S310线麦盖提至喀什高速公路项目
第三合同段
风积沙（新材料）路基填筑应用推广
新疆北新路桥集团股份有限公司
S310线麦盖提至喀什高速公路项目第三合同段项目经理部
2012年11月30日
风积沙（新材料）路基填筑应用推广
摘 要：根据S310线麦盖提至喀什高速公路项目第三合同段风积沙路基填筑的经验，本文根据风积沙特点，结合工程实际，对风积沙这种新材料的路基填筑做进一步推广。
关键词：风积沙；干密度；施工工艺；推广
S310线麦盖提至喀什高速公路项目第三合同段由新疆北新路桥集团股份有限公司承建。本标段起讫桩号为K54+000～K89+000，全34.996km 。本项目位于喀什地区，途经岳普湖、伽师两县，线路基本与S213线平行布设。本标段大多为盐渍土及软弱土地段。因风积沙是透水性较好的填料材料，能有效地阻断盐分上升，避免盐涨现象产生，而本地风积沙储量丰富，故本合同段用风积沙作为新材料进行路基填筑。风积沙路基填筑方法为路基两侧每层采用顶宽2m, 底宽
3.05m ，厚0.3m 的砾石土包边，中间填筑风积沙。现将风积沙路基湿压法填筑介绍如下:
1 风积沙的特点
1.1 风积沙的技术特点
风积沙自然状态下容量一般为1.4g/cm³，湿容重大约为1.5g/cm³左右，风积沙在压实情况下密度增长很快，可以达到1.76 g/cm³~2.0 g/cm³。风积沙的天然含水量很低，最低不足1%，最大一般不超过5% 。风积沙颗粒很细且单一均匀，表面积很大，黏聚力很小，松散型很强，保水性很差，压缩变形小，完成时间短，压缩量与荷载呈指数关系，回弹模量值小，干燥和饱水状态下最易压实。
1.2 风积沙的工程特点
（1）风积沙具有微粒性，大部分颗粒为0.074mm~0.5mm范围内。
（2）风积沙具有非塑性，粉黏粒含量少，抗剪能力差，成型困难。
（3）风积沙具有非湿陷性，遇水后的自然结构和密实结构不变。
（4）风积沙水稳性好。
（5）风积沙承载比大，风积沙颗粒较细无黏性，试件浸水后表
面液化，实验结果CBR 值一般在8%左右。
（6）风积沙具有压实性，风积沙在干燥和饱水状态下可获得最大的压实度。
（7）风积沙具有回弹模量大，En 值一般为70Mpa~90Mpa,在荷载反复作用下其值大于100Mpa 。
2 风积沙最大干密度的确定
风积沙干密度的确定方法与常规素土的最大干密度的确定方法不同。确定风积沙最大干密度的试验方法有两种：一种是干振法；一种是饱水振动法。
干振法确定出风积沙在干燥条件下的最大干密度，此最大干密度作为风积沙在天然含水量状态下或洒水状态下控制路基压实度的依据。此方法是试样在完全干燥条件下，通过振动，绘制不同的振动时间、干密度曲线图确定出风积沙的最大干密度。
饱水振动法确定出风积沙在饱水状态下的最大干密度，此最大干密度作为风积沙在水浸法加推土机、水浸法加振动压路机等分层压实风积沙的施工质量控制，此方法是试样在饱水状态下，通过振动，绘制不同的振动时间、干密度曲线图确定出风积沙的最大干密度。 3 风积沙路基施工工艺及流程
3.1 场地清理及基底处理
1、对路基用地范围内的树木、
野草等在施工前砍伐或移植清理，砍
伐的树木移置于路基用地之外，进行
了妥善处理。将路基范围内的树根全
部挖除。
2、对原地面临时设置了排水设
施，并且与永久排水设施相结合，与
自然沟壑相接。以便雨水、浇灌用水
随自然沟壑排走。
3
、在树木、野草清理完毕后，
用装载机配合平地机对原地表进行清表，清表30cm ，在个别段落30cm 内不足以完全清除残余植被的情况下，增大清表厚度，以便完全清除原地表植被。
