公路路基填筑碾压工艺及质量控制.pdf

公路路基填筑碾压工艺及质量控制李国鹏(甘肃路桥第四公路工程有限责任公司 甘肃 兰州)摘 要:公路路基施工过程中 填筑碾压工艺是其常见工艺 不仅可以增强路基强度和密实度 也能够保证公路运行质量 为了保证路基施工质量 需要采用合理的路基填筑碾压施工工艺 基于此 以具体工程为例开展相应的试验分析并计算最大干密度与最佳含水量 进行碾压开裂力学分析 评定填筑压实质量 有效控制施工质量 积累丰富的施工经验关键词:公路路基 填筑碾压 工艺 质量中图分类号:文献标识码:文章编号:()公路路基填筑碾压施工质量决定了公路基础稳固度 其一般是使用土方等材料完成碾压施工的因此碾压工艺参数与施工质量程度有着密切关系而在路基填筑碾压施工时 最大干密度和最佳含水量计算时容易出现误差 精确性不够 影响了压实质量控制 同时缺乏准确压实度要求使其控制范围过大导致成本增加 资源浪费 工期延长 设计方案也存在漏洞并未明确工程实际各时期安排 无法满足各参数要求施工操作 若是振动碾压以及过度碾压分析不深入也会影响质量控制 等等问题都是本文研究的重点 工程概况该工程是城市主干道之一 起点桩号 整个路线比较平稳 全长 路基填筑量在 左右 该工程地区为季风性气候 降雨量充沛 光照强度大 平均气温在 左右 最高可以得到 最大 降雨量平均在 蒸发量在 左右 全年湿度比较大 月的降雨量比较大 按照分层施工以及填料情况采用相应的碾压设备 使用重型振动压路机进行填土压实处理 压路机的激振力不低于 沿着直线段进行从两侧到中心的碾压 从低侧沿着曲线段向高侧实行纵向进退碾压处理 其接头重叠幅度不低于 前后各邻近区域段的纵向接头重叠范围不低于 实现无死角的碾压 速度保持在/左右 通过填料类型、厚度以及密实度结合试验所获取数据对压实次数进行控制 先进行一次静压 之后再进行一次弱振 最后进行振动碾压 其中路床表面振动压实次数不低于 次 路床底层振动压实次数不低于 次 路基本体振动压实次数不低于 次 而边坡周围压实处理需要使用推土机来进行初步压实处理路肩 使其不会出现滑坡 之后使用压路机进行碾压处理 而压路机外轮与填路基边侧之间的越过距离大约 使压路机保持安全状态 若是压路机无法碾压需要使用小型打夯机进行夯实处理 路基填筑碾压试验 现场碾压试验该施工是根据工程试验段进行施工的 以便后续施工顺利进行 根据现场试验得到相应的数据使现场施工可以得到有效参数 并有效控制建筑整个施工项目 选择好振动压路机对其速度进行有效控制 通过分层填筑对路基进行反复碾压 松铺厚度控制在 以下 并对最佳含水量做好有效控制 碾压过程 地质和软基处理该工程地形开阔且地势平坦 路基沉积主要为软弱粘性土 局部采用了人工填土方式 一般针对软土地基会采用碾压夯实、排水固结、换土垫层、高压喷射注浆和深层搅拌等等方式 因此需要按照施工路段地质以及水文条件等情况将表层土清理干净 使路基表层保持平整干净后再进行碾压 以满足地基表层设计压实度 而对于地基表层常用碾压法处理 通过有效处理软土地基使地基输送图孔隙可以缩小 增强土壤密实度 减少土壤压缩性使其抗剪强度以及承载性能可以得到提升 施工过程根据理论知识和实际情况确定好施工过程 具体包括:)确定中心线 在其中间隔 的距离设置一桩 后续在路基两边合适位置进行拴桩处理并根据每个填筑层顶面标高设置填筑边线 使用竹竿对其边线做好控制 同样是以 为标准 并在桩上插上测量标识 一般会在长度 的竹竿上每隔 部位刷上一层白漆以作标识)虚铺厚度规定并不明确 统筹是根据项目确定的并对其范围进行有效控制 控制时使用的是边桩竹竿挂线方式 建材发展导向 年 月第 卷第 