榆靖高速公路沙漠路基施工技術研究報告
一任務**及依據
榆林至靖邊高速公路是規劃中的包頭到北海大通道的一部分，全長118km，也是國內目前實施修建的第一條沙漠高速公路，全線包圍在毛烏素沙漠之中，大部分路段位於活動—半活動的固定—半固定沙丘上。在沙漠地帶修築高等級公路，充分利用風積沙填築路基，在國內尚屬首次，需要組織人力進行科技攻關，解決沙漠地帶路基施工的各項技術問題，保證優質按期的建成榆靖高速公路。為此，2023年中鐵二十局一處申請立項榆靖高速公路沙漠路基施工技術，得到局及總公司的支援，並與總公司科委簽定了專案合同書（合同編號為g01—10a），然後按此立項合同進行研究。
研究工作具體由中鐵二十局一處榆靖高速公路n3標專案部現場實施，研究時間為2023年8月至2023年5月，在此期間完成榆靖高速公路沙漠路基施工技術等，達到了合同書的任務要求。
二工程概況
榆靖高速公路是我國首條在沙漠地帶修築的高速公路，它穿過毛烏素大沙漠，2023年6月份我處中標了榆靖高速公路第三合同段，全長9.5km，線路樁號為k34+000～k43+500。線路途徑榆林地區的西左界鄉古城界村及橫山縣井界鄉。
全線採用全封閉四車道瀝青砼路面，設計時速100km/h。一般路基寬26m，路基最大填築高度9.1m，路塹最大挖深30.
6m，路基挖方約156萬m3，填方約73萬m3。標段內有3.802km路段位於移動的風積沙丘區段上，要利用風積沙作路基填料，針對風積沙無粘聚性的特點，在路基填料運輸、碾壓時，如何選擇施工裝置、制定碾壓工藝並進行壓實質量的檢測是沙漠路基施工的重點和難點。
三主要研究內容
沙漠地帶利用風積沙做路基填料，不僅解決了施工所需的大量粘土或砂粘土問題，而且節約了土地，利國利民。由於風積沙不同於一般「土」，它具有無粘聚性的特點，不僅帶來施工裝置行走困難的問題，而且帶來碾壓及質量檢測等方面的技術問題，不能用傳統的路基施工方法及質量檢測方法來對待沙漠路基施工。為此，我們主要研究了以下三個方面的內容：
一是風積沙填築路基施工機械的選擇與配套，重點研究填料運輸裝置及壓實裝置的選型。在裝置選型時，針對風積沙無粘聚性的特點，長距離運輸裝置採用履帶式鏟運機，短距離運輸裝置採用t75、t120推土機兩種方案施工。壓實裝置選擇大馬力推土機（t140）分層壓實，同時還選用徐工集團專門為榆靖高速公路研製的前後雙驅動雙振幅震動壓路機（yz18—沙漠王）施工。
二是風積沙填築路基施工質量檢測與控制，同傳統的路基一樣，首先要解決如何確定風積沙的最大幹密度問題。根據土的壓實機理，使風積沙密實的物理過程主要是使單顆粒從新靠近排列並使小顆粒進入大顆粒的孔隙間。為此，採用震動法確定風積沙的最大幹密度，具體方法為：
（一） 幹振法確定風積沙最大幹密度的方法
1適用範圍
此方法確定的風積沙最大幹密度值用於衡量風積沙在天然含水量狀態下（或灑水及雨後狀態下）機械分層碾壓的壓實情況。
2儀器裝置
① 小型砼振動台：外型尺寸50×50cm，振動頻率2860次/min，振幅0.3～0.6mm，固定於砼基礎上。
② 試模：試模採用《土工試驗規程》中粗粒料標準擊實筒。主要包括試筒、套筒、底板等。
試筒內直徑15.2cm，高度17cm。套筒內徑與試筒相同，高5cm，套筒與試筒應配套一致，且與試筒緊密固定後內壁成直線連線。
底板為標準擊實筒所配置的底板。
③ 秒錶：精度為0.1秒。
④ 烘箱：烘箱功率應大於3千瓦。
⑤ 天平：感量0.01g的電子天平。
⑥ 台稱：稱量10kg～15kg，感量不大於5.0g。
⑦ 試樣盤：一般用30×50×4cm的塘瓷盤，來存放篩過的風積沙試樣。
⑧ 篩：砂篩，對取樣進行篩分，棄掉雜質。
⑨其它：塑料桶、改錐、鐵鎚、毛刷、長把勺、刮刀、鋁盒、平直尺等。。
3方法與步驟
（1）備料
① 在現場根據地形、風積沙粒徑情況選取具有代表性的風積沙樣，取樣時應在原地表1m以下取樣。
