本科毕业论文---农村公路路基压实过程质量控制方法研究.doc

继续教育学院 毕业论文题目： 农村公路路基压实度质量控制方法研究学生姓名： 邓旭考 籍 号： 921714100052班 级: 海南自考专 业： 建筑工程指导教师： 刘力201 年 月农村公路路基压实度质量控制方法研究 学 生 姓 名： 邓旭 考 籍 号： 921714100052 站 点： 湖南电子科技 指 导 教 师： 刘力 完 成 日 期： 2015年6月 农村公路路基压实度质量控制方法研究摘要 路基压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一，是填土工程质量控制的重要指标,表征现场压实后的密度状况，压实度越高，密度越大，材料整体性能越好。 本文具体介绍了路基压实的意义、作用及影响压实度的主要因素,提出了解决此问题的具体控制方法,即确定不同种类填土最大干密度和最佳含水量,控制填土含水量,分层填筑、分层压实,全宽填筑、全宽碾压,加强测试检验及压实控制等,保证道路的整体强度及稳定性,从而保证压实度真正具有“有效性”。 关键词:农村公路；路基压实；均匀性；施工工艺；路面结构质量控制 目 录1 绪论11.1 课题研究背景11.2 课题研究方法11.3 本课题的任务和目标12 路基的压实22.1 土基压实度的意义和作用 22.2.3 压实功能 32.2.4 压实机具和方法33 填方铺筑压实的控制43.1 确定不同种类填土最大干密度和最佳含水量 43.2 检查控制填土含水量43.3 分层填筑,分层压实,控制厚度均匀性分析 53.6 现场压实质量的检测评定.64 结语8参考文献9致谢10附录111 绪论1.1 课题研究背景 近年新建和改建的县乡级公路,存在路面过早破坏的现象。如有的路段,使用不到1年,路面破坏近20%,在我认为:路基压实度不足是影响公路质量的主要原因,而路基压实度不足的主要原因是质量控制方法及其管理不当的问题。 路面一旦出现病害,维修起来不但费时费力,而且会影响公路的正常使用,所以对于县乡级水泥混泥土路面的各种病害以预防为主.为了有效预防病害的发生,必须深入研究各种病害的形成机理,预防措施及处治方法,从而为在设计,施工和管理养护等环节中尽可能消除病害隐患提供理论支持,制定出一套合理切实可行有效的路基压实度质量控制施工工艺模型来.1.2 课题研究方法 研究主要采用理论分析和现场实验研究相结合,互为补充的方法.一方面通过理论分析,在新施工理念的基础上,针对产生路基压实度不足的各种原因,从各个环节入手研究并设计合理的路基压实度质量控制施工工艺模型;另一方面,根据从理论的施工工艺检测,进一步验证和完善各关键技术,得出现场施工工艺指导准则,为施工技术应用提供依据.1.3 本课题的任务和目标 本课题具体研究的的目的在于:通过农村公路路面存在过早破坏的现象,分析其产生的原因:路基压实度不足,并针对影响路基压实度不足的各种原因进行系统而全面的分析,系统解决填方路基在压实度质量控制过程中的技术问题,寻求控制与预防的措施,总结出一套有效合理的路基压实度质量控制施工方法,确保路面质量,延长农村公路使命寿命的目的. 本论文主要由以下内容组成: (1) 阐述路基压实度在公路中的意义和作用,分析出影响路基压实度不足的主要因素; (2) 针对产生路基压实度不足的各种原因,研究出有效可行的路基压实度质量控制方法.2 路基的压实2.1 土基压实度的意义和作用 路基施工破坏了土体的天然状态,只是其结构松散,颗粒重新组合,路基的压实使土的密度提高,强度大大增强,使土基的塑性变形明显减小,使土的透水性降低,毛细上升高度减少,防止了水分积聚和浸蚀而导致的土基软化,或因冻胀而引起的不均匀变形,从而提高了路基的强度和水温稳定性,因此,路基的压实工作是路基施工过程中的一个重要工序,是提高路基强度与稳定性的根本技术措施之一. 压实是改善土体工程性质的一种经济合理措施。