期)施工现场初始高程是在原地面压实处理后得到的高程 一般在完成每层路基填筑施工后需要检测高层并对每层填筑厚度进行仔细的核实 对于中线偏位则随时纠正偏差处理)根据每层虚铺厚度、长度、平均宽度等参数控制路基上土数量 得到材料实际用量使其符合各断面计划需求 之后根据拉料车的每辆拉运量计算得到各断面计划所需车辆数量 最后确定各个断面使用的车数以及卸车间距 至于上土使用的则是大吨位自卸汽车来运输所需填料 尽可能使用同型号汽车完成运输工作)控制好填料摊铺施工质量 使用自卸车将填料运送到施工现场 之后使用推土机进行粗平摊铺处理 松铺厚度控制在每层 以下 宽度每侧的摊铺超限宽度计算在 左右 使路基压实数值处于有效范围内 并保证路基边缘压实度与设计要求相符 而为了能够使土层平整均匀需要在精平处理过程中同时进行挖掘机和人工施工)精平摊铺完成后根据松铺厚度、含水量以及平整度进行相应的碾压 控制好路基碾压施工质量碾压操作时 一般从施工路段的路边开始逐渐向中心碾压 对于超高路段一般先要从内侧开始碾压逐渐向外侧 先轻后重 先静后振 先慢后快 进行纵向进退式的碾压处理 纵向轮机有不低于 的重叠幅度 横向同层接头部位有不低于 的重叠 避免出现漏压、死角等现行 使碾压能够均匀、充分 路基填筑碾压工艺及质量控制 计算最大干密度与最佳含水量根据室内标准击实试验测得干密度和含水量进而绘制相应曲线 采用手工图解方式确定曲线峰值(最大干密度和最佳含水量)其在实际工程中的应用容易产生误差 因此本工程采用了埃尔米特插值问题构建干密度以及含水量插值函数 进而计算得到最大干密度以及最佳含水量以本工程路基填土素土击实试验进行计算 其结果如表 所示 同时可得含水量和干密度二者关系曲线如图 所示 采用埃尔米特插值方法计算最大干密度以及最佳含水量 其中含水量和干密度取、序号 可得:计算过程中 采用()()()()()公式构建埃米特插值函数为:()()()()()()()此时 情况下相应的干密度为 /差值条件下可得 由此可得:()()()()()()()根据公式:()()()()()()()()()并在数值为 的情况下得到最佳含水量为 最大干密度为 /通过试验数据可得:()()()()通过误差分析可以得到精确的最大干密度以及最佳含水量 同时计算得到最佳含水量 符合含水量和干密度精确曲线图表 路基填土素土击实试验计算结果试验序号含水量()干密度()图 含水量和干密度二者关系曲线 控制填筑碾压工艺根据道路特点和地形情况确定该工程施工路段的填方量和材料所需量东欧比较大 本工程路基采用了就地取材方式 沿线有着较多的砂土含量 为保护环境集中取土 并进行分段分层的填筑使其密实度符合要求 并避免不均匀沉降 对于施工区域而言 压实度会影响填筑质量 但是过多的碾压会导致人力物力浪费 也会影响施工进度 因此 必须要控制好压实度使其具有经济性 根据研究发现压实能量、最大干密度指数、最佳含水量指数之间为线性关系 在岩土工程中确定合适的土体压实度十分重要 通过对填筑施工的现场试验的压实度、松铺厚度、填料含水量、碾压次数之间的合理关系 以便控制好施工现场参数进而使施工更具有经济性现场压实度控制中 土的干密度以及最佳含水 年 月第 卷第 期 建材发展导向 量控制是主要手段 实际施工中难以有效控制填料含水量、松铺厚度、碾压次数等参数 需要寻找能够符合碾压施工控制和规定压实度的参数 而本文只考虑了振动碾压次数 通过现场试验确定上述参数关系 本文采用 型振动机做我诶压实机行进速度控制在/中 先进行分层填筑 用推土机将其整平进行一遍静压处理 再用高频进行一遍低频振压 铺层松浦厚度在低于 情况下填料中有 的土和 的砾石并控制好其粒度使其低于 