一种复合式垫层及其施工方法.pdf

本发明公开了一种复合式垫层及其施工方法，属于路基垫层施工技术领域，该垫层自上而下包括有上石粉碎石层、砂层、土工格栅层、以及下石粉碎石层；该复合式垫层的施工方法包括上述每层的铺设步骤及其检测标准；本发明可以大大提高垫层的整体性、刚度和良好的使用性能，而且使用寿命长，本发明尤其适用于高速铁路的路基垫层施工中。

1、  一种复合式垫层，其特征在于：该垫层自上而下包括有20cm～30cm的上石粉碎石层(1)、5cm～10cm砂层(2)、土工格栅层(3)、以及20cm～30cm的下石粉碎石层(4)。

2、  根据权利要求1所述的复合式垫层，其特征在于：所述上石粉碎石层(1)和下石粉碎石层(4)均主要由粒径为5～40mm的碎石和0～5mm的石粉组成，其中石粉的重量百分比为6％～15％。

3、  根据权利要求2所述的复合式垫层，其特征在于：所述上石粉碎石层(1)和下石粉碎石层(4)中石粉的重量百分比为10％～12％。

4、  根据权利要求2或3所述的复合式垫层，其特征在于：所述土工格栅层(3)、与下石粉碎石层(4)之间还设有5cm～10cm的砂层(2)。

5、  根据权利要求2或3所述的复合式垫层，其特征在于：该垫层所处部位为基床底层时，所述上石粉碎石层(1)和下石粉碎石层(4)的检测指标均满足空隙率n≤28％、压实系数K≥0.95、动态弹性模量Evd≥40MPa；该垫层所处部位为基床以下路基时，所述上石粉碎石层(1)和下石粉碎石层(4)的检测指标均满足空隙率n≤31％、压实系数K≥0.92、动态弹性模量Evd≥40MPa。

6、  权利要求1或2所述的复合式垫层的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、先铺设下石粉碎石层(4)，在粒径为5～40mm的碎石中掺入6％～15％的石粉，拌合后进行现场摊铺并碾压，当复合式垫层所处部位为基床底层时，该下石粉碎石层(4)满足空隙率n≤28％、压实系数K≥0.95、动态弹性模量Evd≥40MPa；当复合式垫层所处部位为基床以下路基时，该下石粉碎石层(4)满足空隙率n≤31％、压实系数K≥0.92、动态弹性模量Evd≥40MPa；
B、在检测合格的下石粉碎石层(4)上面铺设土工格栅层(3)；
C、在土工格栅层(3)上铺设5cm～10cm的砂层(2)，进行静载碾压以轮迹进行控制；
D、在砂层(2)上面铺设20cm～30cm的上石粉碎石层(1)，在粒径为5～40mm的碎石中掺入6～15％的石粉，拌合后进行现场摊铺并碾压，当复合式垫层所处部位为基床底层时，该上石粉碎石层(1)满足空隙率n≤28％、压实系数K≥0.95、动态弹性模量Evd≥40MPa；当复合式垫层所处部位为基床以下路基时，该上石粉碎石层(1)满足空隙率n≤31％、压实系数K≥0.92、动态弹性模量Evd≥40MPa。

