千枚岩改良技术.doc

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陕西境鄂陕界至安康公路千枚岩路基填筑技术

周元林杨景峰

中交二公局第四工程有限公司洛阳市471013

【内容提要】千枚岩是一种不良路基填料，由于十天高速沿线气候、地形、地质条件复杂，弃借方都极为困难，但是千枚岩广泛分布，必须利用千枚岩作为路基填料；结合本工程实践，通过试验数据进行分析和探讨千枚岩性能，确认千枚岩可以用于路堤填料，填筑路床时千枚岩必须进行改良处理；本文同时总结了千枚岩改良的施工方案和施工中应注意的问题，为千枚岩的有效利用提供了参考。

【关键词】千枚岩改良路基填料试验施工方案

前言

千枚岩是一种不良路基填料，与其它路基填料相比，千枚岩抗压强度较低，有较好的压实性能，不具备膨胀性，但水稳定性极差，所以在路基设计与施工中应加强防排水。

国家高速公路十堰至天水联络线（G7011）陕西境鄂陕界至安康高速公路中，山体开挖料和隧道矿渣中广泛分布千枚岩，由于沿线气候、地形、地质条件复杂，靠山侧地形陡峭，河谷阶地狭窄，弃方、借方都极为困难。

由于缺乏合适的路基填料，必须使用千枚岩进行路基填筑，因此，通过试验对千枚岩进行改良，并对其路基填筑可行性进行评价、研究，以解决工程建设难题。

1陕西境鄂陕界至安康公路沿线干枚岩的路用性能

1．1构成

陕西境鄂陕界至安康公路千枚岩含有较多云母成分，性质较软，属中等程度变质岩，其多呈薄层状构造，节理裂隙极为发育，多切割呈碎块状或薄片状。

沿线几乎均有千枚岩岩体及母岩为千枚岩的崩坡积碎、块石土分布。

涉及地层时代有古生界泥盆（D）、志留系（S）、奥陶系（O）、石炭、二迭系（C+P）的变质岩系，中生界三迭系西康群，新生界第四系。

岩性以片岩、板岩、千枚岩等为主，在后期构造运动影响下，岩体中普遍见有网状石英，弱风化岩石的抗压强度多低于5MPa，属极软岩。

陕西境鄂陕界至安康公路沿线分布的典型千枚岩边坡及开挖出的新鲜千枚岩碎块分别见图1、图2。

1．2压实性能

为了研究千枚岩的压实特性，按照JTGE40—2007公路土工试验规程》规定，从现场取样进行了重型击实试验，分析干密度随含水率的变化规律。

从击实试验结果可以发现，与其他类别软岩类似，千枚岩对含水率较敏感，含水率较低时，颗粒表面水膜较薄，摩擦阻力较大，不易压实。

若含水率增大到合适范围，则颗粒表面水膜增厚，起到润滑作用，使摩擦阻力减小，从而易于压实。

这一特性与土的压实特性相同，存在最优含水率和最大干密度。

强风化千枚岩的抗压强度较小，由图3可见，经压实后最大干密度达到2．19g／cm3，最优含水率为8％，孔隙比小，说明该千枚岩软岩具有较好压实性能。

[1]

1．3CBR试验

根据路基填土要求，路基填料必须具备一定强度。

根据千枚岩室内击实试验结果，按最优含水率配制试样，进行承载比（CBR）试验。

贯入量为5mm时各组材料试验结果见表1。

根据GBJl12—87《膨胀土地区建筑技术规范》该规范中将自由膨胀率作为判断岩土膨胀性能的指标，其中自由膨胀率与土的膨胀潜势对应关系见表2根据分类，千枚岩不具膨胀性或膨胀性极弱。

为了检验各种千枚岩的CBR性能，分别取2组风化程度不同的试样进行对比，做不同程度的压实，并在该压实度下进行CBR试验。

得到试样在不同压实度状态下的CBR结果曲线，如图4所示。

填料CBR值随着压实度增加而提高。

根据《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006），从压实度与CBR值的关系可得出结论（CBR值规范要求见表3）[3]：