4、在原地表清理完成后，对风积沙路基填筑前用双驱振动压路机对基底进行静压收光处理，基底标高比原地面标高下降值为
20mm —50mm 。经自检、监理工程师复检确认高程满足设计及规范要求。
3.2换填风积沙
用全站仪对该施工段线路中线进行放样工作，每20m 放一中线桩，根据设计图纸计算路基宽度放出坡脚线及护桩，护桩宜设在路基坡脚以外2米，坡脚线宽出50cm 布设，之后进行换填风积沙。
3.3 砾石包边土施工
本合同段采用风积沙路基填筑，风积沙路基两侧采用顶宽2m, 底宽3.05m 砾石土包边，主线边坡为1:2。H ≤3m 采用填筑方案A, 3＜H ≤5m 采用填筑方案B, H＞5m 采用填筑方案C （详见下图）
包边土采用人工、机械相结合的方法进行施工。施工中必须严格控制包边土的内边线，包边土松铺厚度33cm, 压实厚度为30cm, 两侧各超宽≥50cm, 以保证路基碾压宽度及工作车辆行走。采用自卸车卸料，装载机、平地机推平，最后人工整形、找平。洒水车在包边土上匀速、均匀洒水，含水量控制在最佳含水量±2%。采用18T 单钢双驱振动压路机碾压3遍压实度达到94%，碾压4遍达到95%，碾压5遍达到97%。碾压至设计要求压实度后再进行中间风积沙的填筑。经检测，砾石土的最佳含水量为5.2g/cm³，最大干密度为2.35g/cm³。
3.4路基中间风积沙填筑
风积沙填筑路基采用水平分层填筑方式，包边土每施工完成一层后即进行中间路槽内风积沙的填筑。
3.4.1推送、整平填料
填料厚度采用两边竹竿挂线法控制。根据分层分区压实前后高程对照，风积沙填筑在不同区、层上的松铺系数为1.5-1.65，每填筑30cm 虚铺厚度为45-50cm ，先用自卸车卸料于包边土外侧，然后用装载机运料于指定地点，进行粗平。待粗平完成后，进行洒水。最后用平地机精平。
3.4.2风积沙湿压法洒水工艺
因风积沙天然含水量较小，在采用湿压法施工时需要大量的水。为解决供水问题，从项目部经检测符合施工用水的水井里取水。洒水车运输到施工现场，进行洒水。洒水分段进行。一般情况下，正常1000m ³风积沙洒水333.4m ³(17车*20m³) 可达到最佳含水量。经检测，风积沙最佳含水量为15.4g/cm³，最大干密度为1.70g/cm³。洒水段落不宜过长，一般以20m 左右为宜。洒水时将水车停在包边土上，接口径10cm 左右的水管人工配合将洒水车自流水管阀门打开至适量进行洒水。洒水转向应在作业段外完成，避免转弯轮迹在作业面内造成破坏，影响整体平整，并有可能陷车。
洒水完成后，可用铁锹挖坑，查看是否渗透到底。手撮填料判断含水量，若团状、不散、饱和出水说明达到最佳含水量，否则含水量
不足，需继续逐排洒水。待渗透到底并渗透均匀后再用平地机刮平，由振动式双驱压路机紧跟其后进行碾压。
3.4.3风积沙湿压法碾压工艺
用18T 双驱动振动压路机以不超过4km/h的速度静压1-2遍，后期可增大速度。直线段由两边向中间碾压，钢轮重叠度不小于1/3单轮宽度，前后相邻两区应纵向重叠20m 以上。
一般情况下水渗透到风积沙底的压实度可以达到95%，静压2遍的压实度可以达到97%。
3.5土工材料的铺设
①路床顶铺设一布一膜进行防水加固处理。
②填高H ≤2.5m 的路基在距离路肩1.57m （1.37m ）处铺设复合土工膜（本合同段复合土工膜采用两布一膜）。当路基填高≥1.87m ，两布一膜铺设在距离路肩下1.57m 位置，路基填高≤1.87m ，两布一膜铺设在距离路肩下1.37m 位置。
③填高H ＞2.5m 的路基不铺设复合土工膜。
