试论路基压实度的控制

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1摘要压实度的控制是道路质量得以保障的重要一环,本文从路基的压实,沥青混合土路面的压实以及对压实程度的检测的方法和主要问题三方面入手。对路基路面的压实从压实机理,影响压实的因素和控制条件作为基础展开讨论,比较每个控制条件的对压实的好坏影响,从而得出控制压实的好方法。谈控制就得有准确的评价标准,有了正确的的评价才可能提高,为此还作了常用压实检测方法的重点整合和关键注意问题的论述。第一章(路基)2路基压实机理不同的土质其化学成分和物理性质都可能存在着一定的差异对特殊路段加强检测,提高试验频率,遵循规范的要求,取得了很好效果,早通常情况下对路基进行碾压时,产生的物理现象有:使大小块重新排列,和互相靠近。使担搁土颗粒重新排列和互相靠近,使小颗粒进入大的颗粒中,多种路基结构层材料通常主要是由各种不同粒径的单位粒径组成的,在碾压过程中,主要发生的想象是重新排列,互相靠近和小颗粒进入大颗粒的空隙中,产生这些不同物理想象的结果是增加单位体积内固体颗粒的数量,减少空隙率,这个过程称做压实。3影响压实度的因素在公路施工中,影响路基压实度的因素有:不良地质条件和气候的影响,填土材料的好坏、软基处理基不当、含水量的控制、松铺厚度以及施工机械设备的配套情况,人为因素的影响等,下面结合沿海高速深入的探讨压实的影响因素和处理措施。3.1不良地质条件和气候的影响气候因素影响着路基施工的质量,不同地区应根据本地气候特点选择合理的施工季节。如多雨地区,路基填土含水量受地下水的影响较大,很难控制。但有时为了施工进度的需要,大多施工期赶在雨季,势必影响道路的施工质量。因此一定要做好路基排水系统,保证路基稳定。路堑挖方段尤其要做好纵向临时排水系统,减小雨水和边坡浸出的水对路基的损害。同时也利于雨后能及时复工,提高工作效率。3.2路基填料的影响我国的地域辽阔、地形复杂,能用于土方路基填筑的自然建筑材料大体可分为:粘性土、亚粘性土、粉性土、砂性土、夹石土等,这些自然建筑原材料在性能及其本身的特点不同,施工单位和建设单位又是处于经济效益方面考虑的因素,大多数都是遵循就地取材的原则,来进行公路路基建设。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。均匀颗粒的砂,单一尺寸的砾石和碎石,都很难碾压密实。只有在良好级配的条件下才能达到要求的密实度,也才能满足强度和稳定性的要求。在施工中选材非常重要。下面以本施工段为例,采用砂土,砂土系砂类土中细粒土质砂,其颗粒组成级配交好,易于压实具有足够的内摩擦力,又有一定的粘结性,遇水干的快不膨胀,干时扬尘少,为填筑路基的良好材料。选用适宜的路基填料,把好填料关,有针对性的实施填料的管理。作到对号入座。做好开工前的各项准备工作。一般土都可以做为路基用土。但选择水稳性能好、干密度大、承载能力高的砾石类土填筑最为适宜。土质应均匀一致,不得混杂。路面底面以下50cm范围内填料最大粒径不得超过10cm,其余的也不应超出设计要求。填筑时要剔除超大粒径填料,以保证各点密实度均匀一致,必要时可过筛或用人工拣除。3.3土的含水量的影响土的最佳含水量是由击实验确定的。由击实曲线如上图1。可知,严格的控制最佳含水量是关键。但是,不同的土类其最佳含水量和最大干密度也是不同的。一般2粉粒和粘粒含量愈多,土的塑性指数愈大,土的最佳含水量也愈大,同时其最大干密度愈小。因此,一般砂性土的最佳含水量小于粘性土,而砂性土的最大干密度也大于粘性土。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。土的含水量过大,压实度必然小,会造成路基稳定性降低,有时甚至出现弹簧土。含水量过小,难于碾压,压实度也难以达到规范要求。对于偏湿土我们可以采取晾晒方法,使之接近最佳含水量再碾压可取得很好的压实效果,但对于过湿土,在考虑进度的条件下,也可掺入适量石灰处理。