含水量则不超过最佳含水量进而得到填筑碾压试验结果 例如松铺厚度 情况下含水量分别为、相应的碾压次数不同情况下的压实度不同 其中碾压 遍三种含水量下的压实度分别为 、碾压 遍三种含水量下的压实度分别为 、碾压 遍三种含水量下的压实度分别为 、再比如松铺厚度 情况下含水量分别为、此时碾压次数不同情况下的压实度不同 其中碾压 遍三种含水量下的压实度分别为 、碾压 遍三种含水量下的压实度分别为 、碾压 遍三种含水量下的压实度分别为 、在此基础上 可得上述函数关系:)随着填土中含水量的变化压实度也会发生变化 在最佳含水量情况下碾压才能够得到最大压实度)统一压实情况下的松铺厚度与压实度呈反比关系)碾压次数达到 次后的压实度增长率会呈下降趋势 因此确定最佳碾压次数是根据土干密度趋于稳定得到的通过试验计算得到压实度振动碾压次数 在确定压实度以及振动碾压次数后计算含水量以及松浦厚度合适区间 进而控制好整个工程的填筑工作确保填方压实度均匀一致 确保压实度检测合格提高施工控制质量 加速施工 碾压开裂力学分析在路段完成填筑碾压处理后进行后续填筑 由于表层失水出现局部松散现象因此需要洒水进行二次碾压使表层保证整体、光洁 但是碾压后会有大范围裂纹 业主和监理人员认为是由于过度洒水、含水量超标而导致的 经检测填料、含水量、压实度都处于标准范围内 通过停工分析可得 该裂缝并不会影响填筑质量 这是由于填方压实质量符合要求 而下层压实过程中由于振动碾压会导致这些裂缝消失 而后续碾压导致成型表层被破坏 也就是说该裂缝是由于过度碾压引发的 还有的人认为该裂缝是由于高填方路基稳定受到影响产生的总之 为了解决这种质量问题 笔者从力学层面分析寻找解决方法)构建分析模型 首先 假定力学分析 铺层经压自后组成了一层结构层 其在过度碾压使受到了碾压荷载 取上中下三个铺层分析 层间完全连续 各结构层都是线弹性材料 力学特性中弹性模量为 泊松比为 根据平面进行应变分析计算得到力学分析模型 本工程使用的是 型振动压路机 根据现有资料简化其荷载 经过计算得到高频振动压实力以及静压压实力分别为 、另外 还需要确定应力函数、应力、位移表达式 获得边界条件)计算各铺层应力 通过对上中下各铺层应力进行计算 分析其计算结果 如表 所示表 各铺层应力计算结果()上层顶部应力 上层底部应力 中层顶部应力 中层底部应力 下层顶部应力 下层底部应力 )分析力学结果 高频振压过程中 上层表面压应力与铺层厚度呈正比()铺层厚度为 情况下的上层底面和中层顶面压应力数值在 之间 中层底部和下层顶面、下层底面均会有拉应力(、)铺层厚度 情况下的中层底面及其下层的拉应力不低于 厚度 情况下的中层和下层拉应力可以打动、一般中层和下层受到拉裂后会有裂缝出现 进而反射到上层构成了一种反射裂缝 静压状态下的铺层 可以让下层或中层出现拉裂裂缝 导致反射裂缝 通过上升分析 为防止出现这种裂缝可以在振压时控制铺层压实厚度在 范围内 或是对压实参数进行严格控制确保碾压次数合理 避免出现过度碾压现象 评定填筑压实质量评定指标)压实系数对于路基填筑碾压质量控制而言是十分重要的检测指标 检测是基于填土强度和变形等指标与土体密实度探究实现的 压实系数是由现场测压土干密度和室内标准击试验得到的最大干密度比值 不同工程的环境、填料、地域等因素都会影响压实系数 因此该系数可以用于评定路基填筑压实质量)力学指标是路基压实质量评定的直接指标之一 在传统压实系数基础上开发新技术即填土动静态力学参数等取代压实系数等间接参数 将其直接表现在压实层力学强度以及变形特性上 采用荷载板试验方法 该试验是在被测 建材发展导向 年 月第 卷第 期结构层表面防止 