② 對所取的試樣進行篩分，棄掉雜質。
③ 將所有試樣全部烘乾，烘乾時將盛有風積沙的試樣盤放入烘箱中恆溫在105℃狀態下6h以上。
④ 烘乾的試樣重量不小於10kg，含水量0%。
（2）試驗儀器的準備
① 砼振動台：試驗所用的砼振動台應是計量認證合格的砼振動台，振動頻率、振幅均應符合上述對砼振動台的規定。
② 試模標定：對所使用的粗粒料標準擊實筒進行體積、高度測定，計算出不加墊塊情況下的標準體積。
③ 其它工具：電子天平、台稱、長把勺等。
（3）試驗步驟
① 將試模放置於砼振台上：將乾淨的試筒、套筒與試模底板緊固好，去掉原標準擊實筒中高度約5cm的墊塊，將固定好的試模放置於砼振動台上。
② 填料：填料時一次將烘乾的風積沙填滿試筒並高出試筒約2～3cm。
③ 振動：試模在振動台上不固定，連續振動，振動時間分為1、2、3、4、6、8分鐘等。
④ 刮平：按擬定的不同時間振動結束後，取掉5cm高的活動套筒，採用刮刀、平直尺沿試筒上的沿口刮平。刮平時刮平刀方向應相互垂直。
⑤ 稱重：用毛刷將試模外緣及底板周圍風積沙刷乾淨，用台稱稱取試筒風積沙及底板重量，並稱取試筒和底板自重計算出風積沙乾重。或將風積沙倒出後直接稱取風積沙重量。
⑥ 幹密度計算：幹密度計算時按下列公式：
幹密度（g/cm3）=風積沙重量（g）/ 體積（cm3）
⑦ 振動曲線的繪製：以乾密度為縱座標，以振動時間為橫座標繪製出乾密度與振動時間關係曲線。曲線上的峰值點為最大幹密度和最佳振動時間。
如果曲線不能繪出明顯的峰值點時應進行補點和重作。
⑧ 出試驗報告：一般情況下該試驗應以三次平行試驗結果的平均值作為風積沙在幹振條件下的最大幹密度值。若三次平行試驗所得最大幹密度值相差大於0.
03g/cm3，應補做或重作。最大幹密度值的試驗報告包括下列內容：
a．風積沙的顆粒分析試驗結果
b．風積沙視比重試驗結果
c．三次平行試驗的幹密度與振動時間關係曲線（三個曲線圖）
d．最大幹密度值與最佳振動時間
e．振動台的振動頻率、振動、型號等。
（二） 飽水振動法確定風積沙最大幹密度的方法
1 適用範圍
此方法確定的風積沙最大幹密度值可用於衡量採用水墜法加推土機、水墜法加振動壓路機分層碾壓風積沙路基的壓實情況。
2 儀器裝置
儀器裝置同前。
3方法與步驟
（1）備料
① 根據工地現場的具體情況選取具有代表性的風積沙試樣，取樣時應在原地表1m以下取樣。宜選用將採用水墜法施工段具有代表性的風積沙樣。
② 對所取試樣進行篩分，棄掉雜質。
③ 所備沙樣不小於90kg。
（2）試驗步驟
① 安裝試模。
將試筒、套筒擦洗乾淨並與試筒、套筒、底板緊固好，使試模底板牢固地固定在砼振動台中部。
② 填料：將備好的料小心地一次倒入試模中，試模套筒上部予留3cm高度即可。試驗所用試樣不得重複使用，宜用烘乾的風積沙做試驗。
③ 加水：在試樣中慢慢加水至試樣表面約2cm高為止。在加水過程中沙樣會進一步密實，應根據試樣高度新增適當試樣使試樣高出試筒約1～2cm。
④ 振動：開啟砼振動台，連續振動，振動時間分為1、2、4、6、8、10分鐘等。振動過程中，風積沙、水自試模上部濺出，應密切注意觀察。
⑤ 稱重：振動結束後取掉套筒並刮平試筒表面，用毛刷洗刷試筒周圍風積沙並擦乾淨試模底板，將試模中飽水的風積沙樣取出，盛入塘瓷盤中，稱取風積沙濕重，然後，應將試樣全部置於烘箱中在105℃狀態下連續烘乾6h以上，稱取風積沙乾重。
⑥ 幹密度的計算
幹密度計算時按下列公式：
幹密度（g/cm3）=風積沙重量（g）/ 體積（cm3）
⑦ 振動曲線的繪製
以乾密度為縱座標，以振動時間為橫座標繪製出乾密度與振動時間關係曲線。曲線上的峰值點為最大幹密度和最佳振動時間。
⑧ 出試驗報告：一般情況下該試驗應以三次平行試驗結果的平均值作為風積沙在幹振條件下的最大幹密度值。若三次平行試驗所得最大幹密度值相差大於0.
