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威海市公路管理局
摘要:路基是整个道路的承力层。它大多是由土、水和空气组成的三相體系,土为骨架,颗粒之间的孔隙由水和空气所占据,虽然天然土体经长期自然界的作用,虽已具有一定的密实程度,但与路基的使用性能要求依然有很大的差距,路基施工破坏了天然土体状态,使其土颗粒重新组合,孔隙增加,结构松散,使得土体的稳定性和强度降低。因此,若要提高路基的稳定性和强度,必须对其进行压实。
关键词:路基压实;影响因素;含水量;干密度
一、前言
随着我国经济的飞速发展,科技的不断创新,我国的交通建设也随之迅速腾飞。路基是公路工程的重要组成部分,是道路的基础。在公路路基施工中,路基压实具有十分重要的意义。路基压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一,表征现场压实后的密度状况,压实度越高,密度越大,材料整体性能越好。提高压实度可使路基的强度大大增加,也可以明显地减少路基和路面的塑性形变。只有对路基结构层充分压实,才能确保路基的平整度等等,从而延长路基的使用寿命,也给行人带来了方便,施工方也减少了二次维修的时间频率。因此,分析影响路基压实的因素是很有必要的。下面本文就影响路基压实的因素进行简要分析,并给出相应的路基压实度控制措施,以期为日后的工作提供帮助。
二、影响路基压实的因素分析
对于细粒土的路基,影响压实效果的因素有外因和内因两个方面。外因指压实功能及压实时外界自然和人为的其他因素等,内因指土质和湿度。下面介绍影响压实效果的主要因素:
1、含水量对压实的影响
以同一种土在同一贯入击实标准试验下,各个土样配以不同的含水量,测定各个干容重,作干容重随含水量而变的规律性曲线,得曲线的驼峰曲线。表明同等条件下,在一定含水量之前,干容重随含水量增加而提高,主要原因在于水起润滑作用,土粒间阻力减小,施加外力后,孔隙减小,土粒易于被挤紧,干容重得以提高。干容重值至最大值后,含水量再继续增大,土粒孔隙被水分占据,而水一般不为外力所压缩,水分互挤转移,因而含水量增大,干容重随之降低。由此可见,压实时若能控制土的最佳含水量,则压实效果为最好。
2、土质对压实效果的影响
在同样压实条件下,不同的土质共压夹效果是不一样的。一般规律是不同的土质,有着不同的最佳含水量及最大干容重。颗帮粒分散性(液限、粘性)较高的土,其最佳含水量值较高,最大干容重值较低。同时通过对比可见,砂性土的压实效果优于粘性土。
3、压实功能对压实的影响
压实功能对压实效果的影响,是另一重要因素。工程实践中可以增加压实功能,以提高路基土的干容重或降低最佳含水量。但必须指出,用增加压实功能的办法,赖以提高土基强度的效果,有一定的限度。压实功能增加到一定限度以后,其效果的提高就会愈为缓慢。当压实功能超过限度过大时,一是超过土的极限强度,造成土基结构的破坏;二是相对应压实时的含水量减少,获得的密实度经受不住水的影响,即水稳定性变差。相反,严格控制最佳含水量,要比增加压实功能收效大得多。当含水量不足,洒水有困难时,适当增加压实功能可以见效。
4、压实厚度对压实效果的影响
相同压实条件下,根据实测土层不同深度的密实度(或压实度)可得知,密实度随深度递减,表层5cm为最高。不同压实工具的有效压实深度有所差异,根据压实工具类型、土质及压实的基本要求,路基分层压实的厚度有具体的规定数值。一般情况下,夯实不宜超过20cm,12~l5t光面压路机,不宜超过25cm振动压路机或夯击机,宜以50cm为限。确定了实际施工时的压实厚度之后,还应通过现场试验确定合适的摊铺厚度。
三、路基压实度的控制措施
1、因地制宜地选择回填材料