对于偏干土我们可以采取增加压路机吨位或增加碾压遍数的办法来进行压实,压实机械增大吨位和增加碾压遍数相当于增加了土的压实功,尽量使土中的空气排出,增加土的颗粒成份,增大干密度。对于土很干的时候可考虑洒水碾压来达到最好压实效果。在试验段路基填筑阶段,填筑的材料为砂土,夏季温度高,水分蒸发严重,运送的路程较长,大量的砂土堆积,无形中水分大量丢失,与实验数据要求相差太大,达不到最佳含水量,影响压实效果。路面不平整,出现轮迹,沙土飞扬等现象。使路基的稳定性大大降低。控制填土含水量,土的含水量对压实效果的影响比较明显。取土场取用的土一般含水量较大,承包人往往用加大压实功能的方法来提高土的密实度是不经济的。若土的含水量过大,此时增大压实功能就会出现“弹簧”现象,必须进行重新处理。这就是说不能单纯用增大压实功能来提高土的密实度。试验证明,当填土含水量与最佳含水量相差在±2%以内时碾压效果最好。下面谈一下施工中现场含水量的控制,在实际工作中重点就是室内所得的最佳含水量可能与现场所用的压路机相差太大。但是一般情况下两者不会有太大的差别,材料的含水量接近压路机的最佳含水量时,需要的压实功小,当采用使用规定的施工方法控制压实时,控制含水量是碾压时的重点,为了保证满意的压实效果,使土在压路机的最佳含水量条件下碾压是及其重要的。3.4松铺厚度的影响为保证路基的强度和稳定性,使路面有一个的稳固土基,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它松散土的挖方路段,也应进行压实。压实土层时,虽然可以减少填土层次急相应的铺层整平与找平工作,但要达到标准的压实度,往往需要碾压很多遍,消耗的单位压实功就增加了见图2。压实的均匀性也差,因此,压实要求高时,压实厚度取小些,较为经济合理。控制压实层厚度,控制住压实层厚度对保证路基压实十分必要。在碾压机械一定的情况下,土层越厚碾压效果越差。不同的土层厚达到规定的压实度所需要的碾压遍数不同,适中的填筑厚度是保证压实度及产生生产效率的重要因素。根据试验,层厚分别为30cm和50cm时,碾压4-6遍,测得压实度相差3%-4%。一般认为,用工地常用的18-25t光轮和22-25t振动压路机时,控制压实厚度不超过20cm,松铺不大于30cm,能提高工作效率,保证填土的压实质量。在路基施工中,填土的松铺厚度往往不被施工单位重视,过厚碾压的现象普通存在。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。图23.5不同压实机械对压实的影响路基工程应采用机械压实。压实机械的选择应根据工程规模、场地大小、填料种类、压实度要求、气候条件、压实机械效率等因素综合考虑确定。碾压质量控制包括选取合适的压路机吨位、型号、压实遍数、压实方法及压实的均匀性等。不同种类的压路机对不同土质的压实有不同效果。振动碾压砂砾土能得到良好的压实效果,而振动碾压粘性土能得到最佳压实效果。同一种型号的压路机对不同土质的压实效果也不一样。这就决定对不同土质,同一压路机碾压采用不同的压实遍数。压实方法对压实效果也有影响,压实均匀性要求控制被碾压路段的压实度一致,不致于出现一部分超密,而另一部分欠密的不均匀现象。填土表面平整性3也是影响压实均匀性的因素之一。3.6碾压过程的控制由于高等级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。碾压速度一般控制在2~4km/h,行驶过慢则生产率;行驶过快则对土的接触时间短,压实效果较差。尤其对压实度要求高及填筑层较厚时,行驶速度更要慢些。碾压开始时宜用慢速,随着土层逐渐密实,速度逐渐提高。压实的单位压力不应超过土的强度极限,否则土体会遭到破坏。第二章(路面)一、沥青混凝土路面压实度的影响因素(一)原材料的影响粗集料和细集料的特性对于路面压实度的影响是显而易见的,如颗粒形状、棱角、吸水率和表面构造等。此外,级配混合料最大集料尺寸、粗集料比例、砂用量、矿粉用量和类型等,对沥青路面的压实度都有直接影响。