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【摘 要】 为了保证路基的强度和稳定性,降低路基的透水性和减少因冰冻而引起的不均匀变形,并且使路面具有足够的抵抗车辆荷载作用的力学强度和稳定性能,就必须保证路基的压实质量,本文主要就影响路基压实度的因素进行分析,并提出了一些控制方法。
【关键词】 压实度;影响因素;控制
1.前言
路基碾压的过程中,填料的物理变化是填料颗粒的重新排列,即互相靠近的固体小粒径颗粒进入大粒径颗粒间的间隙中。其结果是增加了单位体积内固体颗粒的数量,减少孔隙颗粒间的空隙,通过这个过程提高路基强度和稳定性,实践证明,由于路基压实质量未达到要求就急于铺筑路面,结果是开放交通后在自然因素和车辆荷载作用下,路基产生沉陷变形而导致路面结构破坏,造成极大的浪费。因此路基压实质量是保证道路施工质量的基础和前提。
2.影响因素及控制方法
2.1含水量
含水量是土的一项基本物理指标,反映土的物理状态,含水量的变化会使土的很多力学性质随之而改变。最佳含水量的控制是保证路基压实度的关键。最佳含水量是土的干密度、孔隙率等指标的计算依据。因此在路基施工过程中,在确定取土料场以后,首先要做的就是确定土的最佳含水量。确定最佳含水量的目的是用来指导施工,对高于最佳含水量的填土必须进行晾晒,对低于最佳含水量的土要进行洒水。在取水困难的地区施工时,可采取增加压实功的方法来提高路基的压实度。
试验表明,同一种土的最佳含水量随压实功的增加而减小,压实度则随压实功的增加而增大。但在实际施工中采用此方法时一定要注意:增加压实功时,压强如果超过土的极限强度,就会引起土基的塑性破坏。因此,在实际的施工中,建议采用最佳含水量来控制。在压实的过程中,压实功需要克服土颗粒间的粒结力和内摩阻力,才能使土颗粒互相靠近镶嵌而被压实。土的粒结力和内摩阻力是随土的密实度的增大而增加的。在土的含水量较小的时候,少量的水无法起到润滑作用而使土颗粒间的内摩阻力大,碾压到一定程度时,压实功就无法再克服土颗粒间内摩阻力,土颗粒间的空隙无法继续变小,压实后达不到规定的压实度要求;当土中的含水量逐步增大至最佳含水量时,水在土颗粒之间所起的润滑作用增强,减小了土颗粒间的内摩阻力和粘结力,在压实功的作用下,土颗粒间容易产生位移而相互靠近而镶嵌,压实所得的压密度较大。在土的初始含水量超过最佳含水量一定值时,压实功使单位土体积内的空气体积逐渐减小,而固体体积中水的相对体积逐渐增大。当土中水的相对体积继续增大到超过一定限度后,会出现“翻浆”现象。这就表明压实在最佳含水量+2%时进行压实最为合适,此时的压实效果最好,压实度最高。
2.2压实机械和压实厚度
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。
2.3碾压速度和碾压遍数
碾压速度影响碾压轮对单位面积所作的压实功,因为振动压路机的振动频率是一定的。在碾压遍数相同的情况下,当压路机行驶速度越低时,碾压轮夯砸点的间距越小,碾压轮对单位面积所作的压实功较多。当压路机行驶速度越高时,碾压轮夯砸点的间距越大,单位面积上接收的压实功越小。假定使碾压层达到规定压实度所需的压实能量不变,则碾压速度增大时,碾压遍数也会随着增加。并且碾压速度过快会导致碾压层表面的平整度降低。因此在正式施工前,应该针对具体碾压层所用的材料和所用压实设备,通过铺筑试验路段来选择合理的碾压速度和碾压遍数。
2.4土质的影响
不同性质土的压实性能是不一样的,就填土压实而言,最适宜的是砂砾土、砂土和砂性土。这些土易压实,有足够的稳定性,沉陷小。最难压实的是粘土,在潮湿状态下这种土不稳定,最佳含水量比其他土类大,而最大干密度却较小,但经压实的粘土仍具有良好的不透水性。根据压实试验,在相同的压实功作用下,不同的土类具有不同的最佳含水量和最大干密度。在同一压实功能作用下,含粗颗粒较多的土,其最大干密度越大,而最佳含水量越小,即随着粗粒土增多,其击实曲线的峰点越向左上方移动。在道路施工时,应根据不同取土场的不同土类,分别确定其最大干密度和最佳含水量
2.5下承层的强度
在结构层碾压的过程中,如果下承层没有足够的强度,碾压层就会很难达规定得压实度要求。实践表明,直接铺筑在土基上的同一种级配集料,在采用同样的碾压设备和碾压方法进行碾压时,如果土基的本身的强度越高,碾压层的检测压实度就越大,反之碾压层的检测压实度就越小。这就要求我们在施工过程中,每个层次都必须碾压密实。
3.結束语
公路路基质量施工的好坏将直接影响路面的稳定性,路基压实质量是保证公路施工质量的前提,因此在施工中,要综合把握土质、含水量、压实机械、压实功及压实时外界的自然和人为因素,施工中采取有效的质量控制措施,规范施工,已保证路基的压实质量。
参考文献:
1、《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)
