路基压实度在施工中的控制.pdf

毕 业 论 文题目：浅谈公路路基压实度的施工控制要点题目：浅谈公路路基压实度的施工控制要点以江阴市海港大道为例以江阴市海港大道为例院系：路桥与港航工程学院专业名称：道路桥梁工程技术班级：112016学号：35姓名：韩旭指导教师：王光平完成时间：2014年5月6日目录目录摘要.1关键词.1前言.11 压实意义及机理.12 压实度的影响因素.12.1 填料对压实度的影响.12.2 含水量对压实度的影 响.22.3 填土厚度对压实度的影响.22.4 压实功能对压实度的影响.32.5 压实 方 式 对 压 实 度 的 影 响.42.6 压 实 机 械 对 压 实 度 的 影 响.52.7 地 基 或 下 承 层 强 度 对 压 实 度 的 影 响.63 路基压实的控制要点.63.1 含水率的控制.63.2 填土厚度的控制.73.3 压实度检测的控制.83.4 压实程序的控制.83.5 压实工作的组织.94 海 港 大 道 路 基 工 程 中 常 见 的 问 题 及 解 决 方 法.9结论.10参考文献.101浅谈公路路基压实度的施工控制要点以江阴市海港大道为例浅谈公路路基压实度的施工控制要点以江阴市海港大道为例摘要：摘要：压实度是评定路基压实质量的重要指标。如何达到设计要求的压实度，保证路基的压实质量，是施工不容忽视的重要问题。在实习过程中，我结合江阴市海港大道的工程实例，研究了影响压实度的主要因素，浅显的谈一下路基压实度在施工过程中的控制要点。关键词：关键词：压实度;含水量；弹簧；施工控制前言：前言：随着国内经济飞速发展，交通工具日益增加，国内对公路的质量要求不断提高。然而，由于施工中的各种因素，导致公路路面上常出现裂缝、不均匀沉降等病害，其病根往往出现在路基上。而路基的压实质量是高强度、稳定性和耐久性良好的路基的保障，也是路面质量的保证。由此可见，路基的压实质量直接影响了公路的使用寿命。1 压实意义及机理1 压实意义及机理压实意义：路基施工破坏了土体的天然状态，导致土体结构松散。土路基压实后，提高土体的密实度、不透水性，防治水分积聚和侵蚀致使土路基软化，或者冻胀导致的不均匀变形，从而提高路基强度及稳定性。压实机理：路基受压时，土中的空气大部分被排除土外，土粒则不断聚拢，重新排列成密实的新结构。土粒在外力作用下不断地聚拢，使土的内摩擦阻力和黏结力也不断地增加从而提高了土的强度，由于土粒不断靠拢，使水分进入土体的通道减少，阻力增加，降低了土的渗透性。2 影响压实度的因素2.1 填料对压实度的影响2 影响压实度的因素2.1 填料对压实度的影响上文压实意义中提到，路基施工破坏了土体的天然状态，致使土体结构松散。因此，为了使路基具有足够的强度与稳定性必须压实土体，提高土颗粒的密实度。那么选择填料就变得尤为重要。选择填料时应该考虑经济性，施工便利性以及满足设计要求的前提下优先选择项目所在地能提供的材料。不同等级的道路对填料有不同的要求。在选定填料时，应取样做液限、塑限、比重、筛分、CBR 值、自由膨胀率等试验。根据规范要求，液限大于 50%，塑性指数大于 26%，自由膨胀率大于 45%的土不能直接作为填料。经试验符合要求后选定土场，土样开2挖一段时间后土质会有变化，应重新取样试验，当没有适宜的填料可使用时，可采取改良措施。填筑材料一般为土、碎石、砂砾和石屑等。其中，土的工程性质较为稳定且最为经济，应用最为广泛。但不是所有的土类都能适用于路基施工。不同土质的压实性能也不尽相同。相对来说，黏性土最大干密度较小且最佳含水率较小，而砂性土最大干密度较大且最佳含水率较小，可见砂性土的压实效果要优于黏性土。