一般情况下,细级配沥青混凝土极易可塑,难以达到适当的密实度;多砂的混合料在压实作用下趋于推挤也难于压实;均匀级配的混合料比单一尺寸集料级配的混合料较易压实;粗集料比例小的混合料比粗集料比例大的混合料易压实,因为粗集料比例大的沥青混合料,碾压中必须显著增大压实力,才能获得所需的空隙率。(二)温度的影响在高温下紧跟摊铺机碾压是提高碾压效果的重要手段,错过时机将使压实很难进行。在一些施工指南及科研论文中曾指出,在93℃~115℃的温度范围内,沥青混合料施工将难于碾压,此温度范围称为“敏感区”或“不稳定区”。在这一温度范围内,碾压混合料犹如碾压土基含水量过大时的情况一样,尽管不是那么明显。在高温下碾压,沥青结合料像是一种润滑剂,沥青的粘度不足以使变位的集料回到原位,就可以得到压实。温度下降到一定范围,沥青结合料的粘性处于压路机的压力能够使集料位置变化而压路机一离开又足以使变位的集料拉回来,它成了集料内部的橡皮筋,便不能很好压实。在这种情况下,必须改用轮胎压路机碾压,使同一位置的碾压时间延长,并产生搓揉,以达到压实的目的。因此,在温度下降至不稳定区之前必须完成碾压,但是如果在温度下降至不稳区以下,这实际上是利用压路机的压力产生的剪切应力使集料强制变位,而达到稳定和密实状态。显然这对于集料的破碎是十分不利的,应尽可能避免。总之,在不产生严重推移和裂缝的前提下,初压、复压和终压都应在尽可能高的温度下4进行。(三)碾压厚度的影响压实厚度对压实效果的影响是十分显著的。由实测土层不同深度的密实度或压实度可推知:相同压实条件下,密实度沿深度方向呈递减趋势,表层5cm最高。选用的压实工具不同,有效压实深度也会存在差异。大量工程实践表明,碾压应有适当的厚度,碾压层过厚,不仅下层的压实度达不到要求,而且碾压层上层的压实度也会受到不利的影响。路基分层压实的厚度应根据压实工具类型、土质及土基压实的基本要求选取具体数值。(四)摊铺的影响摊铺过程中速度变化将影响摊铺机的自身夯实密度和松铺厚度,松铺厚度不同,混合料的压实系数也会不同,进而造成路面压实不均匀。因此,摊铺过程中的速度控制十分重要,摊铺机应匀速行走。(五)压路机的影响路面碾压是通过压路机振动产生的冲击力来实现压实效果的。压路机对同一表面连续快速地冲击,相同频率的压力穿入材料层内使材料的颗粒发生移动,重新进行排列,从而使之越来越密实。因此,压路机的选择对于保证碾压层混合料达到预定的压实度目标有直接影响。三、沥青混凝土路面压实质量的控制(一)基层表面的清理与检查施工前需清扫路面,以达到干燥、清洁、无松散石料、灰尘与杂质为准。清理宽度应足够宽,距摊铺沥青混凝土面层外边缘不应少于30cm。对局部被水泥等杂物污染或冲刷不掉的路面污染物,应安排专人将其凿除。(二)沥青混合料的拌制与运输如今,拌合设备的自动化程度已比较高,各种控制数据可随时通过操作室的指令进行调整。工地实验室要随时抽检油石比及级配,通常情况下,不能随意调整已调好设备的数据设置。拌和时,沥青的温度宜控制在160℃~170℃的范围内,矿料的进料温度则应控制在175℃~190℃,混合料出厂温度以155℃~170℃为宜。拌合料尽量不使用回收粉尘,用于生产沥青混凝土的矿粉应保持在干燥状态。拌合料应均匀一致,无花白、结团成块现象,严禁不合格的产品出厂。当细集料受雨潮湿使冷料仓供料困难时,需适当调整施工安排。采用自卸汽车运输沥青混凝土,装料前在汽车翻斗内抹一层柴油与水的混合物,防止粘料。装好料后,用保温布覆盖汽车,然后才可以出厂,运输时间不得大于1h。运输过程中,为确保摊铺温度,所有沥青混合料的运输车辆都用油布采用自卸汽车运输沥青混凝土,装料前在汽车翻斗内抹一层柴油与水的混合物,防止粘料。装好料后,用保温布覆盖汽车,然后才可以出厂,运输时间不得大于1h。运输过程中,为确保摊铺温度,所有沥青混合料的运输车辆都用油布覆盖。倒车卸料时,要避免汽车撞击摊铺机,指派专人指挥车辆,在摊铺机前10~30cm处停车,卸料过程中应挂空挡靠摊铺

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