首先,无论选择什么性质的土质,都要先对土的塑性指标做实验。如果选用硬度大、但空隙大的巨粒土进行路基回填,路基的密实度很低。而如果选用密度大、不受气候影响的细粒土或特殊土压实施工后却极易产生变形膨胀。在施工现场多年的实践中,证明含石率在70%左右的粗粒土在施工中压实效果最佳。具体施工情况可按项目修筑工程所在的具体取土场地而定,也可适当将巨粒土与粗粒土渗配施工。
2、控制最佳含水量
含水量的变化直接控制着路基压实施工的质量。怎样控制土质的水分含量,对路基的强度做出保证,是重要的施工技术环节。因此,在确定了路基施工的取土场地后,首先就要对土质进行最佳含水测试,计算土质饱和度、干密度、孔隙比等各指标。《规范》规定采用干土法(用风干土依次加水作击实试验)与湿土法两种方法确定最佳含水量。但施工实践表明,对高含水量的土两种方法求得的结果有很大差别,对于最大干密度,前者大,后者小;对于最佳含水量,前者小,后者大。因此,施工中对于天然高含水量的土,如按干土法作击实试验,则增大了对路基压实的要求,施工中实际上是达不到的,所以采用湿土法比较符合实际。确定最佳含水量的目的是用来指导施工,为此在施工过程中,每层碾压前必须做含水量试验,对高于最佳含水量的填土必须翻晒处理。对低于最佳含水量的土要作洒水处理,而加水困难时,可采用增加压实功的方法来提高路基的压实度。
3、正确选择压实机具
压实机具是保证路基压实度的重点。当填料运至现场后,用合适的机具将填料均匀地摊铺在预定的宽度上,表面力求平整,并有规定的路拱、横坡、同时摊铺碾压超宽部分,摊铺整型后,当填料的含水量等于或略大于最佳含水量时,立即用8t两轮压路机或12~15t振动压路机静压3~4遍,使粗细料稳定就位。在直线上,碾压从两侧开始,逐渐错轮向路中心进行;在有超高路段上,碾压从内侧开始,逐渐错轮向外侧进行。错轮时每次重叠1/3宽。每静压一遍后应进行找平。静压终结时,表面应平整,并且有要求的路拱与横坡,这时可采用12~15t振动压路机振动碾压67遍后,每加压1遍要检测密实度,对已达到密实度的停止碾压,否则,压强超过土的强度极限会引起土基塑性破坏。施工实践表明,一般静压3遍,振动碾压6~7遍时压实效果最好。
4、压实厚度的控制
《公路路基施工规范》中,要求必须分层夯压施工,但是对分层厚度,如何分层并没有明确规定。必须采用水平分层填筑法施工,依据横断面全宽进行水平分层逐渐向上填筑。对地面不平的,应由最低处分层填起,每填一层,经过压实并测定压实度是否达到要求后方能是否同意上层填筑。一般情况采用12~15t压路机,这样不论碾压多少遍,松铺厚度绝对不宜超过30cm,且碾压遍数在8~l0遍才能保证达到压实要求。确定了最大松铺厚度以后,大家都认为松铺厚度越小,压实强度越高,实践证明并不完全是,压实厚度小整体性结合差,即层与层的结合差,尤其是在填筑至路床顶面最后一层过薄与路面结构层无法连接,因此,最小铺筑厚度也应严格控制,最好松铺厚度不低于12cm,即压实厚度不低于8cm,,才能保证整个填方的整体强度。
四、结束语
公路路基压实对于公路来讲,无论从宏观还是微观角度都是具有重大意义的。在工程现场施工中,应严格将现场施工实际情况、现场指导与施工理论紧密结合,无论是建设或是监理还是施工单位都应该树立严守质量关的全局意识。施工时根据项目工程所在地的地形自然因素(土质、天然含水量、最佳水量),严格遵守《规范》的要求,先进行实验路段施工,待实验路段施工成功且记录试验的精确具体数据后,再对公路工程主体进行施工,把工程做到最好。
参考文献:
[1]朱礼友 刘晓婷:《压实度与压实工艺参数之间关系的探讨》,《建设机械技术与管理》,2006年02期
[2]孟超:《浅谈公路路基稳定性施工技术》,《科技信息(科学教研)》,2008年05期
[3]张新:《浅谈公路路基施工质量问题》,《中国高新技术企业》,2008年13期