粉质土属于细粒土土颗粒较小，比表面积较大,粘聚力大、土粒表面水膜需水量大，最佳含水率偏大，而最大干密度反而偏小。所以路基填筑压实效果由好到差依次是砂性土、黏性土、粉质土。选择填料一定要根据现场情况而定，如果土质不合适作填料，即使松铺厚度适中，也会影响压实度。2.2 含水量对压实度的影响2.2 含水量对压实度的影响土是由土颗粒、水、以及气体三种物质组成的，水是土的主要成分之一。土体的含水量是影响压实效果的主要因素之一。含水量对压实度的影响在压实过程中与各种材料的含水量对所能达到的密实度有着直接影响，土的含水量过大则降低其现场所测的干密度。在实际施工中必须控制土的含水量达到或接近土的最佳含水量的2之内才能达到较高的压实度。各种不同土的最佳含水量和最大干密度也是不相同的。在实际工作中重要的一点是室内所得最佳含水量一般与现场所用的压路机对应的最佳含水量不相适应，但是一般情况下两者不会有太大的差别。细颗粒土以及天然砂砾土、红土砂砾、级配碎石、级配砾石、石灰稳定土等多种路面材料，都是在一定的含水量下才能压到最大干密度。在施工现场，用某种压路机碾压含水量过小的土或级配集料，要达到高的压实度是很困难的，如土的最佳含水量超过最佳值过多，要达到较大的压实度，同样是困难的，因此在干旱和潮湿地区，实际施工中往往不得不降低对压实度的要求。各种不同土的最佳含水量和最大干密度也是不相同的。填料含水量则由于取土场土石类型、气候、气象等因素影响变化较大，施工中极难控制，因此，含水量是造成路基压实度难以达标的主要因素。上文压实机理中提到压实就是通过机械外力做功，使土颗粒相互不断靠近，使土的内摩擦阻力和黏结力不断提高，从而达到土层密实的目的。当土体的含水量小时，土颗粒之间的内摩擦阻力大，压实到一定程度后，压实功不能继续克服土颗粒之间的排斥力，压实得到的干密度小。当含水量不断增加，土颗粒之间的水充当了润滑剂的角色，减小内摩擦阻力，这时压实得到的干密度随着水量的增3加而变大。当含水量达到最佳含水率时，这时压实得到的干密度就是最大干密度。当含水量过大时，内摩擦阻力继续减小，但土颗粒之间的空气已经压缩至最小体积，多余水分在土体中不可压缩，这时压实得到的干密度随着水量增加而变小。由图 1 可知干密度随着含水量的变化而变化。图 1 不同含水率对干密度的影响2.3 填土厚度对压实度的影响2.3 填土厚度对压实度的影响在路基填土施工中经常采用分层填筑的方法。分层填筑需要控制好土层的厚度。在其他影响压实度的因素不变的条件下，不同的松铺厚度的土层经过压实后的压实效果是不同的。土层过厚，土层下部受到的力就很小，很难达到要求的压实度。土层过薄，就会影响经济效益，过于浪费。因此要根据现场土质、压实机械等具体情况来选择合适的松铺厚度。2.4 压实功能对压实度的影响2.4 压实功能对压实度的影响压实功能指的是压实工具的重量、碾压次数、作用时间等。它对压实效果的影响，是出含水率以外的另一个重要因素。的同一种土的最佳含水率，随着压实功的增大而减小，最大干密度随着压实功的增大而增大。在同一含水率条件下，压实功能越大，土的密实度就越大。当土的含水率低于最佳含水率时，可采用增加压实功能的方法来提高土体的密实度。但增加压实功能的办法来提高土基压实的效果有一定的局限性，当压实功增加到一定程度后，土的密实度增加的就不明显了，如果超过这一限度，再采用增加压实功能的办法来提高土的密实度，经济上就不合理，甚至功能过大会破坏路基结构层。4在路基规定的压实度相同的条件下，不同段落的填土土质不同，达到压实度要求的压实遍数也不尽相同。如表 1 所示表 1 填土区域各压实度区标准的碾压遍数碾压速度对路基所能达到的压实度也有明显的影响。