铁路路基粉细砂回填掺配物理改良的原理和方法浅析

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摘要：部分粉细砂由于级配的不良，导致回填的铁路路基的地基系数难以达到规范要求。本文以新建两伊铁路施工过程中，用圆砾土对粉细砂进行物理改良的为实例，浅论了粉细砂掺拌物理改良的原理及相应路拌施工方法。

关键词：粉细砂；碎石土；颗粒分析；物理改良；掺配

中图分类号： F530.3 文献标识码： A

1、概述

在我国北方，粉细砂分布很广，在铁路工程中粉细砂作为C组填料，是可以用来回填路基基床底层以下部分。但是在一些地区的粉细砂的颗粒级配不好，内摩擦角小，砂粒松散，所以回填路基压实指标能够达到相应的规范要求，但路基的地基系数（K30）很小，远低于现行的铁路路基规范要求，而且轮式施工机械设备在回填工作面上因沉陷而无法运行，因此必须进行改良。在粉细砂中掺拌砾石土和碎石土进行物理改良，不但地基系数（K30）能达到规范要求，而且解决了施工机械沉陷的难题。现结合我部在内蒙古呼伦贝尔市新建两伊铁路粉细砂路基施工的情况，探论一下粉细砂掺配物理改育的原因和方法。

2、粉细砂物理改良的原理

路基填料改良由于其掺入的材料不同，而分为物理改良和化学改良两种。其中物理改良相对成本较低，改良掺拌工艺简单而更为常用。通过在粉细砂中掺入砾石、碎石等物理材料以改善其工程特性的过程叫粉细砂的物理改良。其实质为在单一填料加入其它材料，形成颗粒粒径分布与原填料明显改变的混合材料，所以其工程特性也与原单一填料相应发生了变化。

我部在新建两伊铁路施工中，采用了掺拌圆砾土的办法对粉细砂进行物理改良方法。通过颗粒分析，对比粉细砂改良前后的颗粒分布情况，分析它不同的工程特性。

2．1粉细砂的特性分析

2．1．1粉细砂的颗粒分析

首先我们对全线的粉细砂填料取样进行颗粒分析，其分析表如下：

粉细砂颗粒分析表

风干试样质量(g) 300 采用标准 TB10102-004《铁路工程土工试验规程》

1．2粉细砂的颗粒大小分布曲线图

d10: 0.088d30: 0.128d60: 0.193

不均匀系数：Cu= d60/ d10=2.19

曲率系数：Cc= d302/ (d10 *d60)=0.96

注：d10、d30、d60即为分布曲线上，小于该粒径的试样含量占总试样质量的10%、30%、60%的粒径。

2．1．3粉细砂的特性分析

通过各种试验得出该粉细砂具有以下特点：

粉细砂颗粒主要集中在0.25～0.075区间，级配很不良。内磨擦角为在27°～32°，天然状态中密，扰动后颗粒松散，基本无黏聚力。

2．2掺配改良后的粉细砂（改良土）特性分析

2．2．1改良土的颗粒分析

改良土的颗粒分析表如下：

细筛分析时所取试样质量(g) 2367

2．2．2改良土的颗粒大小分布曲线图

2．2．3改良土的特性分析

改良土颗粒分布明显改善，粒径无主要集中区间，级配较良好。内磨擦角为在39°～45°，压实后结合紧密。

3、粉细砂掺拌改良的施工方法

粉细砂掺拌改良一般有集中掺拌法和路拌法两种。由于集中拌和增加了填料的倒运次数，施工成本较大，所以在施工中往往采用路拌法。

3．1掺拌比例（体积比）的确定

由于不同取料场的掺拌料颗粒状况不一样，要让掺拌料回填路基的各项指标满足规范要求，粉细砂与掺拌料的比例也不一样。所以应按不同的比例进行掺拌回填实验，确定出合理的比例。新建两伊铁路开始取选的掺拌比例为：圆砾土：粉细砂=5：5，然后以0.5的阶次增加，做了四组实验，最后选定的掺拌比例为圆砾土：粉细砂=6：4。

3．2路拌法施工

3．2．1梅花型上料

由于自卸车的车箱容积一定，所以施工中可以用车数来控制掺拌比例，掺拌比例为6：4就相当于6车圆砾土比4车粉细砂，按此比例直接将圆砾土和粉细砂运上回填路基，并且以梅花型间隔卸料。

3．2．2反铲横向拌和平整

用反铲对路基上的圆砾土和粉细砂进行掺拌平整，拌和方向以横向为主，边拌和边平整，平整高度以回填松铺厚度为准。如图2

3．2．3铧式犁纵向拌和

用小型推土机带改装后四铧犁进行纵向拌和，通过改装四铧犁使其犁拌深度为回填松铺厚度，减少对下层路基的挠动。通过往返两遍铧式犁的纵向拌和，圆砾土和粉细砂已经拌和均匀。

3．2．4平整碾压

用推土机平整，用振动碾碾压，这与正常的路基施工工艺一样。

4、结束

利用粉细砂掺拌改良后进行铁路路基回填，完全可以达铁路路基的各项要求，这可以充分利用路基开挖出的粉细砂进行回填施工，不但可以降低施工成本，更重要的是减少了粉细砂弃方对环境的破坏，有利用于水保环保工作和建设绿色通道工程。

作者简介：封小平 男1975年7月 武警水电第三总队