定表层为 0.6 m,底层为 1.9 m。基床直接承受道床压力,它的质量好坏,直接影响着道床和轨道的稳定,因此它的施工质量要求是最高的。
4结束语
铁路路基施工的过程中,试验路基填料及控制压实度抑制都是路基施工的首要步骤,在选择填料的过程中,必须先对样土进行分析实验,并且划分好样土的种属,从而确定其最佳含水量及最大干密度。而控制压实度则应该先解决了试验路段,调配好机械的问题,再根据不同土质和铺土厚度的差异来确定碾压遍数,引导路基施工。为了保证工程的施工质量,还必须遵循规范的作业原则。我国的铁路路基建设正处于一个大的发展时期,相信在不断的实践中,铁路路基施工工程的理论设计将得到一个大幅度的提升。
参考文献
[1]褚座群. 浅析我国铁路路基施工质量检测与控制技术[J]. 城市建设理论研究(电子版). 2017.
[2]汪大伟. 浅析我国铁路路基施工质量检测与控制技术[J]. 山西建筑 .2009.
论文作者:郝语帅,成瑞仙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/8
标签:路基论文; 铁路论文; 荷载论文; 含水量论文; 填料论文; 弹性模量论文; 压实论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;