碾压速度控制在 1.52.5km/h，碾压速度低时，机械作用在路基上的时间长，传递到压实层的压实功大，压实效果好。同时碾压速度过快，还会导致亚视层面的平整度较差。2.5 压实方式对压实度的影响2.5 压实方式对压实度的影响公路路基施工技术规范要求碾压应“先轻后重，先慢后快，先边缘后中间”，这是路基碾压的总原则，有利于提高路基压实度以及平整度。要根据现场施工的需求，采用不同的施工方式。如对于碎石稳定土，由于含有一定量的碎石，因此要采用高频低幅，紧跟慢压。超高路段应按照由低到高的方法碾压。压实是路基施工的最后工序，也是最重要的工序，也是保证路基质量的重要工序，而影响路基压实质量的因素来自各个方面，既有自然因素，又有人为因素，为此要求我们在施工中严格控制碾压施工中的各个环节，保证路基压实质量达到设计要求。2.6 压实机械对压实度的影响2.6 压实机械对压实度的影响在填料相同，含水量适宜的条件下，不同的压实机械所产生的压实效果是不同的。我国目前生产的有双轴式两轮和三轮压路机以及二轴式压路机，有牵引式的和自行式的轮胎压路机、振动压路机。光面钢轮压路机的重量有68吨、8试验段土质压实厚度cm松铺厚度cm松铺系数碾压遍数K90%K93%K95%砂性土25301.222330361.223435421.2345粘土25301.223430361.234535421.2356粉土25301.233430361.245635421.2457510吨、1215吨以及大于15吨的多种。国产的两轮和三轮光压路机均可以灌水和加砂，使其重量达到上限。采用光轮压路机碾压时，由于钢轮与路面结构层的接触面积大，单位压力小，上层密实度大于卜层，因此压实厚度较小。但用光轮压路机碾压一定厚度的填土及路面结构层，除可以达到的一定的密实效果外，还可以起到平整路面的作用。因此，轻型和中型压路机可以用作预压，普通的中型压路机更适宜于压实低粘性土和非粘性土。重型光轮压路机可以成功地压实粘性土。轮胎式压路机是利用充气轮胎及其悬挂装置的可变性使轮胎与土层间保持一定的接触面，由于它具有可借附加荷载增减调节自身总重量、与被压上层或材料层的接触面大及有效深度大等特点，因而，日益广泛的被用来压实各种土方工程。振动式压路机压实功能很高，其一般都具有调频装置，可以根据需要调成不振、弱振和强振的不同程度。因而，它可以兼作轻型、中型、重型压路机使用，它具有重量轻、体积小、速度快、效率高、操纵灵活等优点，特别适宜于压实粘性小的土、砂砾土、砂砾料及碎石混合料。路基填料类型粘土粉质粘砂质粘砂砂砾土天然含水率（%）25211797最大干密度1.631.711.862.182.2425t光面压路机89.6%96.5%97.3%96.3%97.8%8t光面压路机94.5%98.2%96.2%96.8%98.7%12t轮胎压路机96.3%96.5%93.0%91.7%90.2%20t轮胎压路机95.2%95.8%94.7%94.0%95.1%45t轮胎压路机94.6%97.3%95.8%96.3%98.7%25t振动压路机95.6%96.5%97.5%96.3%98.7%45t羊脚碾94.4%97.2%93.1%94.2%94.0%表2在天然含水率下五种土用不同压路机具压实得到的压实度6使用轻型压路机只能得到较小的密实度，振动压路机比同重量的普通光轮压路机的压实效果要好得多，不但密实度大，而且有效的压实密度也大。采用光面压路机碾压时，由于碾轮与土或路面结构层材料的接触面积大，单位压力较小且压实工作多，由层的表面向下，上层密实度大于下层，因此光面压路机的压实厚度较小，用光面压路机碾压厚度的填土及路面结构层，既可得到密度结果，又可以得到平整的表面。