03g/cm3，應補做或重作。最大幹密度值的試驗報告包括的內容同前。
其次是檢測方法和制定科學的路基密實度控制標準。風積沙現場檢測方法採用普通的環刀法，在取樣時，當環刀打入沙層內，先在環刀頂面加蓋後再取環刀，防止頂面沙子漏出影響精度。取樣位置在每層距頂面15cm以下。
測定含水量時採用烘箱烘乾法。壓實標準見表1
表1 沙漠路基壓實度標準
三是風積沙填築路基分層施工壓實工藝，通過現場設定不同填築厚度、含水量及碾壓裝置的試驗路段施工，選擇適合沙漠路基施工的工藝。其中填築厚度分25cm、30cm、35cm三種情況，壓實裝置分t140推土機和雙驅動震動壓路機yz18沙漠王兩種，碾壓時每2遍檢測一次密實度。試驗路段實施的工藝為：
（一） 振動壓路機在天然含水量狀態下分層壓實試驗工藝
1 施工前準備工作：包括放樣、清除填方路段原地表雜草、樹根及借方位置原地表面雜草、樹根等。
2 原地表處理：採用振動壓路機碾壓6遍，碾壓時輪跡重疊不應小於1/3，輪跡布滿乙個作業面為一遍。
3 推送填料：推土機從路基兩側或短距離內縱向調配風積砂推運至填築的試驗路段。
4 攤鋪填料：填料採用推土機攤鋪並整平，攤鋪後的層厚不得超過擬定的攤鋪厚度。
5 推土機穩壓：用推土機從路基邊緣向內側逐輪碾壓，碾壓時輪跡重疊寬度不小於1/2單條履帶寬度，單側輪跡布滿乙個作業面為一遍，穩壓2遍。
6 振動壓路機碾壓：碾壓時輪跡重疊寬度不應小於1/3，輪跡布滿乙個作業面為一遍。碾壓時先慢後快，採用強振進行振動碾壓。
碾壓行駛速度開始時不超過4km/h；碾壓時直線段由兩邊向中間，小半徑曲線段由內側向外側，縱向進退式進行。前後相鄰兩區段應縱向重疊2.0m以上，達到無漏壓、無死角，確保碾壓均勻。
7 推土機終壓：輪跡重疊寬度不小於1/2單條履帶寬度，終壓2遍。
8 檢測：壓實度檢測採用普通環刀法，當環刀打入砂層時，先加頂蓋後再取環刀，以防頂面砂子漏出影響精度。測定試樣含水量時不能用酒精法，應將試樣全部放入烘箱烘乾。
壓實度取樣應在每層距頂面15cm以下。
（二）推土機在天然含水量狀態下分層壓實試驗工藝
1 原地表處理：填方路段清除原地表雜物後，採用140馬力以上的推土機碾壓，碾壓時直線段應從路基邊緣向內側逐輪碾壓，半徑較小的曲線段應從內側向外側逐輪碾壓，碾壓時輪跡重疊寬度不小於單條履帶寬度的1/2。採用縱向、橫向交錯的方式碾壓，輪跡布滿整個作業面為一遍，碾壓6遍。
2 推送填料：同前。
3 攤鋪、整平：採用推土機攤鋪、整平。
4 推土機碾壓：推土機碾壓時單側輪跡重疊寬度不小於1/2單條履帶寬度，在直線段碾壓時應從路基邊緣向內側逐輪碾壓，在半徑較小的曲線上碾壓時從內側向外側逐輪碾壓，每2遍檢測一次密實度。
5 檢測：同前。
從試驗路段的施工情況來看，t140推土機是沙漠路基最合適的碾壓裝置，而徐工集團研製的yz18震動壓路機在沙區同樣存在進出困難的問題，沒有推土機方便。考慮到沙漠地區大部分時間是缺雨的，因此，採用推土機在天然含水量狀態下施工工藝進行今後路基施工。在靠近水井地段，還進行了水墜法試驗路段的施工，碾壓機具採用推土機，一般在5～7遍後能達到要求的密實度。
3 技術研究報告
低損耗節能電爐變壓器 衡陽市鴻業電力特種變壓器 目錄一 概述 1 二 主要研究內容 關鍵技術 技術路線及主要技術指標 1 三 專案的主要創新點 4 五 成果轉化和推廣應用的條件及市場前景 5 六 存在的主要問題及下一步研究發展目標 9 低損耗節能電爐變壓器 技術研究報告 一 概述 電爐變壓器是專為各...
孤東技術研究報告
孤東油田油氣集輸系統 節能降耗與處理工藝優化技術研究 總結報告 中國石化勝利油田分公司孤東採油廠集輸大隊 中國石油大學 華東 儲運工程研究所 二00六年九月 一般來講，油田地面工程由五大系統組成 集輸系統 機採系統 注水系統 供暖系統及配電系統。其中油氣集輸工程是主體工程，它是將分散的油井產物進行計...
橋梁整體結構的施工技術研究
摘要 橋梁是乙個城市交通的動脈，也是現代化城市建設的關鍵，同時也是城市交通系統中的重要組成部分。然而，由於橋梁結施工過程中，仍然會存在著質量問題，有時會發生安全事故，還會危及到城市的交通，影響到人們的生命以及財產安全等，加強對橋梁整體結構的施工技術的研究和控制十分重要。本文根據筆者工作實踐，對橋梁整...