相同的路基路面材料在不均匀的压实作用下可形成不同的物理力学指标,在道路结构工作寿命期间发生着向不良状态发展的动态变化,易导致各类道路病害现象,这反映出道路结构的稳定性与耐久性受压实合理性的控制。在路基顶面以下50cm深度范围,必须严格进行压实度控制,其中最小压实度控制,是检验压实工作有效性的限度,即要求不均匀的压实度,均不能低于最小压实标准,欲获得均匀合理的压实度必须采用合适的压实含水量及科学的拌和方法,碾压方法等。 2.2 影响压实的主要因素 2.2.1 含水量分析 土壤含水量对压实效果的影响比较显着。当含水量较小时,由于粒间引力使土壤保持着比较疏松的状态或凝聚结构,土壤中空隙大都互相连通,水少而气多,在一定的外部压实功能作用下,虽然土壤空隙中气体易被排出,密度可以增大,但由于水膜润滑作用不明显以及外部功能不足以克服粒间引力,土粒相对移动不容易,因此压实效果比较差;含水量逐渐增大时,水膜变厚,引力缩小,水膜起润滑作用,外部压实功能容易使土体相对移动,压实效果渐佳;土中含水量过大时,空隙中出现了自由水,压实不能使气体排出,压实功能的一部分被自由水所抵消,减小了有效压力,压实效果反而降低。然而,含水量较小时,土粒间引力较大,虽然干密度较小,但其强度可能比最佳含水量时还要高。可是此时因密实度较低,空隙多,一经饱水,其强度会急剧下降。因此,在最佳含水量情况下压实的土水稳性最好。 2.2.2 不同的土质影响土基的压实 在同一压实功能作用下,含粗粒越多的土,其最大干密度越大,而最佳含水量越小,有关试验数据表明,不同的土质有不同的与,具体参考图表2-1的关系曲线。 不同掺量稳定土的对照试验结果表明:外掺料所含比例的变化,对稳定土的物理力学性能有很大的影响。施工中可用单位面积定量上应当足以保证大致均匀,特别是利用拖拉机牵引铧犁多次翻拌,稳定土拌和机拌和时,其强制破碎拌和作用及大面积连续作业,可使均匀度达到很高水平。实际施工中采用计算单位面积上所用外掺剂质量或体积,按所计算数量布料的方法进行控制。厂办法施工稳定土的均匀度能得到较好保证,路拌法施工虽然强制破碎拌和作用以大面积连续作业可使均匀度达到很高水平,但人为影响较大。一般存在两种可能,拌和深度浅,土料在稳定土中含量过高;拌和深度过大,使应有的素土层之外的土料掺入而降低了外掺剂剂量。但前者危害性大,因为素土夹层完全不具有稳定土的水稳性,并形成结层中的一个弱薄层。控制犁拌深度时必须遵循“宁深勿浅”原则,并控制外掺剂剂量。 2.2.3 压实功能 同一类土,其最佳含水量随压实功能的加大而减小,而最大干密度则随压实功能的加大而增大。当土偏干时,增加压实功能对提高干密度的影响较大,偏湿时则收效甚微。故对偏湿的土企图通过加大压实功能的办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。另外,当压实功能加大到一定程度后,对最佳含水量的减少和最大干密度的提高都不明显,这就是说单纯用增大压实功能来提高土的密度未必合算,压实功能过大还会破坏土体结构,效果适得其反。 2.2.4 压实机具和方法压实机具不同,压力传布的有效深度也不同;压实机具质量及作用的时间也影响着压实效果;同时,在相同土质和相同压实机具条件下,压实效果随着压实机具辗压速度的增加而呈现效果越差的趋势。 2.2.5 压实土的厚度 在相同土质和相同压实功能的条件下,压实效果随压实厚度的递增而减弱。试验证明,表层压实效果最佳,越到下面压实效果逐渐减小。因此,对不同压实机械和不同的土质压实时控制的厚度不同。 综上所述,在土基压实施工中,必须控制土的含水量在最佳含水量范围内,根据土质和压实机具的功能,确定合适的分层辗压厚度和次数以及辗压机具的行驶速度以获得最佳的压实效果。3 填方铺筑压实的控制3.1 确定不同种类填土最大干密度和最佳含水量 用于填筑路基的沿线土石材料,其性质往往有较大的变化。在路基填筑施工前,必须对主要取土场采集代表性土样,进行土工试验,用规定方法求得各个土场土样的最大干密度和最佳含水量,以便指导路基土的施工。 