轻型和中型光面压路机可以用作预压，普通中型光面压路机更适用于低黏性土和非黏性土，重型光面压路机可以成功地压实黏性。所以，现场使用何种机械组合，应该根据施工现场的实际情况以及施工企业的生产经营状况来定。压实机械施加的压力过大会造成物力财力的严重浪费，甚至可能对路基质量造成影响。选择压路机的原则是：碾压时的单位压力，不能超过土的极限强度。2.7 地基或下承层强度对压实度的影响2.7 地基或下承层强度对压实度的影响地基是整个路基的基础，是承载路基的载体。如果地基强度不足，则是因为基础薄弱而使第一层几乎不可能达到规定的压实标准。因此，路基填筑第一步是清表并碾压增强，使其达到足够的强度以承载路基。在我国南方地区，有大量的稻田沼泽，地基软弱，直接在上面填筑路基，既不符合规范要求，也不现实，只会浪费大量的人力、物力、财力。若强行施工，即使填料优良，施工机械先进，工艺完善，也会发生“弹簧现象”，而且随着碾压遍数增多，“弹簧现象”愈发严重。因此，必须强化地基，可采用抛石挤淤，清淤换填优质填料，用石灰或水泥固化等多种方法。3 路基压实的控制要点3.1 含水率的控制3 路基压实的控制要点3.1 含水率的控制填料只有在最佳含水率时进行碾压才能达到最大干密度。因此，路基施工过程中应该随时控制土的含水率。这就要求试验人员在整平碾压之前测试填料的含水率。施工现场土的含水率的控制方法：（1）可以先采用目测的方法。手抓一把土，捏紧后松开手，土不散或者捏紧后扔到地上即可散开，此时土的含水率最适合碾压。（2）在分段分层填土时，采用同一土场的土源，并且尽可能在短时间内集中填土，尽量避免暴晒、雨淋，避免含水率的剧烈波动，而这样也就能够使得一个施工段的填土的含水率基本一致。7（3）根据海港大道填土土质为砂性土确定该工地土的含水率测定采用酒精燃烧法。要注意的是该方法实验的注意事项，保证测得含水率与实际含水率之间的误差不能过大，否则会严重影响施工及路基质量。含水率过小时，调现场洒水车洒水随即搅拌均匀；含水率过大时，利用现场旋耕机翻土晾晒，现场测定经过调整的含水率接近或者达到最佳含水率时方可进行碾压。3.2 填土厚度的控制3.2 填土厚度的控制压实厚度对压实效果有很明显的影响，相同压实条件下（土质、含水量与压实功能不变）实测土层不同深度的压实度，压实度随着填土厚度的增大而逐渐减小。如果填土厚度过大，超过压实机械的压实范围，土体的压实度就达不到要求。因此，施工要严格控制填土厚度。江阴市海港大道起于滨江路，本次设计起点位于滨江路南侧，桩号 K0+000，路线由北向南，跨越港城大道、镇澄路、与芙蓉大道交叉后，继续向南跨越移山河，穿越凤凰山，跨过南焦路、黄昌河，再穿越秦望山后，跨越环山河、与规划江阴大道交叉，路线继续向南跨越戚月线、沿江高速公路，依次与月桐路、青桐路、青桐南路相交，终于暨南大道，终点桩号K19+484.209。路线全长约 19.484Km，道路沿线经过申港、南闸、月城、青阳四个镇区。我结合实习期间，海港大道的填土厚度的控制方法，总结出以下几点：（1）现场施工员计算每个工作段土方量。用石灰线标出方格网（每个长度10 米20 米），根据石灰线交点处的标高计算出每个方格内的固定土方量。（2）现场设有专门人员指挥车辆倒土，每个方格内倒入大致与施工员计算出的土方量相近的土方，严格收方计量。卸土土堆之间要有一定的间距，以便整平。要注意尽量土堆不要覆盖石灰线交点，以便做出下一层松铺厚度。（3）测量人员事先将每个工作段石灰线交点标高测出，计算出下层填土的松铺厚度，并将每个点的松铺厚度用小土堆做出，其上用石灰作出标记或者在石灰线交点处做桩，在桩上做出下层松铺厚度的位置。