直径刚性原板 分级添加垂直荷载 并对荷载板沉降量进行观察 在荷载板总沉降量为 情况下需要计算得到地基系数:为荷载板沉降量 情况下的静荷载 为荷载板 情况下的沉降量 该方法可以表现路基土强度以及变形综合指数 因此可以作为路基压实质量评定直接指标之一通过荷载板试验可以控制最大荷载沉降量加载进而得到 曲线 从中去最大应力得到地基土沉降计算公式 对变形模量进行计算得到:()对其变形处理可以发现变形模量和地基系数有着一样的工程意义 即是压实土变形控制指标 地基系数可以反映路基压实层静态变形模型 能够将地基土变形模量大小力学性质指标体现出来 进而展现路基承载力检测地基系数方法以及现场检测 检测时 需要准备好检测设备 并设置好测点 整平地表 安放测量设备 做好检测准备工作 现场检测地基系数过程中 基于 荷载进行逐级加载处理直到不低于()情况下根据实际情况适当增加荷载 级即可 每次施加一个级别的荷载后需要用千斤顶对由于地基沉降导致的卸载值进行补充 在稳定沉降之后将荷载强度和读数计入检测记录中 持续 以上的恒载后观察 如果最后 沉降量只有之前 以下那么则表示这一级别的沉降量处于稳定状态 并将其计入读数计中 在读数超过()情况时根据情况加载 级的荷载后得到相应的读数将其卸载 到此整个地基系数试验完成 之后重复操作每点的地基系数进行相应的试验 全部测点检测完成后整理检测数据 求取平均值以此为各级荷载的承载板沉降量得到 曲线 采用高次曲线拟合实验数据 采用分级加载数据缩小误差 进而得到最大应力以及响应的沉降数值 计算得到地基系数以及变形模量 通过检测地基系数得到 随着压实度的上升地基系数也随之增加 但是地基系数和压实系数并无关系地基系数有着明显的离散性表现 地基系数可以用于评定路基的压实质量 结语综上所述 工程项目中 路基填筑施工是重点投资环节 控制好路基填筑碾压施工质量可以保证工程整体建设质量 本文针对路基填筑碾压工艺进行系统分析 得到采用 插值问题计算最大干密度以及最佳含水量 控制路基填土压实质量 并构建了碾压变数和压实度、含水量、松铺厚度关系式 通过碾压试验拟合得到关系式 进而控制碾压部件能够制定合理的施工填筑碾压方案 也符合了施工参数变化 确保填方保持均匀的压实度 使压实度检测合格 加快施工 同时通过分析路基填筑碾压施工完善以往施工问题 并在工程中正视其良好的应用效果 为其他工程提供参考参考文献:吴志名 高速公路山皮土路基填筑施工工艺及质量控制.中国高新技术企业():徐宏海 路基填筑碾压工艺及质量控制的研究.交通节能与环保():范鹏程 高速公路路基施工技术及质量控制分析.运输经理世界():刘新愿 石灰土路基填筑施工工艺及质量控制.黑龙江交通科技():莫小荣 公路路基山皮土填筑施工工艺.交通世界(中旬刊)():黄杰 论公路工程高填方路基施工技术要点及质量控制.江西建材():姜金凤 高填方路基施工技术质量控制要点探讨.科技创新导报():郑建斌 砂性土路基施工技术及质量控制措施分析.交通世界(下旬刊)():索南 浅谈公路路基压实度质量控制方法.科技信息():张忠刘红莹刘伟 冲击碾压技术在高唐至邢台高速公路细粒土路基中的应用.路基工程():周大全拜亚南吴岭 煤矸石填筑高速公路路基应用研究.路基工程():王文波宗继春杨雨等 冲击碾压技术在山区高速公路高填路堤施工中的应用.科技与企业():李中元李生汀 贵州高含水率黏(粉)土质砾路基施工技术研究.公路交通科技(应用技术版)():朱兴福 高速公路路基山皮土填筑施工工艺.铁道建筑技术():收稿日期:作者简介:李国鹏()男甘肃景泰人本科工程师主要从事公路工程施工管理工作(责任编辑:高 峰)年 月第 卷第 期 建材发展导向