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谈公路路基压实度的影响因素及控制措施

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摘要文章简要说明路基在公路工程中具有的作用,进而对路基的重要影响因素压实度及如何有效控制压实度进行了详述,目的是为了保证路基的强度及稳定性。

关键词路基压实度 影响因素控制措施

中图分类号: U213.1 文献标识码: A

1引言

路基是公路工程中的重要组成部分,是路面结构的基础。在路基工作区深度范围内,它不仅承受着本身土体和路面结构的重量,同时还承受着由路面传递下来的行车荷载,因此路基的强度和稳定性是保证路面结构强度和稳定性的基本条件。

2影响路基压实效果的诸多因素

影响路基压实效果的因素有很多,有内因也有外因,但与施工因素有关的主要有以下几个方面:

2.1 含水量对路基压实过程的影响

碾压路基时只有需要克服土颗粒间的内摩阻力和粘结力,才能使土颗粒产生位移并相互靠近。土的内摩阻力和粘结力是随着密实度变大而增加的,土的含水量越小时,土颗粒间的内摩阻力越大,当压实到一定程度后,某一压实功不能克服土颗粒间的抗力,压实所得的干密度小。当含水量增加时,水在土颗粒间起作用,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。在这个过程中,单位土体积中空气的体积逐渐减小,而固体体积和水的体积逐渐增加,当土的含水量达到某一限度后,虽然内摩阻力还在减小,但单位土体中空气的体积已压缩到最小限度,而水的体积不断增加,由于水是不可压缩的,因此在同一压实功下,土的干密度反而逐渐减小,土只有在某一含水量(最佳含水率)下,干密度达到最大值(最大干密度)。因此,在施工作业中,新卸填土应当立即推平压实。

2.2 土的性质对路基压实的影响

不同土质的压实性能差别较大,一般来说,非黏性土的压实效果较好,而且最佳含水率较小、最大干密度较大,在静力作用下,压缩性较小,在动力作用下,特别是在振动作用下很容易被压实。黏质土、粉质土等分散性土的压实效果较差,主要是由于这些细分散性的土颗粒的比表面大、黏聚力大、土粒表面水膜需水大,最佳含水率偏高,而最大干密度反而偏小。具体压实性能差别见图1。

(图1)

2.3碾压遍数对路基压实的影响

压实功能对压实效果的影响,是除含水量外的另一重要因素。压实功能与压实效果曲线表明:同一种土的最佳含水量随功能的增大而减小,最大干容重则随功能的增大而提高;在相同含水量的条件下,功能越高,土基密实度越高。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。

2.4 压实机具对路基压实的影响

压实机械对一定含水量下的路基土和路面材料的压实状态有很大影响。使用轻型压路机只能得到较小的密实度,而使用重型压路机可以得到较大的密实度,振动压路机比相同重量的普通钢轮压路机的压实效果好得多。根据土质的不同,选择不同的压路机。轻型和中型光面钢轮压路机可用作预压,普通的中型光面钢轮压路机更适宜于压实低粘性土和非粘性土,重型光面钢轮压路机可压实粘性大的土,振动式压路机适宜压实粘性小的土、砂砾土、砾石料、碎石混合料及各种结合料处治级配等。

3路基压实度的控制措施

近几年来由于交通车流量逐渐增大,并且车辆荷载也在无限制的加重,导致许多道路工程刚刚新、改建通车运行后,就出现大面积的破损,其中破损主要以翻浆和沉陷为主。实践证明,道路工程在新、改建施工过程中对路基压实度的控制做的不够理想,针对目前道路工程的实际情况,施工时应该高度重视路基压实度的检测与控制,控制措施如下:

3.1 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。它是计算土的干密度、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。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。因为施工试验表明,同一种土的最佳含水量随压实功的增加而减小,而最佳密实度随压实功的增加而增大,但使用此方法时要注意,增加压实功时,压强不能超过土的强度极限,否则会立即引起土基塑性破坏。因此施工中,最好采用按标准击实试验确定的最佳含水量来控制。

3.2 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。总之,不论采用何土质,必须要做土的塑性指标,即液限大于50,塑性指数大于26的土不得直接作为路基填料,同时对已满足液限塑性后的土石最大粒径也是要严格控制的指标,《规范》规定填料最大粒径为15cm,但施工实践表明可视压实厚度来控制,即最大粒径不能大于压实层厚的2/3也可以满足。对淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐植物质的土是禁止使用的。

3.3 压实厚度的控制

路基规范中规定,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。我认为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。至于铺筑厚度的确定《规范》规定,分层的最大松铺厚一般宜在30cm~50cm间,按土质类别,压实机具的功能,碾压遍数等具体由试验确定。一般情况采用12t~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8~10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。施工表明,最好按松铺厚度30cm进行铺筑,以确保压实层的匀质性。

3.4 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,向外侧进行。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12t~15t振动压路机振动碾压6~7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结论

总之,路基压实的意义非常重大。在具体施工中,理论知识与实践操作应该良好结合,由每条路线的不同情况,在严格按照规范要求施工的同时,充分做好试验路段,为路基施工提供详实而又有说服力的数据。

参考文献

[1] 主编严家及道路建筑材料北京人民交通出版社2001

[2] 主编杨渡军公路施工技术北京人民交通出版社2007