陕西境鄂陕界至安康公路千枚岩可以用于下路堤填料，但是不能用于路床填料，所以如果作为路床填料，必须要进行改良处理，同时在路基断面形式上要对千枚岩进行包边处理，防止浸水损坏（见图五）。

1．4强风化千枚岩水稳定性

强风化千枚岩遇水后会产生软化，导致其抗剪强度降低，对高填方路基边坡稳定性影响大。

对现场取样的干枚岩进行抗压强度指标测定，天然和饱和状态下单轴抗压试验结果表明：

其软化效应强烈，水稳定性较差，天然状态下千枚岩抗压强度小于5MPa。

2千枚岩路堤断面结构形式

试验分析可知，千枚岩作为路基填料较易破碎，易被压实到要求的压实度。

但千枚岩浸水后稳定性较差，极易导致路基失稳，因此，推荐的千枚岩路基填筑方案为：

路床顶面1．5m以下部分采用千枚岩做填料，外侧进行包边封水处理，下路堤顶面1．5m以上可以采用掺水泥改良千枚岩作为路基填料。

[2]

3千枚岩水泥改良施工方案

3.1、摊铺：

施工前对施工现场进行中线、标高测量，在路基外缘每隔20m立施工标尺，用红油漆标示填层、填筑高度及松铺厚度。

布设填料布控点，松铺厚度不得超过30cm。

上料前按照每层填料的松铺厚度计算出每层填料用量，用石灰线画出方格网，以边长6-8m为宜，确定每一运输车的卸料位置。

用推土机按布控点灰平高度标记进行粗平，边卸料边整平，不得一个作业面全部卸料完成后统一推平。

推土机进行粗平后，由试验人员对摊铺填料进行含水量测定，若含水量超过最佳含水量允许偏差范围时，必须进行翻拌晾晒，若含水量达不到最佳含水量应及时进行翻拌补水。

推土机完成粗平后，恢复布控点灰平标记，用平地机按灰平标记修刮精平，形成路拱。

3.2、破碎碾压：

对填料粒径大于规范要求的填料进行人工破碎或机械破碎，并用振动压路机碾压一遍，以保证表面平整。

3.3、水泥布设及摊铺：

水泥掺量为4%施工，按照填料容重计算每m2的水泥掺量，用白灰洒出网格线，严格按照网格间距摆放水泥，人工用刮板均匀刮平，水泥布设及摊铺采用纵向推进，并按碾压要求的顺序进行。

3.4、拌合：

水泥横向摊铺2个压路机宽度后，及时采用路拌法进行拌合，拌合不得少于2遍且拌和均匀，深度以超过下层1-2cm为宜。

拌合后，安排专人进行挖坑检查拌合深度并取样进行滴定试验，合格后报监理工程师检查，同意后及时进行碾压。

3.5、碾压：

按照20吨压路机压实6遍的标准进行碾压，碾压采用纵向碾压，先静压一边，开始碾压时先慢后快，由弱振到强振，慢速行驶，挑头或停止时相反，压路机碾压纵向接茬重叠1/3轮宽，横向接茬重叠0.5m，碾压顺序先两边后中间，超高段由内侧向外侧，路基边缘多压两遍。

3.6、养生：

碾压完成合格后，路基必须及时采用土工布进行覆盖养生。

3.7、施工中应注意的问题：

（1）由于千枚岩风化程度不一，应选择风化强的千枚岩，便于粒料粉碎和水泥掺拌均匀；

（2）养生期内禁止车辆通行。

[3]

4结语

试验表明，千枚岩掺水泥处理后，路用性能得到很大提升，完全满足了路堤填料要求，可以作为合格的路基填料，对于弱风化的可以用于路堤填筑的千枚岩，必须采用完善的防排水措施。

【参考文献】

[1]《风化千枚状板岩填料力学特性试验研究》方焘郑明新寇东华铁道建筑2007年第3期67-69

[2]《公路路基设计规范》（JTG_D30—2004）中交第二公路勘察设计研究院主编人民交通出版社2005年

[3]《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）中交第一公路工程局有限公司主编人民交通出版社2007年

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