[4]文明才 龚再清:《路基压实度检测方法与设备的研究》,《湖南城市学院学报(自然科学版)》,2010年04期
摘要:路基是整个道路的承力层。它大多是由土、水和空气组成的三相體系,土为骨架,颗粒之间的孔隙由水和空气所占据,虽然天然土体经长期自然界的作用,虽已具有一定的密实程度,但与路基的使用性能要求依然有很大的差距,路基施工破坏了天然土体状态,使其土颗粒重新组合,孔隙增加,结构松散,使得土体的稳定性和强度降低。因此,若要提高路基的稳定性和强度,必须对其进行压实。
关键词:路基压实;影响因素;含水量;干密度
一、前言
随着我国经济的飞速发展,科技的不断创新,我国的交通建设也随之迅速腾飞。路基是公路工程的重要组成部分,是道路的基础。在公路路基施工中,路基压实具有十分重要的意义。路基压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一,表征现场压实后的密度状况,压实度越高,密度越大,材料整体性能越好。提高压实度可使路基的强度大大增加,也可以明显地减少路基和路面的塑性形变。只有对路基结构层充分压实,才能确保路基的平整度等等,从而延长路基的使用寿命,也给行人带来了方便,施工方也减少了二次维修的时间频率。因此,分析影响路基压实的因素是很有必要的。下面本文就影响路基压实的因素进行简要分析,并给出相应的路基压实度控制措施,以期为日后的工作提供帮助。
二、影响路基压实的因素分析
对于细粒土的路基,影响压实效果的因素有外因和内因两个方面。外因指压实功能及压实时外界自然和人为的其他因素等,内因指土质和湿度。下面介绍影响压实效果的主要因素:
1、含水量对压实的影响
以同一种土在同一贯入击实标准试验下,各个土样配以不同的含水量,测定各个干容重,作干容重随含水量而变的规律性曲线,得曲线的驼峰曲线。表明同等条件下,在一定含水量之前,干容重随含水量增加而提高,主要原因在于水起润滑作用,土粒间阻力减小,施加外力后,孔隙减小,土粒易于被挤紧,干容重得以提高。干容重值至最大值后,含水量再继续增大,土粒孔隙被水分占据,而水一般不为外力所压缩,水分互挤转移,因而含水量增大,干容重随之降低。由此可见,压实时若能控制土的最佳含水量,则压实效果为最好。
2、土质对压实效果的影响
在同样压实条件下,不同的土质共压夹效果是不一样的。一般规律是不同的土质,有着不同的最佳含水量及最大干容重。颗帮粒分散性(液限、粘性)较高的土,其最佳含水量值较高,最大干容重值较低。同时通过对比可见,砂性土的压实效果优于粘性土。
3、压实功能对压实的影响
压实功能对压实效果的影响,是另一重要因素。工程实践中可以增加压实功能,以提高路基土的干容重或降低最佳含水量。但必须指出,用增加压实功能的办法,赖以提高土基强度的效果,有一定的限度。压实功能增加到一定限度以后,其效果的提高就会愈为缓慢。当压实功能超过限度过大时,一是超过土的极限强度,造成土基结构的破坏;二是相对应压实时的含水量减少,获得的密实度经受不住水的影响,即水稳定性变差。相反,严格控制最佳含水量,要比增加压实功能收效大得多。当含水量不足,洒水有困难时,适当增加压实功能可以见效。
4、压实厚度对压实效果的影响
相同压实条件下,根据实测土层不同深度的密实度(或压实度)可得知,密实度随深度递减,表层5cm为最高。不同压实工具的有效压实深度有所差异,根据压实工具类型、土质及压实的基本要求,路基分层压实的厚度有具体的规定数值。一般情况下,夯实不宜超过20cm,12~l5t光面压路机,不宜超过25cm振动压路机或夯击机,宜以50cm为限。确定了实际施工时的压实厚度之后,还应通过现场试验确定合适的摊铺厚度。
三、路基压实度的控制措施
1、因地制宜地选择回填材料