④为加强路基与地基的整体结合，防止坡脚或浅层地基的破坏，方案B 和方案C 在基底铺设一层土工格室，方案C 距离地面2.4m 设置一层土工格栅。
4 试验检测
路基试验检测主要是以检测压实度为主，砾石包边土压实度检测采用灌沙法，风积沙压实度检测采用浸水环刀法。
4.1 砾石包边土压实度检测
采用随机取样每2000ｍ2检查4点。压实度检测结果应达到规定的标准，若不达标必须进一步洒水碾压，直到合格为止，方可进行下一道工序作业。
4.2 风积沙压实度检测
在路基检测时，以检测表面15cm 以下为准。表面只做现场控制施工用。取环刀时，应将环刀壁四周的风积沙挖除，从环刀下将环刀剜出，以防环刀下部缺料影响压实精度。测定试样含水量时不能用酒
精法，应将试样全部放入烘箱烘干。压实度检测结果应达到规定的标准，若不达标必须进一步洒水补压，直到合格为止，方可进行下一道工序作业。
5 结束语
我合同段主线总填方340万立方。使用风积沙路基填筑后，需要砾石土80万立方，风积沙260万立方，直接成本可降低4600万元。风积沙路基填筑需求量最大的是水源，而我合同段有自打井和利用附近灌溉机井，并经实验室检验合格的井共计5口，完全可以满足施工要求。而风积沙填筑时只要水渗透到底压实度可以达到95%，静压2遍压实度能达到97%，减少了柴油及压路机的使用。从而大大的降低了成本。同时风积沙的利用，减少了当地耕地和农田沙化的程度，增加耕地面积1500亩，为当地创造了良好的生活环境，做到了变废为宝。保护了环境，减少了污染。其经济效益和环境效应显而易见。
利用风积沙这种新材料进行路基填筑，相比一惯的砾石土路基填筑，减少了机械及能源的利用，大大的降低了项目成本。并结合风积沙的特点，风积沙这种新材料是值得推广的路基填料。
S310线麦盖提至喀什高速公路项目
第三合同段
风积沙（新材料）路基填筑应用推广
新疆北新路桥集团股份有限公司
S310线麦盖提至喀什高速公路项目第三合同段项目经理部
2012年11月30日
风积沙（新材料）路基填筑应用推广
摘 要：根据S310线麦盖提至喀什高速公路项目第三合同段风积沙路基填筑的经验，本文根据风积沙特点，结合工程实际，对风积沙这种新材料的路基填筑做进一步推广。
关键词：风积沙；干密度；施工工艺；推广
S310线麦盖提至喀什高速公路项目第三合同段由新疆北新路桥集团股份有限公司承建。本标段起讫桩号为K54+000～K89+000，全34.996km 。本项目位于喀什地区，途经岳普湖、伽师两县，线路基本与S213线平行布设。本标段大多为盐渍土及软弱土地段。因风积沙是透水性较好的填料材料，能有效地阻断盐分上升，避免盐涨现象产生，而本地风积沙储量丰富，故本合同段用风积沙作为新材料进行路基填筑。风积沙路基填筑方法为路基两侧每层采用顶宽2m, 底宽
3.05m ，厚0.3m 的砾石土包边，中间填筑风积沙。现将风积沙路基湿压法填筑介绍如下:
1 风积沙的特点
1.1 风积沙的技术特点
风积沙自然状态下容量一般为1.4g/cm³，湿容重大约为1.5g/cm³左右，风积沙在压实情况下密度增长很快，可以达到1.76 g/cm³~2.0 g/cm³。风积沙的天然含水量很低，最低不足1%，最大一般不超过5% 。风积沙颗粒很细且单一均匀，表面积很大，黏聚力很小，松散型很强，保水性很差，压缩变形小，完成时间短，压缩量与荷载呈指数关系，回弹模量值小，干燥和饱水状态下最易压实。
1.2 风积沙的工程特点
（1）风积沙具有微粒性，大部分颗粒为0.074mm~0.5mm范围内。
