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摘 要对现场施工通过科学的方法进行检测,根据路基检测分析结果显示,影响路基压实度的因素主要有:碾压工艺及方法、下承层强度、路基土含水量等。实际施工中可以通过选择合理的压路机械,试铺试验段来确定松铺厚度及碾压遍数,填前对路基进行处理和压实等,来解决公路路基的压实功能、碾压工艺、下承层强度等问题。本文就影响压实的因素进行了分析,并提出了一些控制方法。
关键词公路;路基压实度;影响因素;质量控制
中图分类号U4文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)062-0133-01
公路路基压实度是指路面材料或土经过机械压实后的干密度与该材料或土的标准干密度之比,常常用百分数表示。压实度值是反映公路路基施工质量的一个重要指标,通过对土的压实,来保证道路的使用寿命,使之发挥经济效益。
软土地基如果处理不当,或者路面结构层的设计不合理,以及施工质量差等因素,都会导致压实度不达标,并可能会造成路面出现损坏、交通通行能力差、以及事故多发等问题。所有这些危害背后的共同原因都是路基施工中压实度指标未满足施工标准而造成的。因此,在实际施工中,为了保证路基的压实度,应该先了解压实形成的原理,总结影响压实的因素并解决或者处理这些影响因素,才能保证公路工程施工的压实标准,达到预期的使用目的。
1影响压实度因素
压路机对被压土的压实过程是个很复杂的随机过程,因为被压土的物理特性不稳定,有很大的随机性,即使是同一地区的同类型土壤,在被压时的湿度不同、环境温度和初始状态,其压实度也有很大的不同。影响路基压实度的因素很多,主要有以下几种:含水量、土的类别和级配等土的物理性质;击实功、振动压路机的振幅、频率等机械情况。
1.1含水量对路基压实度的影响
当土的含水量较小时,土颗粒之间的内摩阻力就会增大,而碾压过程则需要克服土颗粒间的内摩阻力和粘结力使土颗粒相互靠近。同时土的粘结力和摩阻力是随着土的密实度而增加的,因此当压实工作到一定程度后,压实功将不能克服土颗粒间的抗力,所以压实度就会停留在一定范围内不再增加。当含水量较多时,水在土颗粒间起润滑的作用,使土的内摩阻力减小,因此,同样的压实功可以得到较大的干密度。但是在这个过程中,单位土体积中空气的体积逐渐减小,固体体积和水的体积所占比重逐渐增加,当土压实到一定程度之后,虽然内摩阻力还在减小,但是土的压实程度将不会在增加。因此,要想压实度达到一定的标准,必须保证土中的水含量控制在一定范围内,这时的含水量为最佳含水量,由重型击实试验可得到土样的最大干密度和最佳含水量,最佳含水量是施工控制的重要依据,最大干密度则是现场压实度的标准。
1.2土的物理性质对路基压实度的影响
土质的级配、粒径、以及土颗粒的形状等物理性质对路基压实度同样有较大的影响。实践证明土的级配对碾压所能达到的密实度有明显的影响:在级配集料基层或底基层施工中,砂颗粒的均匀程度会对土的压实度有影响,比如单一尺寸的碎石砾石都难于碾压的很密实。在实验室测定时,现场施工所用的集料的级配与室内试验确定标准干容重,所用的集料级配相同非常重要,因此在集料发生离析的情况下,施工中添加达到级配所缺的填料,并进行适当的搅拌是非常必要的。因此,为了能确保达到规定的压实状态,必须要严格的控制级配。
1.3碾压施工的影响
1)压实机械参数对压实度的影响。所有的压实机械对具有一定含水量的路基土的压实状态会产生很大的影响:当使用重型的压路机时,可以得到较大的密实度;当使用轻型的压路机就只能得到较小的密实度。因此对土施加外力时压实机械应有所控制。①压实机械的振幅对压实度的影响。由于不同的被压实材料,而且其适合于压实振动频率相差很大,因此在实际中,为了适应不同压实材料的要求,要求振动压路机应具有较大的振动频率范围。但是施工时要注意:过大的振幅会导致振动轮脱离地面产生“跳振”,使表层受到严重不规则揉搓、过度碾压和冲击,由此产生的多余的能量不仅不会被碾压层的土或材料吸收,反而会使已经压实表面层产生松散,而引起土的压实度降低。②振动压路机的工作速度。振动压路机在进行压实作业时的行走速度即是工作速度。在相同碾压遍数的前提下,机械的工作速度越高,压实度越小,反之,压实效果增强;但降低速度的意味着生产率的降低,因此要合理的选择工作速度和碾压遍数。