7、  权利要求6所述的复合式垫层的施工方法，其特征在于：在上述A步骤和D步骤中的石粉百分含量为10％～12％。

8、  权利要求6所述的复合式垫层的施工方法，其特征在于：在上述A步骤和B步骤之间还铺设有5cm～10cm的砂层(2)，进行静载碾压以轮迹进行控制。

9、  权利要求7所述的复合式垫层的施工方法，其特征在于：在上述A步骤和B步骤之间还铺设有5cm～10cm的砂层(2)，进行静载碾压以轮迹进行控制。

一种复合式垫层及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种地基加固处理后上部垫层的施工工艺，尤其是其相关检测指标的控制。
背景技术
随着高速铁路的快速发展，为了适应高速铁路的高平稳性、高耐久性、舒适性的要求，路基的施工要求尤为严格。为了控制工后沉降，就必须对软弱地基进行加固处理，然后在其上铺设垫层，因而垫层必须具备良好的整体性和刚度。
发明内容
为了满足客运专线高速铁路发展的需求，本发明的目的在于：提供一种满足垫层上部核载的传递均匀性，增强垫层的整体性和刚度，保持基底完整连续，约束地基地侧向变形的复合式垫层。本发明的另一目的在于：提供一种上述复合式垫层的施工方法。
本发明的技术方案是：一种复合式垫层，该垫层自上而下包括有20cm～30cm的上石粉碎石层、5cm～10cm的砂层、土工格栅层、以及20cm～30cm的下石粉碎石层。
所述上石粉碎石层和下石粉碎石层均主要由粒径为5～40mm的碎石和0～5mm的石粉组成，其中石粉的重量百分比为6％～15％，优选的石粉的重量百分比为10％～12％。石粉又称为机制砂。
所述土工格栅层、与下石粉碎石层之间还设有5cm～10cm的砂层。砂层的设置是防止碎石锋利的棱角损坏土工格栅层。
当本发明所述的复合式垫层所处部位为基床底层时，所述上石粉碎石层和下石粉碎石层的检测指标均满足空隙率n≤28％、压实系数K≥0.95、动态弹性模量Evd≥40MPa；当本发明所述的复合式垫层所处部位为基床以下路基时，所述上石粉碎石层和下石粉碎石层的检测指标均满足空隙率n≤31％、压实系数K≥0.92、动态弹性模量Evd≥40MPa。
本发明复合式垫层的施工方法，包括如下步骤：
A、先铺设下石粉碎石层，在粒径为5～40mm的碎石中掺入6％～15％的石粉，拌合后进行现场摊铺并碾压，当复合式垫层所处部位为基床底层时，该下石粉碎石层满足空隙率n≤28％、压实系数K≥0.95、动态弹性模量Evd≥40MPa；当复合式垫层所处部位为基床以下路基时，该下石粉碎石层满足空隙率n≤31％、压实系数K≥0.92、动态弹性模量Evd≥40MPa；
B、在检测合格的下石粉碎石层上面铺设土工格栅层；
C、在土工格栅层上铺设5cm～10cm的砂层，进行静载碾压以轮迹进行控制；
D、在砂层上面铺设20cm～30cm的上石粉碎石层，在粒径为5～40mm的碎石中掺入6～15％的石粉，拌合后进行现场摊铺并碾压，当复合式垫层所处部位为基床底层时，该上石粉碎石层满足空隙率n≤28％、压实系数K≥0.95、动态弹性模量Evd≥40MPa；当复合式垫层所处部位为基床以下路基时，该上石粉碎石层满足空隙率n≤31％、压实系数K≥0.92、动态弹性模量Evd≥40MPa。
在上述A步骤和D步骤中的石粉百分含量优选为10％～12％。
本发明上述复合式垫层的施工方法，在上述A步骤和B步骤之间还铺设有5cm～10cm的砂层，进行静载碾压以轮迹进行控制。
所述的砂层轮迹进行控制即是采用压路机静压，通过两次压过的轮痕控制砂层的压实程度。
土工格栅是一种加筋材料，在土体工程中起加固增强作用，设计成网格状结构是为了不完全隔离土层，土石之间产生咬合，增加土体的整体性和承受应力强度。高强纤维格栅具有塑料格栅不可比拟的优点，塑料产品因其原料分子结构的先天局限和热挤压而成，强度远不及纤维格栅，且门幅窄、柔性差、成卷短，增加施工搭接损耗。涤纶纤维土工格栅强度极高，右“纤维软钢筋”之称，置在土地中充当拉力元件，约束土体分散位移和不匀称沉降，提高土体的整体性和承力负荷。适用于加筋土挡墙、加筋土垫层、加筋土斜坡、桥台填土、路堤膨胀土、软地基处理。
本发明的有益效果是：在个别地基缺乏砂砾石的情况下，采用本发明的复合垫层及施工方法可以大大提高垫层的整体性、刚度和良好的使用性能，使用寿命长。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