（4）整平时，调用整平技术较好的挖机驾驶员来进行整平。同时，在现场配备专门的施工人员负责观察整平效果。整平的填土高度与事先做出的松铺厚度位置相近，保留事先做好的松铺厚度，在整平完毕后与其进行比较。（5）为了保证每车运输土的体积一致，车辆均要采用相同吨位的车辆，并且在取土场装车时采用推土机配合挖机由挖机驾驶员控制每车的土方量，尽可能使得每车运输土的体积相近。8实践证明，通过以上五点来严格控制填土厚度能够很好的保证每层填土厚度与施工计划的填土厚度几乎吻合。3.3 压实度检测的控制3.3 压实度检测的控制最大干密度是土基压实的一项重要指标，它与土的强度和稳定性有十分密切的关系，反应了土基使用品质。因此，一般都用它来衡量压实的质量。但是，土基野外施工，由于受种种条件限制，不能达到室内标准击实实验所得的最大干密度，因此应该根据工程实际需要与可能，适当降低要求，拟定压实标准。路基的填土压实度反应了松散的土体在外力作用下达到的密实程度，能否达到规定的标准，关系到路基强度和稳定性。工地的压实度检测必须遵循检验方法可靠、简便和快速的原则，根据填料的种类土质，来选择检验方法。江阴海港大道的路基均为土质路基，所以采用环刀法来测定压实度。现场取样时，按规范每一压实层均应检验压实度，检验频率为每 2000m至少检验 8 个点。不足 200m时，至少应该检验 2 个点。在取样时，先将表面清平，将环刀口向下，套上取样架，用手扶稳，另一手用榔头将取样架与环刀垂直向下砸入土体中，取样深度为每层向下的三分之二厚度处，然后小心挖出，使环刀土样饱满，装入塑料袋扎紧，送工地实验室。用削土刀将环刀上下削平，立即称重记录，测定土体的密度，然后做含水率实验，将该环刀表土挖除，取中间部位土样 515g，称重记录，加入酒精，燃烧冷却，记录称重，然后计算出干密度。当压实度检测不合格时，应该及时查明原因，及时处理解决，直到碾压结果合格。经过监理工程师抽检合格后继续填筑第二层，下一层同样方法处理，直到达到路基标高。3.4 压实程序的控制3.4 压实程序的控制压实程序的控制：压实机具的选择，以及合理的操作，是影响路基压实效果的另一个综合因素。压实机具的选择应根据工程规模、场地大小，填料种类、气候条件、压实机械等，通过试验路段解决压实机具的配备问题，一个工作段应配备推土机、平地机、旋耕机、18t振动压路机、洒水汽车各一台，在上述压实机具、土层厚度、碾压遍数已选定的条件下，压实操作必须遵循“第一遍应不振动静压，然后先慢后快，由弱振至强振，先边后中，相邻两次的轮道重合轮宽的三分之一”的原则。以江阴海港大道S3为例，路基处于90区(路槽底15m以下压实度要求90)，压实厚度30cm，先用18t振动压路机静压一遍稳压，然后用18t压路机开中、强振碾压各一遍，即可达到要求的压实度。碾压前应对填土层的松9铺厚度、平整度、含水量和横坡度进行再次检查，符合要求后方可进行碾压，碾压应达到无漏压、无死角，确保碾压均匀。为了保证质量，碾压工作尽可能安排在白天作业，防止夜间视线不良造成的平整度差、漏压以及重复碾压等现象，特别是距路床下三层内必须严格控制填土路基的横向度和纵向坡度，为路面工程能够达到较好的平整度打下良好的基础。3.5 压实工作的组织3.5 压实工作的组织路基压实工作应该依据路基施工技术规范及设计文件，并根据压实原理，以尽可能小的压实功来获得最佳压实效果，以使资源利用最大化，从而节约成本，创造更大效益。压实工作组织应注意以下几点：(1)碾压前先整平，由中线向路基边缘预作 2%4%的横坡。