2)碾压遍数的影响。对路基土的压实度影响也较大还有施工过程中压路机的碾压遍数。经试验测定当对同条件的土进行碾压并使用同条件的机械时,试验开始阶段碾压遍数会对土的干密度影响很大,但慢慢的随着碾压遍数的增加,干密度的增长率会逐渐减少,当碾压遍数达到某一数值之后,干密度值就增加的非常缓慢甚至是不再增加了。因此在路基压实施工之前,建议通过试验来确定一下数据:碾压潮湿土填筑的路堤所适宜的压路机规格、型式、填层的压实度和适宜遍数。
2路基压实度的质量控制
2.1控制含水率
土的最佳含水量是由土的击实试验确定的。根据经验,将含水量控制在与最佳含水量相差±2%的范围内,压实效果会比较理想。在施工过程中,在路基压实前,一般都需要洒水处理,才能满足最佳压实含水率的要求,尤其是在夏季施工更是如此。具体的做法是:白天回填土、平整、碾压、检测,夜间洒水浸湿,以便减少水分的损失,而且洒水一定要在推土机初平排压以后,平地终平之前进行,这样可以有利于水的渗透;在含水量达到要求时,立即开始碾压。
2.2重视回填土的选择
就填筑路基而言,最适合的回填材料是砾土、砂砾土及亚砂土。因为这些土的内摩阻力小粘结力小,而渗水性又强,其合理含水量范围较大,容易压实,又有足够的稳定性、强度,遇水不致过分软化。细砂土和粉质土的土质稍差些,因为这些低粘性土,比较容易压实,在饱和的状态下,这些土很容易变成流塑状并失去承载力。如果用这种土填筑路堤,在良好的水文地质条件下地基承载力和土质稳定性可以满足,但是不作与之配套的防护工程的话,会因为容易受水冲刷的。压实重亚粘土和亚粘土比较困难,但与粉质土相比它们仍是比较有利的回填土。
2.3压实度的检测
压实度检测是用来反映路基填料在外力的作用下的密实程度以及能否达到规定标准的关键步骤,这项工作关系到路基的强度和稳定性。工地的压实度检测的原则是:检验方法必须可靠、快速和简便。主要是根据路基填料土质、种类,来决定采用何种检验方法,常用的路基检侧方法有:环刀法、核子密度仪法、灌砂、沉降观察法、水袋法等。
参考文献
[1]武润霞,刘涛逢,武卫红.公路路基压实度的影响因素及控制措施[J].科技风,2010,16.
[2]朱建飞,李俊.公路路基压实度的影响因素与控制技术[J].科技创新导报,2009,35.
[3]姜永慧.公路路基压实度影响因素及控制措施[J].交通世界,2010,17.
关键词公路;路基压实度;影响因素;质量控制
中图分类号U4文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)062-0133-01
公路路基压实度是指路面材料或土经过机械压实后的干密度与该材料或土的标准干密度之比,常常用百分数表示。压实度值是反映公路路基施工质量的一个重要指标,通过对土的压实,来保证道路的使用寿命,使之发挥经济效益。
软土地基如果处理不当,或者路面结构层的设计不合理,以及施工质量差等因素,都会导致压实度不达标,并可能会造成路面出现损坏、交通通行能力差、以及事故多发等问题。所有这些危害背后的共同原因都是路基施工中压实度指标未满足施工标准而造成的。因此,在实际施工中,为了保证路基的压实度,应该先了解压实形成的原理,总结影响压实的因素并解决或者处理这些影响因素,才能保证公路工程施工的压实标准,达到预期的使用目的。
1影响压实度因素
压路机对被压土的压实过程是个很复杂的随机过程,因为被压土的物理特性不稳定,有很大的随机性,即使是同一地区的同类型土壤,在被压时的湿度不同、环境温度和初始状态,其压实度也有很大的不同。影响路基压实度的因素很多,主要有以下几种:含水量、土的类别和级配等土的物理性质;击实功、振动压路机的振幅、频率等机械情况。
1.1含水量对路基压实度的影响
当土的含水量较小时,土颗粒之间的内摩阻力就会增大,而碾压过程则需要克服土颗粒间的内摩阻力和粘结力使土颗粒相互靠近。同时土的粘结力和摩阻力是随着土的密实度而增加的,因此当压实工作到一定程度后,压实功将不能克服土颗粒间的抗力,所以压实度就会停留在一定范围内不再增加。当含水量较多时,水在土颗粒间起润滑的作用,使土的内摩阻力减小,因此,同样的压实功可以得到较大的干密度。但是在这个过程中,单位土体积中空气的体积逐渐减小,固体体积和水的体积所占比重逐渐增加,当土压实到一定程度之后,虽然内摩阻力还在减小,但是土的压实程度将不会在增加。因此,要想压实度达到一定的标准,必须保证土中的水含量控制在一定范围内,这时的含水量为最佳含水量,由重型击实试验可得到土样的最大干密度和最佳含水量,最佳含水量是施工控制的重要依据,最大干密度则是现场压实度的标准。