首先,无论选择什么性质的土质,都要先对土的塑性指标做实验。如果选用硬度大、但空隙大的巨粒土进行路基回填,路基的密实度很低。而如果选用密度大、不受气候影响的细粒土或特殊土压实施工后却极易产生变形膨胀。在施工现场多年的实践中,证明含石率在70%左右的粗粒土在施工中压实效果最佳。具体施工情况可按项目修筑工程所在的具体取土场地而定,也可适当将巨粒土与粗粒土渗配施工。
2、控制最佳含水量
含水量的变化直接控制着路基压实施工的质量。怎样控制土质的水分含量,对路基的强度做出保证,是重要的施工技术环节。因此,在确定了路基施工的取土场地后,首先就要对土质进行最佳含水测试,计算土质饱和度、干密度、孔隙比等各指标。《规范》规定采用干土法(用风干土依次加水作击实试验)与湿土法两种方法确定最佳含水量。但施工实践表明,对高含水量的土两种方法求得的结果有很大差别,对于最大干密度,前者大,后者小;对于最佳含水量,前者小,后者大。因此,施工中对于天然高含水量的土,如按干土法作击实试验,则增大了对路基压实的要求,施工中实际上是达不到的,所以采用湿土法比较符合实际。确定最佳含水量的目的是用来指导施工,为此在施工过程中,每层碾压前必须做含水量试验,对高于最佳含水量的填土必须翻晒处理。对低于最佳含水量的土要作洒水处理,而加水困难时,可采用增加压实功的方法来提高路基的压实度。
3、正确选择压实机具
压实机具是保证路基压实度的重点。当填料运至现场后,用合适的机具将填料均匀地摊铺在预定的宽度上,表面力求平整,并有规定的路拱、横坡、同时摊铺碾压超宽部分,摊铺整型后,当填料的含水量等于或略大于最佳含水量时,立即用8t两轮压路机或12~15t振动压路机静压3~4遍,使粗细料稳定就位。在直线上,碾压从两侧开始,逐渐错轮向路中心进行;在有超高路段上,碾压从内侧开始,逐渐错轮向外侧进行。错轮时每次重叠1/3宽。每静压一遍后应进行找平。静压终结时,表面应平整,并且有要求的路拱与横坡,这时可采用12~15t振动压路机振动碾压67遍后,每加压1遍要检测密实度,对已达到密实度的停止碾压,否则,压强超过土的强度极限会引起土基塑性破坏。施工实践表明,一般静压3遍,振动碾压6~7遍时压实效果最好。
4、压实厚度的控制
《公路路基施工规范》中,要求必须分层夯压施工,但是对分层厚度,如何分层并没有明确规定。必须采用水平分层填筑法施工,依据横断面全宽进行水平分层逐渐向上填筑。对地面不平的,应由最低处分层填起,每填一层,经过压实并测定压实度是否达到要求后方能是否同意上层填筑。一般情况采用12~15t压路机,这样不论碾压多少遍,松铺厚度绝对不宜超过30cm,且碾压遍数在8~l0遍才能保证达到压实要求。确定了最大松铺厚度以后,大家都认为松铺厚度越小,压实强度越高,实践证明并不完全是,压实厚度小整体性结合差,即层与层的结合差,尤其是在填筑至路床顶面最后一层过薄与路面结构层无法连接,因此,最小铺筑厚度也应严格控制,最好松铺厚度不低于12cm,即压实厚度不低于8cm,,才能保证整个填方的整体强度。
四、结束语
公路路基压实对于公路来讲,无论从宏观还是微观角度都是具有重大意义的。在工程现场施工中,应严格将现场施工实际情况、现场指导与施工理论紧密结合,无论是建设或是监理还是施工单位都应该树立严守质量关的全局意识。施工时根据项目工程所在地的地形自然因素(土质、天然含水量、最佳水量),严格遵守《规范》的要求,先进行实验路段施工,待实验路段施工成功且记录试验的精确具体数据后,再对公路工程主体进行施工,把工程做到最好。
参考文献:
[1]朱礼友 刘晓婷:《压实度与压实工艺参数之间关系的探讨》,《建设机械技术与管理》,2006年02期
[2]孟超:《浅谈公路路基稳定性施工技术》,《科技信息(科学教研)》,2008年05期
[3]张新:《浅谈公路路基施工质量问题》,《中国高新技术企业》,2008年13期
[4]文明才 龚再清:《路基压实度检测方法与设备的研究》,《湖南城市学院学报(自然科学版)》,2010年04期