（2）风积沙具有非塑性，粉黏粒含量少，抗剪能力差，成型困难。
（3）风积沙具有非湿陷性，遇水后的自然结构和密实结构不变。
（4）风积沙水稳性好。
（5）风积沙承载比大，风积沙颗粒较细无黏性，试件浸水后表
面液化，实验结果CBR 值一般在8%左右。
（6）风积沙具有压实性，风积沙在干燥和饱水状态下可获得最大的压实度。
（7）风积沙具有回弹模量大，En 值一般为70Mpa~90Mpa,在荷载反复作用下其值大于100Mpa 。
2 风积沙最大干密度的确定
风积沙干密度的确定方法与常规素土的最大干密度的确定方法不同。确定风积沙最大干密度的试验方法有两种：一种是干振法；一种是饱水振动法。
干振法确定出风积沙在干燥条件下的最大干密度，此最大干密度作为风积沙在天然含水量状态下或洒水状态下控制路基压实度的依据。此方法是试样在完全干燥条件下，通过振动，绘制不同的振动时间、干密度曲线图确定出风积沙的最大干密度。
饱水振动法确定出风积沙在饱水状态下的最大干密度，此最大干密度作为风积沙在水浸法加推土机、水浸法加振动压路机等分层压实风积沙的施工质量控制，此方法是试样在饱水状态下，通过振动，绘制不同的振动时间、干密度曲线图确定出风积沙的最大干密度。 3 风积沙路基施工工艺及流程
3.1 场地清理及基底处理
1、对路基用地范围内的树木、
野草等在施工前砍伐或移植清理，砍
伐的树木移置于路基用地之外，进行
了妥善处理。将路基范围内的树根全
部挖除。
2、对原地面临时设置了排水设
施，并且与永久排水设施相结合，与
自然沟壑相接。以便雨水、浇灌用水
随自然沟壑排走。
3
、在树木、野草清理完毕后，
用装载机配合平地机对原地表进行清表，清表30cm ，在个别段落30cm 内不足以完全清除残余植被的情况下，增大清表厚度，以便完全清除原地表植被。
4、在原地表清理完成后，对风积沙路基填筑前用双驱振动压路机对基底进行静压收光处理，基底标高比原地面标高下降值为
20mm —50mm 。经自检、监理工程师复检确认高程满足设计及规范要求。
3.2换填风积沙
用全站仪对该施工段线路中线进行放样工作，每20m 放一中线桩，根据设计图纸计算路基宽度放出坡脚线及护桩，护桩宜设在路基坡脚以外2米，坡脚线宽出50cm 布设，之后进行换填风积沙。
3.3 砾石包边土施工
本合同段采用风积沙路基填筑，风积沙路基两侧采用顶宽2m, 底宽3.05m 砾石土包边，主线边坡为1:2。H ≤3m 采用填筑方案A, 3＜H ≤5m 采用填筑方案B, H＞5m 采用填筑方案C （详见下图）
包边土采用人工、机械相结合的方法进行施工。施工中必须严格控制包边土的内边线，包边土松铺厚度33cm, 压实厚度为30cm, 两侧各超宽≥50cm, 以保证路基碾压宽度及工作车辆行走。采用自卸车卸料，装载机、平地机推平，最后人工整形、找平。洒水车在包边土上匀速、均匀洒水，含水量控制在最佳含水量±2%。采用18T 单钢双驱振动压路机碾压3遍压实度达到94%，碾压4遍达到95%，碾压5遍达到97%。碾压至设计要求压实度后再进行中间风积沙的填筑。经检测，砾石土的最佳含水量为5.2g/cm³，最大干密度为2.35g/cm³。
3.4路基中间风积沙填筑
风积沙填筑路基采用水平分层填筑方式，包边土每施工完成一层后即进行中间路槽内风积沙的填筑。
3.4.1推送、整平填料
填料厚度采用两边竹竿挂线法控制。根据分层分区压实前后高程对照，风积沙填筑在不同区、层上的松铺系数为1.5-1.65，每填筑30cm 虚铺厚度为45-50cm ，先用自卸车卸料于包边土外侧，然后用装载机运料于指定地点，进行粗平。待粗平完成后，进行洒水。最后用平地机精平。
