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公路路基压实度的影响因素及控制方法

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摘要:公路路基压实度是保证路面质量的基础,加强对公路路基压实度理论和实践的研究是十分必要的。本文根据笔者多年施工经验,对影响公路路基压实的因素及控制方法进行了探讨,以期为相关人员提供借鉴。

关键词:公路路基 压实度 影响因素 控制措施

中图分类号: U213.1 文献标识码: A 文章编号:

路基,是由土或石料砌筑而构成的线形结构物,既要承受本身岩石自重,也要承受由路面传递而来的行车荷载。一般路基拥有较适宜的地质、水文条件,但由于我国幅员辽阔,地质复杂,在公路建设中多遇到特殊土地段、不良地质地段或受水、气候影响强烈的路基情况,为保证路基有足够的坚固性、稳定性和耐久性,不能忽视路基的压实度这一重要影响因素。因此,相关部门对路基工程的压实度质量监管严格,以避免因压实不达标而造成裂缝、沉降等路面的变形所带来的交通事故。

1影响公路路基压实的因素

1.1 土质影响

土质的不同,最大干容重和最佳含水量也不同。粘土于容重较小,最佳含水量较大,由于颖粒间粘聚力较大,可压实性较差。砂性土干容重较大,最佳含水量较小,可压实性较好。其机理在于,土粒愈细,表面积愈大,土粒表面水膜所需的湿度亦愈多,加之粘土中含有亲水性较高的胶体物质所至。砂土的颗粒粗,成松散状态,可压实性好。土石混合填料的粒度成份,含水量变异性大,不同含石粒可压实性也不同,含石率大,可压实性好;含石率小,可压实性差。但也不可能采用100%的含石填料,因为石料粒经过大,即使用人工摆填,空隙率较大,也难以保证压实度。

1.2 含水量影响

当含水量小于最佳含水量时,土的密度随含水量的增加而增加,含水量达到最佳含水量时,土的密度达到最大值,当含水量超过最佳含水量时,土的密实度随含水量的增加而降低。原因在于,含水量小于最佳含水量时,水起作用,土粒间的摩擦阻力随含水量增加而降低,在外力作用下,土粒易于挤紧,进而空隙减小,干容重得以提高,当干容重增至最大值后,含水量继续增大,这时土粒间部分空隙被水占据,因水不为外力所压缩,此时,土的干容重又随含水量增大而降低。路基填方施工试验表明,在最佳含水量状态压实的土,密实度最好,土粒排列最稳定,饱和后的强度降低值最小,因此,在最佳含水量压实的土体,其强度和水稳性最好。

由此得出,含水量是影响压实效果的首位重要因素,在同等情况下,最佳含水时最易获得最佳压实效果,压实到最佳密实度的土,其水稳性最好。

1.3压实厚度的影响

在距表面不同深度处,压实效果有明显差异,压实度随深度递减,表层最高 5cm,不同压实机具的有效压实深度也不相同。根据压实工具类型,土质及路基压实度的要求,路基压实层厚度有具体规定,即最大松铺及最小松铺碾压厚度的控制。这说明压实厚度也是影响路基压实度的主要因素。

1.4 地基或下承层强度对压实的影响。在填筑路堤时,必须先碾压地基即清场,使其达到足够的压实度和强度。若地基比较软,应先利用石灰或固化剂处理地基,或者先将地基用砂、砂砾土或其他类似的材料换填1~3层,进行适当碾压后再进行填土。试验证实:用相同的压实机械和压实方法时,如土基强度高,碾压层的密实度就越大,反之,碾压层的密实度就越小。

1.5 碾压遍数压实的影响。碾压遍数与压实效果曲线表明:同一种填料的最佳含水量随功能的增大而减小,最大干密度则随功能的增大而提高;在相同含水量的条件下,遍数越高,填料密实度越高。增加碾压遍数,可以提高路基强度或降低最佳含水量。但遍数增加到一定限度以上,效果提高愈为缓慢,甚至造成翻浆。