因此在实际工作中采用平行试验,以求得精确的最大干密度与最佳含水量,试验操作如下: （1）从现场取回有代表性的土样,注明代表地段,将土样按四分法分成56份,初测其天然含水量,用喷雾器洒水,控制加水量,使含水量至少有两个大于,两个小于最佳含水量,充分拌和密闭闷2448h 。 （2）将每份土样分5层击实每层击59次,称出击实土筒土样重,查击实筒体积 计算出土样湿密度。 （3）用铝盒分别取两个击简土样,测量土样含水量,计算含水量平均值面,从而计算出该土样的干密度。 （4）用同样方法,对每份土样进行以上试验,从而得到不同含水量相应的干密度。 3.2 检查控制填土含水量 由于含水量是影响路基土压实效果的主要因素,故需检测欲填入路基中的土的含水量。用透水性不良的土做填料时,应控制其含水量在最佳含水量的2%之内。 （1）土是由固体的矿物颗粒,水和空气组成的三相体,当周围条件如压力温 度发生变化时,三相之间的比例关系和相互作用,决定了土的物理性质 。 （2）土的含水量是指土在100105下烘至恒重时所失去的水分重量与达 到恒重时干土重的比值。在实际工作中，宜采用烘箱烘干法，其原因：一是可以选择较多土样,避免土样不均匀造成误差;二是避免有机质燃烧造成误差.工地上常用铝饭盒取代小铝盒测试;检测时,采用现场取样后先称好湿土重，密封好并做好记录,带回到试验室再进行烘干,得到较为准确的含水量。 3.3 分层填筑,分层压实,控制厚度均匀性分析 关于道路结构压实度与结构层厚度的均匀性,应由压实效果及其产生的影响来评价,这实际上反映结构层的板体作用大小对道路整体形变与稳定性的影响,尤其粉性土质对水的抗侵蚀能力低,只有具备相当理想的压实度和良好的整体板体性后才得以稳定,才能实现对地表水的防渗封闭和对地下水的隔断作用,否则,某一局部强度不足,将扩至一片到整个道路产生破坏。 3.4 全宽填筑,全宽碾压 填筑路基时,应要求从基底开始在路基全宽范围内分层向上填土和碾压,尤其应注意路堤的边缘部分。路堤边缘往往压实不到,处于松散状态,雨后容易滑坍,故两侧可采取宽填4050cm,压实工作完成后再按设计宽度和坡度予以刷齐整平。 3.5 轻重型击实标准和试验检测方法 由轻型击实与重型击实对同一配比试件试验结果表明:试件的物理力学指标在不同的击实标准下产生大幅度变化,即在重复荷载交通情况下,轻型击实会造成产生较大残留变形的条件,同时,相应压实功能和遍数的不均匀易形成不同的压实效果,导致道路结构工作寿命中,可能出现严重的不平整度的变化是必然的。反之,若以重型击实标准控制压实度,可将此类影响降低到最小限度。 标准击实试验分为重型和轻型两种标准击实试验,我国主要采用重型击实试验标准,填土路堤,零填及路堑路床的压实标准按(3-1表)规定填挖类型路面底面以下深度/cm压实度(%)高速公路,一级公路二级公路三,四级公路填方路基上路床0-30cm下路床30-80cm上路床80-150cm下路床150cm以下零填及路堑路床0-30cm30-80cm-注:1表列数值系按,(JTG E402007中重型击实试验法求得的最大干密度的压实度.2 当三四级公路铺筑高级路面时,其压实度应采用二级公路的规定值.3 路堤采用特殊填料或处于特殊气候地区时,压实度标准可根据试验的论证在保证路基强度要求的前提下适当降低.3.6 现场压实质量的检测评定. 利用压实度的平均值的下置信界限来评定现场压实度,这个方法就是利用具有一定保证率的压实度进行现场评定,也就是利用其单边置信界区: (1) 式中为现场测得的平均压实度;为有关标准中规定的压实度;S为现场测得 的压实度均方差; 为与要求的保证率或置信水平有关的系数,一般可以 取置信水平为95,有表可查;n为现场测量压实度的次数。实验表明.采用数理统计法来评定现场压实度更趋合理,故199年7月新颁 (JTJ 07198)标准引进了极值概念,说明采用数理统汁方法的评定标准较为科学合理.