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【摘 要】 当前,我国公路施工常会出现压实度不达标的问题,这些给路面使用性能的发挥带来了不利影响因此,公路路基压实度的影响因素至关重要,从而找出保证路基压实度的有效办法。
【关键词】 路基;压实度;影响因素;措施
路基施工的质量如何,主要体现在压实度上。路基及回填土的压实,目的在于提高其强度和稳定性,降低路基的透水性,减少由其引起的不均匀变形,从而保证路面有足够的抵抗车辆荷载作用的力学强度和稳定性能,提高道路的使用年限。压实度的质量,直接影响到路面的质量,最终影响整个公路的使用效能,路基压实度的质量控制至关重要。
1、影响路基压实度的因素
1.1含水量对压实过程的影响
水的多少对土的密实度就起了非常重大的作用。压路机碾压所做的碾压功需要克服土颗粒间的内摩擦阻力和粘结力后才能使土颗粒产生位移并互相靠近。土的内摩擦阻力和粘结力是随密实度增加而增大的。土的含水量小时,土颗粒间的内摩擦阻力大,压实到一定程度后,一定吨位的压路机作的压实功不能再克服土的抗力,干容重不再提高;当土的含水量逐渐增加时,水在土颗粒间起着“润滑剂”的作用,使土的内摩擦阻力减小,因此,同样的压实功可以得到较大的干容重。但是,并不是含水量越大越好。因为当土的含水量继续增加到或超过某一限度后,虽然土的内摩擦阻力还在减小,但水的体积在不断增加,而水是不可压缩的。因此,在同样的压实功下,土的干容重反而逐渐减小了。这一水的限度即达到土的最大干容重时所含水的多少,通常称作最佳含水量。最佳含水量是通过击实试验求得的。
1.2碾压厚度对压实的影响
压实厚度对压实效果具有明显影响。相同压实条件下(土质、湿度与功能不变),由实测土层不同深度的密实度或压实度得知,密实度随深度呈递减,表层5cm最高。据资料记载,碾压层过厚,非但下层的密实度达不到要求,而且上层的压实度也会受到影响。同时,碾压层的厚度应该与所用压路机的重量或功能相适应,随压路机的类型而变。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、土质及土基压实的基本要求,路基分层压实的厚度有具体规定数值。通过大量的实践证明,碾压应有适当的厚度,碾压层过厚,非但下层的压实度达不到要求,而且碾压层上层的压实度也要受到不利的影响。同时,碾压的厚度随所用的压路机的类型而变。
1.3碾压遍数对压实的影响
压实遍数与土的干密度的关系为:最初的若干遍碾压,土的干密度增加比较快;碾压遍数继续增加,干密度的增长逐渐减小;碾压遍数超过一定数值后,干密度就不再增加。假如压实遍数超过10遍,仍不能达到规定的压实度,则应当采取其他措施,如减小土层厚度,或者选用功率更大的压实机械。据此规律,工程实践中可以增加压实功能(吨位一定,增加碾压遍数),以提高路基强度或降低最佳含水量。但必须指出,用增加压实功能的办法提高土基强度的效果有一定限度,功能增加到一定限度以上,效果提高愈为缓慢。
2、路基压实度的控制措施
2.1因地制宜地选择回填材料
如果全部采用巨粒土,具有足够的强度但空隙率大,即密实度差。全部采用细粒土或特殊土,由于过细过粉并随不同气候的变化而变化,经压实,大部分出现弹簧现象。施工实践证明,采用粗粒土压实效果最好,尤其是含石率达到70%左右,但每条路取土场不一定都是粗粒土,这时可以考虑采用巨粒土渗配试验使用。
2.2控制最佳含水量
最佳含水量的控制是保证路基压强度的关键。含水量是土的基本物理指标之一,它反映土的状态,其变化将使一系列力学性质随之而变。它又是计算土的干密度、孔隙比、饱和度等项指标的依据,是检测土工构筑物施工质量的重要指标。因此在路基填方过程中确定取土料场后,首先要确定最佳含水量。《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。所谓湿土法,就是采集5个以上高的含水量土样,每个质量3kg左右,按以往施工经验能进行碾压的最高含水量分别晾干至不同含水量,其中至少3个土样小于此最高含水量,至少两个土样大于此最高含水量,然后按常规法进行击实试验,确定最大干密度时的含水量就作为施工时的最佳含水量。
2.3正确选择压实机具
压实机具是保证路基压实度的重点。实践表明,确定压实厚度后,选择合理的压实机具是保证路基压实度的前提。当填料运至现场后,用平地机或其它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、同时攤铺碾压超宽部分,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12t~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。
总之,路基压实的意义是不言而喻的。在具体施工中,理论上的知识与施工中的具体指导应该相结合,同时,建设、监理、施工单位应牢固树立全员质量意识,根据每条路的不同土质、天然含水量与最佳含水量,在严格按《规范》要求施工的同时,必须搞好试验路段,试验路段成功并取得精确数据后,再进行填筑路堤的施工。