2、《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006)
【关键词】 压实度;影响因素;控制
1.前言
路基碾压的过程中,填料的物理变化是填料颗粒的重新排列,即互相靠近的固体小粒径颗粒进入大粒径颗粒间的间隙中。其结果是增加了单位体积内固体颗粒的数量,减少孔隙颗粒间的空隙,通过这个过程提高路基强度和稳定性,实践证明,由于路基压实质量未达到要求就急于铺筑路面,结果是开放交通后在自然因素和车辆荷载作用下,路基产生沉陷变形而导致路面结构破坏,造成极大的浪费。因此路基压实质量是保证道路施工质量的基础和前提。
2.影响因素及控制方法
2.1含水量
含水量是土的一项基本物理指标,反映土的物理状态,含水量的变化会使土的很多力学性质随之而改变。最佳含水量的控制是保证路基压实度的关键。最佳含水量是土的干密度、孔隙率等指标的计算依据。因此在路基施工过程中,在确定取土料场以后,首先要做的就是确定土的最佳含水量。确定最佳含水量的目的是用来指导施工,对高于最佳含水量的填土必须进行晾晒,对低于最佳含水量的土要进行洒水。在取水困难的地区施工时,可采取增加压实功的方法来提高路基的压实度。
试验表明,同一种土的最佳含水量随压实功的增加而减小,压实度则随压实功的增加而增大。但在实际施工中采用此方法时一定要注意:增加压实功时,压强如果超过土的极限强度,就会引起土基的塑性破坏。因此,在实际的施工中,建议采用最佳含水量来控制。在压实的过程中,压实功需要克服土颗粒间的粒结力和内摩阻力,才能使土颗粒互相靠近镶嵌而被压实。土的粒结力和内摩阻力是随土的密实度的增大而增加的。在土的含水量较小的时候,少量的水无法起到润滑作用而使土颗粒间的内摩阻力大,碾压到一定程度时,压实功就无法再克服土颗粒间内摩阻力,土颗粒间的空隙无法继续变小,压实后达不到规定的压实度要求;当土中的含水量逐步增大至最佳含水量时,水在土颗粒之间所起的润滑作用增强,减小了土颗粒间的内摩阻力和粘结力,在压实功的作用下,土颗粒间容易产生位移而相互靠近而镶嵌,压实所得的压密度较大。在土的初始含水量超过最佳含水量一定值时,压实功使单位土体积内的空气体积逐渐减小,而固体体积中水的相对体积逐渐增大。当土中水的相对体积继续增大到超过一定限度后,会出现“翻浆”现象。这就表明压实在最佳含水量+2%时进行压实最为合适,此时的压实效果最好,压实度最高。
2.2压实机械和压实厚度
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。
2.3碾压速度和碾压遍数
碾压速度影响碾压轮对单位面积所作的压实功,因为振动压路机的振动频率是一定的。在碾压遍数相同的情况下,当压路机行驶速度越低时,碾压轮夯砸点的间距越小,碾压轮对单位面积所作的压实功较多。当压路机行驶速度越高时,碾压轮夯砸点的间距越大,单位面积上接收的压实功越小。假定使碾压层达到规定压实度所需的压实能量不变,则碾压速度增大时,碾压遍数也会随着增加。并且碾压速度过快会导致碾压层表面的平整度降低。因此在正式施工前,应该针对具体碾压层所用的材料和所用压实设备,通过铺筑试验路段来选择合理的碾压速度和碾压遍数。
2.4土质的影响
不同性质土的压实性能是不一样的,就填土压实而言,最适宜的是砂砾土、砂土和砂性土。这些土易压实,有足够的稳定性,沉陷小。最难压实的是粘土,在潮湿状态下这种土不稳定,最佳含水量比其他土类大,而最大干密度却较小,但经压实的粘土仍具有良好的不透水性。根据压实试验,在相同的压实功作用下,不同的土类具有不同的最佳含水量和最大干密度。在同一压实功能作用下,含粗颗粒较多的土,其最大干密度越大,而最佳含水量越小,即随着粗粒土增多,其击实曲线的峰点越向左上方移动。在道路施工时,应根据不同取土场的不同土类,分别确定其最大干密度和最佳含水量
2.5下承层的强度
在结构层碾压的过程中,如果下承层没有足够的强度,碾压层就会很难达规定得压实度要求。实践表明,直接铺筑在土基上的同一种级配集料,在采用同样的碾压设备和碾压方法进行碾压时,如果土基的本身的强度越高,碾压层的检测压实度就越大,反之碾压层的检测压实度就越小。这就要求我们在施工过程中,每个层次都必须碾压密实。
3.結束语
公路路基质量施工的好坏将直接影响路面的稳定性,路基压实质量是保证公路施工质量的前提,因此在施工中,要综合把握土质、含水量、压实机械、压实功及压实时外界的自然和人为因素,施工中采取有效的质量控制措施,规范施工,已保证路基的压实质量。
参考文献:
1、《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)
2、《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006)