综上所述,在路基施工中必须控制压实度以确保工程质量,而同样重要的是在施工各个环节的工艺方法上应从均匀性的角度出发予以精心处置,填筑路基时,应分层碾压并分层检查压实,并要求填土层压实度达到要求后方能允许填筑上一层填土,只有分层控制填土的压实度,才能保证全深度范围内的压实质量。这是形成道路良好使用品质的必要保证。所以,压实度的均匀性控制不能单纯地理解为对压实过程的控制,这是一个系统工程,应在进行科学分析后,采取合理措施加以解决,使公路质量得以进一步提高。4 结语 到此为止，在自己一个星期的努力后顺利完成了农村公路路基压实度质量控制方法的研究。从刚开始对路基压实只有一点感性认识到现在有较为详细的知识系统网络,说明有了较为深刻的领会，同时对路基压实度质量的评定方式也有了较为清楚的认识。 在本次课题研究中，要用到许多基础理论，由于有些知识已经遗忘，这使我们要重新温已学知识.同时，由于设计的需要，要查阅并收集大量关于公路工程施工技术方面的文献，进而对这些文献进行分析和总结，这些都提高了我们对于专业知识的综合运用能力和分析解决实际问题的能力。通过本次课题研究还使我更深切地感受到了团队的力量，在与同学们的讨论中发现问题并及时解决问题，这些使我们相互之间的沟通协调能力得到了提高，团队合作精神也得到了增强。可以说，此次实训也检验了我们的综合素质和实际能力。 虽然本次设计我很努力去做，但还是存在一些不足： （1）我对公路工程施工技术理论方面的知识还没有十分扎实。 （2）对路基施工流程把握不准，其主要原因是对公路工程现场施工的了解不足没有在真正地实践，一些细节部分没有掌握好。 因此，在以后的学习工作中，我要从以下方面来提高自己，解决设计中存在的问题。多学习相关的知识，关注前沿的科学技术，拓宽知识面，尽量进行实践，使自己考虑问题能够更全面；了解和熟悉公路工程施工技术，以便设计时能够在保证成本的前提下，较好地利用其本身。参考文献 ,仇益梅主编,机械工业出版社,2010年. ,(JTGF80-1-2004),人民交通出版社,2004年2月. ,(JTG-F10-2006),人民交通出版社,2004年2月. ,(JTG D302004),人民交通出版社,2005年4月. ,(JTG E402007,中华人民共和国交通部颁布,人民交通出版社,2009年3月. ,黎霞 李宇峙 主编,人民交通出版社,1999年 杨永英,农村公路路基压实度质量控制方法,(兰州公路建设管理处,甘肃兰州, 730000),杂志,2009年第八期闾开军,胡晓东, 高等级公路路基现场压实度检测及评定方法分析,(长沙变通学院 交通设计研究所 ，湖南长沙410076) ,文章编号：16712668(2001)060 0 210 3 致谢 为期一个星期的公路工程施工技术实训结束了，在此之际我要衷心的感谢在设计过程中一直帮助我支持我的老师。 我要感谢指导老师,还有在整个设计期间给予我极大关心和帮助的各位同学们。正是在他们的指导下，才使我的实训能够顺利完成，再次向他表示感谢。特别是老师严谨的治学态度，渊博的专业知识，诲人不倦教学精神，在学术上和为人上都是我的楷模和榜样。 结束代表着新的开始，新的征程，本次的课程实训将会成为我今后工作，学习生活中的一份坚实的基础和保证。从中吸取的经验教训也将成为我们在今后生活道路上的一笔财富，挫折永远是前进道路上所必须面对的，相信我们的未来会走的更好，也可以让大学的老师放心。真心的感谢在大学帮助我的老师，再次感谢你们！附录湖南电子科技职业技术学院学术论文原创性申明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果.除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品.本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担.论文作者：邓旭 班 级：建筑G31303班 日 期：2015年06月9日10