路基压实度分析与控制

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【摘 要】在高等级公路施工中,路基施工质量好坏直接影响到整个高速公路的质量，其中，路基压实度质量的控制是极为重要的。本文分析研究了路基压实度的影响因素，旨在提高路基压实度，保证路基的压实度达到设计和规范要求。

【关键字】公路；路基；质量；压实度

引言

在高等级公路施工中,路基压实度质量的控制是极为重要的。压实度不达标是造成路面破损、使用状况差、通行能力差、交通事故多的主要原因。如何达到规范要求的施工压实标准,克服由于压实因素带来的不均匀沉降现象,是公路路基工程施工中亟待解决的问题。本文就影响路基压实度的因素：填土的好坏、地基处理、含水量控制、松铺厚度以及施工机械设备的配套情况等进行分析说明。

1 路基压实度控制的依据

在进行路基施工时, 应对填土的密实度和含水量进行现场控制。如已知土的最大密实度, 利用式(1) 即可求得不同压实度时要求填土达到的密实度,并以此来控制和检验人工或机械压实填土是否达到设计要求。检验路基填土的密实度和含水量可用湿度密度仪。

K = R / r

式中: K ——压实度(或压实系数) ；

r —— 按标准压实法所得的土最大密实度；

R ——路基填土实际达到的密实度。

据我国内外工程技术组用轻型和重型两种击实法对几种土进行对比实验的结果, 得知重型比轻型击实试验所得之结果, 最大干密度C0 平均提高约9. 9 % , 而最佳含水量平均降低约3. 5 % (绝对值)。其他类似的多种试验结果, 均得到相同的结论, 即击实功能愈大, 土的最佳含水量愈小, 而最大干密度及强度愈高。同时还得知, 采用重型击实标准后, 土基压实度至少可增加6 % , 而土基的强度可以提高32 % 以上。

一般情况下, 采用轻型击实标准时, 土的最佳含水量(w) 对于黏性(塑性) 土约相当于塑性限度的含水量。对于非黏性土则约相当于液体限度含水量的0.65倍

2 路基压实度的影响因素及控制方法

2.1 路基填土的选择

在路基施工中, 如果土质不良, 即使松铺厚度适中, 碾压合乎规范, 仍然很难达到压实度标准。所以,路基填土必须经过试验。我公司在原太高速公路的施工中, 路基填土普遍采用粗粒土, 这种土的级配良好, 加之本身的性质, 一般只要机械碾压合理、松铺厚度适中, 比较容易达到规范的要求。

路基填料一般应采用砂砾及塑性指数和含水量符合规范的土,不使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖质的土。对于液限WL > 50 %、塑性指数IP > 26 的土,一般不宜作为路基填土,特殊情况下必须使用时,应进行如下处理:

（1）控制最佳含水量,保证土料在最佳含水量下达到最佳压实度。若土质含水量特别大,可通过翻晒使其达到最佳含水量。

（2）掺外加剂改良。对含水量大、塑性高的土或强度不足的其他材料(如含有大量细粒砂的砂质土)来说,可掺入石灰、水泥工业废料或其他材料的稳定剂,对土质进行改良,使其达到填土要求。

（3）当采用不同土质的土填筑路基时,应采取相应的控制措施。

2.2 土的含水量

碾压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的增加而增大的。当土的含水量小时,土颗粒间的内摩阻力大,压实到一定程度后,某一定值的压实功不能克服土颗粒间的抗力,压实所得到的土干密度较小；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,在同样的压实功下可以得到较大的干密度。在整个压实过程中,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定值时,虽然内摩阻力还在减小,但单位土体积中空气的体积已被压缩到最小限度,而水的体积不断增加,由于水是不可压缩的,在同一压实功下,土的干密度反而逐渐减小。只有当土的含水量为某一定值时,才能被压实到最大干密度,此时土的含水量称为最佳含水量。

土的最佳含水量是由土的击实试验确定的。含水量的大小直接影响着土的压实度, 含水量越大, 干密度越小。在施工中, 将含水量控制在与最佳含水量相差正负2 % 的范围内, 压实效果比较理想。

2.3 松铺厚度

为保证路基的强度和稳定性, 使路面有一个必要的稳固土基, 在填筑土质路堤时, 应将填土分层压实。在松散的黄土地区或其他松散土的挖方路段, 也应进行压实。《公路路基施工技术规范》中明确要求必须根据道路的设计断面分层填筑、分层压实。采用机械压实时, 分层的最大松铺厚度, 高速公路和一级公路不应超过30 cm。其他公路按土质类别、压实机具功能, 碾压遍数等, 经过试验确定, 但最大松铺厚度不宜超过50 cm。在路基施工中, 填土的松铺厚度往往不被施工单位重视, 过厚碾压的现象普遍存在。由于超厚填土, 造成虽然路基填土上层符合要求, 但开挖后下层仍比较松散, 这就为以后路基的稳定埋下隐患。原太高速公路填筑路基的材料为粗粒土, 采用核子密度仪检测、灌砂法经常性对比, 在作压实度检测时, 要求探杆探头或取样深度必须达到下层的顶部, 这样就避免了上述情况的发生。另外, 路基填土也不宜过薄, 填土厚度不应小于15 cm。

2.4 碾压过程的控制

由于高速公路路基压实度高于一般公路, 所以对碾压过程的控制就更加严格。一般在碾压过程中采用先轻后重、先静后动、先外侧后中间的碾压方法。碾压速度控制在1. 5 km /h～ 2. 5 km/h , 碾压遍数控制在4 遍～ 6 遍。例如, 我们在某高速公路施工时的碾压机械组合为: YX14B 振动压路机静压1 遍, 1 档, 1. 5 km/h～ 1. 7 km/h, YZT 16 拖式羊角碾振压2 遍, 2 档, 2.0 km/h～ 2. 5 km/h , 再用YZ14B 振动压路机静压1 遍。碾压完毕后经随机检查15 个点, 压实度最高为98. 0 % , 最低为91. 5 %,平均压实度为93. 7 %> 90. 0 %, 符合要求。

3 总结

公路路基的压实并达到合理的密实度，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。充分压实可以发挥路基土的强度，减少路基在行车荷载作用下产生的永久变形，，增强道路的使用性能和延长道路的使用寿命。通过以上内容飞的分析可以看出, 为确保路基压实度达到要求, 应从以下几个方面入手:

（1）根据本地气候特点选择合理的施工季节。

（2）因地制宜,在不增加工程投资的情况下采用级配好的填料。

（3）对待用的路基填料进行试验,选用最佳含水量的填料。

（4）严格控制填料松铺的厚度。

（5）合理地选择碾压机械,严格控制碾压顺序和碾压速度。

参考文献:

[1]黄嘉卫.公路路基施工的压实控制探讨[J]. 山西建筑，2010.1.

[2]蒋俊山，张金彦.《路基施工的探讨》[J].黑龙江交通科技，2009（12）