【关键词】 路基;压实度;影响因素;措施
路基施工的质量如何,主要体现在压实度上。路基及回填土的压实,目的在于提高其强度和稳定性,降低路基的透水性,减少由其引起的不均匀变形,从而保证路面有足够的抵抗车辆荷载作用的力学强度和稳定性能,提高道路的使用年限。压实度的质量,直接影响到路面的质量,最终影响整个公路的使用效能,路基压实度的质量控制至关重要。
1、影响路基压实度的因素
1.1含水量对压实过程的影响
水的多少对土的密实度就起了非常重大的作用。压路机碾压所做的碾压功需要克服土颗粒间的内摩擦阻力和粘结力后才能使土颗粒产生位移并互相靠近。土的内摩擦阻力和粘结力是随密实度增加而增大的。土的含水量小时,土颗粒间的内摩擦阻力大,压实到一定程度后,一定吨位的压路机作的压实功不能再克服土的抗力,干容重不再提高;当土的含水量逐渐增加时,水在土颗粒间起着“润滑剂”的作用,使土的内摩擦阻力减小,因此,同样的压实功可以得到较大的干容重。但是,并不是含水量越大越好。因为当土的含水量继续增加到或超过某一限度后,虽然土的内摩擦阻力还在减小,但水的体积在不断增加,而水是不可压缩的。因此,在同样的压实功下,土的干容重反而逐渐减小了。这一水的限度即达到土的最大干容重时所含水的多少,通常称作最佳含水量。最佳含水量是通过击实试验求得的。
1.2碾压厚度对压实的影响
压实厚度对压实效果具有明显影响。相同压实条件下(土质、湿度与功能不变),由实测土层不同深度的密实度或压实度得知,密实度随深度呈递减,表层5cm最高。据资料记载,碾压层过厚,非但下层的密实度达不到要求,而且上层的压实度也会受到影响。同时,碾压层的厚度应该与所用压路机的重量或功能相适应,随压路机的类型而变。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、土质及土基压实的基本要求,路基分层压实的厚度有具体规定数值。通过大量的实践证明,碾压应有适当的厚度,碾压层过厚,非但下层的压实度达不到要求,而且碾压层上层的压实度也要受到不利的影响。同时,碾压的厚度随所用的压路机的类型而变。
1.3碾压遍数对压实的影响
压实遍数与土的干密度的关系为:最初的若干遍碾压,土的干密度增加比较快;碾压遍数继续增加,干密度的增长逐渐减小;碾压遍数超过一定数值后,干密度就不再增加。假如压实遍数超过10遍,仍不能达到规定的压实度,则应当采取其他措施,如减小土层厚度,或者选用功率更大的压实机械。据此规律,工程实践中可以增加压实功能(吨位一定,增加碾压遍数),以提高路基强度或降低最佳含水量。但必须指出,用增加压实功能的办法提高土基强度的效果有一定限度,功能增加到一定限度以上,效果提高愈为缓慢。
2、路基压实度的控制措施
2.1因地制宜地选择回填材料
如果全部采用巨粒土,具有足够的强度但空隙率大,即密实度差。全部采用细粒土或特殊土,由于过细过粉并随不同气候的变化而变化,经压实,大部分出现弹簧现象。施工实践证明,采用粗粒土压实效果最好,尤其是含石率达到70%左右,但每条路取土场不一定都是粗粒土,这时可以考虑采用巨粒土渗配试验使用。
2.2控制最佳含水量
最佳含水量的控制是保证路基压强度的关键。含水量是土的基本物理指标之一,它反映土的状态,其变化将使一系列力学性质随之而变。它又是计算土的干密度、孔隙比、饱和度等项指标的依据,是检测土工构筑物施工质量的重要指标。因此在路基填方过程中确定取土料场后,首先要确定最佳含水量。《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。所谓湿土法,就是采集5个以上高的含水量土样,每个质量3kg左右,按以往施工经验能进行碾压的最高含水量分别晾干至不同含水量,其中至少3个土样小于此最高含水量,至少两个土样大于此最高含水量,然后按常规法进行击实试验,确定最大干密度时的含水量就作为施工时的最佳含水量。
2.3正确选择压实机具
压实机具是保证路基压实度的重点。实践表明,确定压实厚度后,选择合理的压实机具是保证路基压实度的前提。当填料运至现场后,用平地机或其它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、同时攤铺碾压超宽部分,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12t~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。
总之,路基压实的意义是不言而喻的。在具体施工中,理论上的知识与施工中的具体指导应该相结合,同时,建设、监理、施工单位应牢固树立全员质量意识,根据每条路的不同土质、天然含水量与最佳含水量,在严格按《规范》要求施工的同时,必须搞好试验路段,试验路段成功并取得精确数据后,再进行填筑路堤的施工。