附图说明
图1为本发明复合垫层实施例1的横断面结构示意图；
图2为本发明复合垫层实施例2的横断面结构示意图；
其中，附图标记为：1为上石粉碎石层，2为砂层，3为土工格栅层，4为下石粉碎石层。
具体实施方式
实施例1
一种复合式垫层，该垫层自上而下包括有20cm～30cm的上石粉碎石层1、5cm～10cm的砂层2、土工格栅层3、以及20cm～30cm的下石粉碎石层4。所述上石粉碎石层1和下石粉碎石层4均主要由粒径为5～40mm的碎石和0～5mm的石粉组成，其中石粉的重量百分比为6～15％。该垫层所处部位为基床底层时，所述上石粉碎石层1和下石粉碎石层4的检测指标均满足空隙率n≤28％、压实系数K≥0.95、动态弹性模量Evd≥40MPa；该垫层所处部位为基床以下路基时，所述上石粉碎石层1和下石粉碎石层4的检测指标均满足空隙率n≤31％、压实系数K≥0.92、动态弹性模量Evd≥40MPa。
上述复合式垫层的施工方法，包括如下步骤：
A、先铺设下石粉碎石层4，在粒径为5～40mm的碎石中掺入6％～15％的石粉，拌合后进行现场摊铺并碾压，当复合式垫层所处部位为基床底层时，该下石粉碎石层4满足空隙率n≤28％、压实系数K≥0.95、动态弹性模量Evd≥40MPa；当复合式垫层所处部位为基床以下路基时，该下石粉碎石层4满足空隙率n≤31％、压实系数K≥0.92、动态弹性模量Evd≥40MPa；
B、在检测合格的下石粉碎石层4上面铺设土工格栅层3；
C、在土工格栅层3上铺设5cm～10cm的砂层2，进行静载碾压以轮迹进行控制；即采用工艺检测法，用17吨以上的压路机静压砂层，直到满足两次压过的轮痕高度差0.8～1.2cm；
D、在砂层2上面铺设20cm～30cm的上石粉碎石层1，在粒径为5～40mm的碎石中掺入6～15％的石粉，拌合后进行现场摊铺并碾压，当复合式垫层所处部位为基床底层时，该上石粉碎石层1满足空隙率n≤28％、压实系数K≥0.95、动态弹性模量Evd≥40MPa；当复合式垫层所处部位为基床以下路基时，该上石粉碎石层1满足空隙率n≤31％、压实系数K≥0.92、动态弹性模量Evd≥40MPa。
实施例2
一种复合式垫层，该垫层自上而下包括有20cm～30cm的上石粉碎石层1、5cm～10cm的砂层2、土工格栅层3、砂层2以及20cm～30cm的下石粉碎石层4。所述上石粉碎石层1和下石粉碎石层4均主要由粒径为5～40mm的碎石和0～5mm的石粉组成，其中石粉的重量百分比为10～12％。该垫层所处部位为基床底层时，所述上石粉碎石层1和下石粉碎石层4的检测指标均满足空隙率n≤28％、压实系数K≥0.95、动态弹性模量Evd≥40MPa；该垫层所处部位为基床以下路基时，所述上石粉碎石层1和下石粉碎石层4的检测指标均满足空隙率n≤31％、压实系数K≥0.92、动态弹性模量Evd≥40MPa。
上述复合式垫层的施工方法，包括如下步骤：
A、先铺设下石粉碎石层4，在粒径为5～40mm的碎石中掺入6％～15％的石粉，拌合后进行现场摊铺并碾压，当复合式垫层所处部位为基床底层时，该下石粉碎石层4满足空隙率n≤28％、压实系数K≥0.95、动态弹性模量Evd≥40MPa；当复合式垫层所处部位为基床以下路基时，该下石粉碎石层4满足空隙率n≤31％、压实系数K≥0.92、动态弹性模量Evd≥40MPa；
B、在下石粉碎石层4上铺设5cm～10cm的砂层2，进行静载碾压以轮迹进行控制；即采用工艺检测法，用18吨的压路机静压砂层，直到满足两次压过的轮痕高度差1cm；
C、在检测合格的砂层2上面铺设土工格栅层3；
D、在土工格栅层3上铺设5cm～10cm的砂层2，进行静载碾压以轮迹进行控制；用18吨的压路机静压砂层，直到满足两次压过的轮痕高度差1cm；
E、在D步骤的砂层2上面铺设20cm～30cm的上石粉碎石层1，在粒径为5～40mm的碎石中掺入6～15％的石粉，拌合后进行现场摊铺并碾压，当复合式垫层所处部位为基床底层时，该上石粉碎石层1满足空隙率n≤28％、压实系数K≥0.95、动态弹性模量Evd≥40MPa；当复合式垫层所处部位为基床以下路基时，该上石粉碎石层1满足空隙率n≤31％、压实系数K≥0.92、动态弹性模量Evd≥40MPa。