(2)碾压由轻到重，使土的强度逐渐增长；碾压速度由慢到轻，以免填料随机械向前推移。(3)压实机具的行走路线由两侧到中间，以形成路拱，再从中间向两侧。在弯道部分设有超高时，由低侧向高侧碾压以形成单向路拱横坡。碾压时纵向轮迹应该重叠至少 2030cm。压实时应该特别注意均匀，否则可能造成路基局部强度不足，从而造成不均匀沉降。(4)碾压过程中经常检查填料含水率，根据含水率做出相应的施工调整措施。4 海港大道施工中常见的问题及解决方法4 海港大道施工中常见的问题及解决方法实习过程中，常常出现的压实度不能满足质量标准要求的情况，甚至部分段落出现大面积“弹簧”现象。不能达到压实标准的原因：压实遍数不合理、压实机械质量过小、碾压不均匀、局部有漏压现象、路基边缘压实度不足以及含水率过大或过小等问题。其中常见的问题是：含水率以及路基边缘压实度不足等问题。对于压实遍数不合理，压实机械质量过小、碾压不均匀、局部漏压现象按照文中 2.42.6 提到的方法进行施工，直到达到规定的压实质量要求。路基边缘压实度不足，在阴雨天路基边缘承受不住雨水冲刷出现坍塌。主要原因有：路基填筑时宽度不足；压实机械碾压不到边缘；路基边缘漏压或压实遍数不够；三轮压路机碾压时，边缘带（0-75cm）碾压频率低于行车带。对于边缘带压实度不足应该及时防治，预防措施有：路基施工时按照设计要求进行超宽填筑，或者比设计超宽宽 50-70cm；测量人员放样时，边缘多放出 10cm左右；施工时，施工员严格按照放样边线施工；控制碾压工艺，施工员指挥压实10机具碾压到边；提高路基边缘带压实遍数，确保边缘带碾压频率高于或者不低于行车带；认真控制碾压顺序，确保轮迹重叠宽度和段落搭接超压长度。治理措施：校正坡脚线位置，路基填筑宽度不足时，返工至满足设计和规范要求，控制碾压顺序和碾压遍数。“弹簧土”的出现是造成路面病害的重要因素之一，会引起路基的不均匀沉降和出现坑洞等危害。这将从产生“弹簧土”的两个原因进行探讨含水率过小时形成“硬弹簧”时应事先浸湿需要加固范围内的土层，先外圈后里圈间隔进行成孔。工地一般用洒水车或抽水泵进行洒水，待达到合适含水率后再进行碾压。当含水率大于最佳含水量特别是超过最佳含水量两个百分点，造成软弹簧现象时主要的治理措施有：(1)清除碾压层下的软弱层，换良性土壤后重新碾压；(2)对产生弹簧部位，将过湿的土壤翻晒后，拌合均匀后重新碾压；(3)挖除含水率过大的土壤，换填含水率适宜的土壤进行碾压；(4)对产生弹簧土且赶工的路段，可掺生石灰粉进行翻拌，待含水率适宜后再进行碾压。结论结论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。含水量是影响路基压实度的重要因素。因此,在施工过程中,应严格控制在最佳含水量状态下进行碾压,达到最大干容重。公路路基的压实度控制,由于采用了上述各项质量控制措施,保证了路基的压实度效果。参考文献参考文献1 丁照荣影响路基压实效果的主要因素J 2006.11；2 温远辉路基压实效果的分析与探讨J 黑龙江交通科技，2006，(4)；3 王建才浅谈公路工程机械化施工与管理J 2010.8；4 刘震字如何控制好路基压实度J才智2008(11)；5 刘艳辉公路路基压实度的影响因素及控制措施J 交通世界2011年第21期6 郭安路基压实的影响因素及其处理措施研究J.黑龙江科技信息 2010（16）7 温远辉路基压实效果的分析与探讨J.黑龙江交通科技 2006(4)8 栗振锋 李素梅 路基路面工程（第二版）北京 人民交通出版社 2009.7 111-1139 霍明艳 闫松涛路基压实度控制技术J.黑龙江科技信息，2009（28）