2 路基压实度控制方法

2.1 路基填土的选择。在路基施工中,如遇土质不良,很难达到压实度标准。所以,一切路基填土都必须经过试验。影响路基压实效果的因素有内因和外因。内因指土质和湿度,外因指压实功能(如机械性能,压实时间与速度,土层厚度)及压实时的外界自然和人为的因素。土质对压实效果的影响很大,砂性土的压实效果优于粘性土,因此施工中要选好土质。路基施工易破坏土体的天然状态,致使结构松散,颗粒重新组合。

2.2 土的含水量控制。根据路基压实机理,土的最大干密度随着含水量的变化而变化。土在最佳含水量时进行碾压才能达到最大密实度,在分段分层填筑时,采用同一料场的料源,并且尽可能地在短时间内集中填料,这样就能够使一个工作段的填料的含水量基本一致。在路基填土压实过程中,在碾压前取样测定填料的含水量,达到或接近最佳含水量时进行碾压。含水量过小或过大时,现场技术人员应调整摊铺材料的含水量,加水或翻晒。

2.3 合理选用压实机具。填方作业应分层平行摊铺,每层松铺厚度应根据试验路段确定的填土厚度、松铺系数、并且按施工规范规定最大松铺厚度不应超过30cm,填筑至路床顶面最后一层的最小厚度,不应小于8cm原则,分层铺筑压实。施工中碾压工作尽采用重型压实机具进行施工,对于同一类土来说,采用轻型压实所得出的最大干密度较采用重型压实得到的最大干密度小,现行普遍采用的重型压实所相匹配的压实机械如50T震动压路机,每层压实厚度不超过30cm,而采用吨位更大的压实机械时,它的压实功可以增加,而其所能达到的压实度可以进一步提高。

在填筑材料处于或略高于最佳含水量时,碾压层厚度必须与所用压实机械的功能相适应。当材料分层较厚时,低功能压路机的能量不能达到分层底部,经压实的只是在分层表面结成一层硬壳,而分层深部密实程度则达不到压实度的要求,留下一个松散的层次,造成质量隐患。不同压路机的分层碾压厚度必须通过施工现场的碾压试验和分层测定压实度来确定。施工经验表明,在施工设备等满足条件的情况下,最经济的松铺厚度为30cm。

在确定了材料最大松铺厚度以后,很多人都认为碾压层的松铺厚度越小,碾压层最终所得压实度越高,但实践证明这种想法是不正确的。碾压层厚度较小时,路基的整体性则更差,即相邻碾压层间的结合能力差。特别是在路基填筑至路床顶面最后一层时,如果碾压层过薄,则路基整体与路面结构层的连接就会很差。另外,如果压实厚度太小,压实功会过度传递到下承层,破坏下承层的整体性,导致下承层强度降低。因此,最小松铺厚度也应该进行严格控制。实践证明,松铺厚度最小不要低于12cm,即压实厚度不能低于8cm。

2.4 碾压过程中的控制。一般在碾压过程中采用“先轻后重”“、先慢后快”“、先边缘后中间”方法碾压。碾压速度控制在 1.5~2.5km/h,遍数控制在 4~6 遍。在施工现场应当根据压路机轮迹搭接处的高差不超过5cm。再次检测压实度是否达到设计要求,来确定是否需要停止碾压。

2.5 加强现场检测控制。在压实过程中,为保证压实质量,施工现场自检人员应边施工边检查压实度以便及时调整。当压实干密度远远大于要求值时,表明压实度过度或土质发生了变化;当压实干密度小于要求值时,表明压实度不够。针对这些情况要找出原因并及采取措施以达到要求的压实度。如改变碾压工艺、增加压实机械的重量或重新做准击实试验等。每一压实层均应检验压实度,合格后方可填筑下一层。

3.结语

压实度达不到设计及规范要求,是路基使用状况差,通行能力差,交通事故多的主要原因。公路路基压实度是保证路面质量的基础,路基施工的质量如何、是否稳定,主要体现在压实度上,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。公路路基的压实度达到设计及规范要求,是公路施工的重要工序,也是达到有关公路施工的国家标准,实现高等级公路使用寿命和服务质量的重要保证之一。

参考文献

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