1.2土的物理性质对路基压实度的影响
土质的级配、粒径、以及土颗粒的形状等物理性质对路基压实度同样有较大的影响。实践证明土的级配对碾压所能达到的密实度有明显的影响:在级配集料基层或底基层施工中,砂颗粒的均匀程度会对土的压实度有影响,比如单一尺寸的碎石砾石都难于碾压的很密实。在实验室测定时,现场施工所用的集料的级配与室内试验确定标准干容重,所用的集料级配相同非常重要,因此在集料发生离析的情况下,施工中添加达到级配所缺的填料,并进行适当的搅拌是非常必要的。因此,为了能确保达到规定的压实状态,必须要严格的控制级配。
1.3碾压施工的影响
1)压实机械参数对压实度的影响。所有的压实机械对具有一定含水量的路基土的压实状态会产生很大的影响:当使用重型的压路机时,可以得到较大的密实度;当使用轻型的压路机就只能得到较小的密实度。因此对土施加外力时压实机械应有所控制。①压实机械的振幅对压实度的影响。由于不同的被压实材料,而且其适合于压实振动频率相差很大,因此在实际中,为了适应不同压实材料的要求,要求振动压路机应具有较大的振动频率范围。但是施工时要注意:过大的振幅会导致振动轮脱离地面产生“跳振”,使表层受到严重不规则揉搓、过度碾压和冲击,由此产生的多余的能量不仅不会被碾压层的土或材料吸收,反而会使已经压实表面层产生松散,而引起土的压实度降低。②振动压路机的工作速度。振动压路机在进行压实作业时的行走速度即是工作速度。在相同碾压遍数的前提下,机械的工作速度越高,压实度越小,反之,压实效果增强;但降低速度的意味着生产率的降低,因此要合理的选择工作速度和碾压遍数。
2)碾压遍数的影响。对路基土的压实度影响也较大还有施工过程中压路机的碾压遍数。经试验测定当对同条件的土进行碾压并使用同条件的机械时,试验开始阶段碾压遍数会对土的干密度影响很大,但慢慢的随着碾压遍数的增加,干密度的增长率会逐渐减少,当碾压遍数达到某一数值之后,干密度值就增加的非常缓慢甚至是不再增加了。因此在路基压实施工之前,建议通过试验来确定一下数据:碾压潮湿土填筑的路堤所适宜的压路机规格、型式、填层的压实度和适宜遍数。
2路基压实度的质量控制
2.1控制含水率
土的最佳含水量是由土的击实试验确定的。根据经验,将含水量控制在与最佳含水量相差±2%的范围内,压实效果会比较理想。在施工过程中,在路基压实前,一般都需要洒水处理,才能满足最佳压实含水率的要求,尤其是在夏季施工更是如此。具体的做法是:白天回填土、平整、碾压、检测,夜间洒水浸湿,以便减少水分的损失,而且洒水一定要在推土机初平排压以后,平地终平之前进行,这样可以有利于水的渗透;在含水量达到要求时,立即开始碾压。
2.2重视回填土的选择
就填筑路基而言,最适合的回填材料是砾土、砂砾土及亚砂土。因为这些土的内摩阻力小粘结力小,而渗水性又强,其合理含水量范围较大,容易压实,又有足够的稳定性、强度,遇水不致过分软化。细砂土和粉质土的土质稍差些,因为这些低粘性土,比较容易压实,在饱和的状态下,这些土很容易变成流塑状并失去承载力。如果用这种土填筑路堤,在良好的水文地质条件下地基承载力和土质稳定性可以满足,但是不作与之配套的防护工程的话,会因为容易受水冲刷的。压实重亚粘土和亚粘土比较困难,但与粉质土相比它们仍是比较有利的回填土。
2.3压实度的检测
压实度检测是用来反映路基填料在外力的作用下的密实程度以及能否达到规定标准的关键步骤,这项工作关系到路基的强度和稳定性。工地的压实度检测的原则是:检验方法必须可靠、快速和简便。主要是根据路基填料土质、种类,来决定采用何种检验方法,常用的路基检侧方法有:环刀法、核子密度仪法、灌砂、沉降观察法、水袋法等。
参考文献
[1]武润霞,刘涛逢,武卫红.公路路基压实度的影响因素及控制措施[J].科技风,2010,16.
[2]朱建飞,李俊.公路路基压实度的影响因素与控制技术[J].科技创新导报,2009,35.
[3]姜永慧.公路路基压实度影响因素及控制措施[J].交通世界,2010,17.