3.4.2风积沙湿压法洒水工艺
因风积沙天然含水量较小，在采用湿压法施工时需要大量的水。为解决供水问题，从项目部经检测符合施工用水的水井里取水。洒水车运输到施工现场，进行洒水。洒水分段进行。一般情况下，正常1000m ³风积沙洒水333.4m ³(17车*20m³) 可达到最佳含水量。经检测，风积沙最佳含水量为15.4g/cm³，最大干密度为1.70g/cm³。洒水段落不宜过长，一般以20m 左右为宜。洒水时将水车停在包边土上，接口径10cm 左右的水管人工配合将洒水车自流水管阀门打开至适量进行洒水。洒水转向应在作业段外完成，避免转弯轮迹在作业面内造成破坏，影响整体平整，并有可能陷车。
洒水完成后，可用铁锹挖坑，查看是否渗透到底。手撮填料判断含水量，若团状、不散、饱和出水说明达到最佳含水量，否则含水量
不足，需继续逐排洒水。待渗透到底并渗透均匀后再用平地机刮平，由振动式双驱压路机紧跟其后进行碾压。
3.4.3风积沙湿压法碾压工艺
用18T 双驱动振动压路机以不超过4km/h的速度静压1-2遍，后期可增大速度。直线段由两边向中间碾压，钢轮重叠度不小于1/3单轮宽度，前后相邻两区应纵向重叠20m 以上。
一般情况下水渗透到风积沙底的压实度可以达到95%，静压2遍的压实度可以达到97%。
3.5土工材料的铺设
①路床顶铺设一布一膜进行防水加固处理。
②填高H ≤2.5m 的路基在距离路肩1.57m （1.37m ）处铺设复合土工膜（本合同段复合土工膜采用两布一膜）。当路基填高≥1.87m ，两布一膜铺设在距离路肩下1.57m 位置，路基填高≤1.87m ，两布一膜铺设在距离路肩下1.37m 位置。
③填高H ＞2.5m 的路基不铺设复合土工膜。
④为加强路基与地基的整体结合，防止坡脚或浅层地基的破坏，方案B 和方案C 在基底铺设一层土工格室，方案C 距离地面2.4m 设置一层土工格栅。
4 试验检测
路基试验检测主要是以检测压实度为主，砾石包边土压实度检测采用灌沙法，风积沙压实度检测采用浸水环刀法。
4.1 砾石包边土压实度检测
采用随机取样每2000ｍ2检查4点。压实度检测结果应达到规定的标准，若不达标必须进一步洒水碾压，直到合格为止，方可进行下一道工序作业。
4.2 风积沙压实度检测
在路基检测时，以检测表面15cm 以下为准。表面只做现场控制施工用。取环刀时，应将环刀壁四周的风积沙挖除，从环刀下将环刀剜出，以防环刀下部缺料影响压实精度。测定试样含水量时不能用酒
精法，应将试样全部放入烘箱烘干。压实度检测结果应达到规定的标准，若不达标必须进一步洒水补压，直到合格为止，方可进行下一道工序作业。
5 结束语
我合同段主线总填方340万立方。使用风积沙路基填筑后，需要砾石土80万立方，风积沙260万立方，直接成本可降低4600万元。风积沙路基填筑需求量最大的是水源，而我合同段有自打井和利用附近灌溉机井，并经实验室检验合格的井共计5口，完全可以满足施工要求。而风积沙填筑时只要水渗透到底压实度可以达到95%，静压2遍压实度能达到97%，减少了柴油及压路机的使用。从而大大的降低了成本。同时风积沙的利用，减少了当地耕地和农田沙化的程度，增加耕地面积1500亩，为当地创造了良好的生活环境，做到了变废为宝。保护了环境，减少了污染。其经济效益和环境效应显而易见。
利用风积沙这种新材料进行路基填筑，相比一惯的砾石土路基填筑，减少了机械及能源的利用，大大的降低了项目成本。并结合风积沙的特点，风积沙这种新材料是值得推广的路基填料。