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论述现场压实度的控制
魏晓龙
[内容摘要] 根据我国高速公路存在的主要质量问题,立足现场,分析压实度的影响因素,现场的质量控制要点,阐述压实度对工程质量的影响等。
[关键词] 压实度 影响因素 质量控制
[论文综述] 本篇论文从现场压实度的意义和目的、土基的压实原理、影响压实度的因素、含水量在路基施工中的控制、路基压实在施工中的质量控制和路基压实在施工中的检测等方面论述了现场压实度在整个施工过程中的重要性以及控制好现场压实度的主要方法和意义,对于我们在今后的学习和工作有很大的实用性和参考性。
[引言]
随着公路交通运输事业的高速发展,我国公路建设已进入了一个日新月异的新阶段,高速公路法规体系在不断的完善,与过去修建低等级公路相比,要求我们的公路建设工作能迅速有一个“质”的变化。以适应形式发展的需要。
过去,我国在建设高等级公路中,由于路基、路面材料的选用不当,施工压实不符合要求等原因,出现过不少“先年修路、后年损坏”的路段,所以,近几年,路基压实度的要求越来越高,我们在路基压实标准上必须符合设计及规范要求。
讨论路基的压实,一般多指填方路基的压实,对挖方路堑土基,因土粒未被扰动,一般是稳定的;但也有部分路堑土基,在天然条件下是稳定的,在承受外荷(如车辆荷载)作用时,就不稳定(指强度不足产生变形),因而也压实,在这里主要是论述填筑路堤的压实及压实标准问题。
一、 现场压实的意义和目的
在生产实践中发现,对未经压实的建筑土方工程,包含道路土质路基工程,在自然因素和外载作用下,必然产生很大的变形或破坏,这种情况在暴雨地区或季节性冰冻地区尤其严重,前者会出现大规模的水毁,甚至整段被冲垮、流失,后者则发生严重的冻胀和翻浆,与此相反,密实的土基不但可以减少大规模的破坏,还可以显著的减少变形,需如何解决填筑的土基达到最大密实度。
在50年代以前的公路路基施工中不仅缺少辗压机械,也极少采用人工夯实的措施。而是考虑预留沉落度,靠自然沉陷提高土路基的密实度,一般需要经过一段时期(几年)后才能在其上铺筑路面结构,这不仅影响施工进度,而且难以保证满足近代交通量道路要求的土基密实度和稳定性,因此,对于高等级道路,路基施工时必须采用辗压机械进行压实,目的在于提高土基的强度和稳定性,降低土基的透水性和减少冰冻而引起的不均匀变形,从而保证土基在全年季节中,具有足够的抵抗重型车辆荷载作用的力学强度和稳定性,并可为减薄路面结构层总厚度和缩短路面的修筑期限创造条件。
二、 土基的压实原理
(一)土的物理性质指标
路基土体一般是由土粒、水分和空气组成的三相体,它们具有各自的特性,相互制约,共同存在于统一的土体之中,构成土体的各种物理性质−−−渗透性、粘滞性,压缩性、弹性、塑性和力学强度等。而土体中三相体在体积和重量上的比例关系,即是评价土的工程性质又是影响压实性能的重要因素,因此先讨论土的三相比例指标概念是必要的。
为了获得比较清除的概念,可以把土体中分散的三体相,抽象的分离出来,如图:
V
VV
VW
VS
gs
gw
g
Va
气体
液体
固体
V
V-土样的总体体积;Vs-土样的固体部分的体积;Vv-土样内孔隙体积;Vw-土样内水的体积;Vn-土样内气体的体积,g-土样的总重量;gs-土样内固体部分的重量(亦即干土颗粒的重量);gw-土样内水分的重量;G-土粒的比重;W-土的含水量;r-土的气重;
图中所表示的三相比例指标中,土的密度ρ(原称为容重)土粒的比重Gs(按国际单位制应为密度ρs -,为和前者区别暂仍用比重,有单位)和土的含水量W是由试验测定的,称为试验指标,其指标含义是相互关系。
1.土的密度ρ,表示单位体积土的质量:
ρ=g/v(g/cm²) 一般土密度的范围为1.6—2.2g/cm³
2.土的比重Gs,干土粒的质量gs-对于它的体积Vs之比。
Gs=gs/Vs(g/cm³)
3.土的含水量W,表示土中水的质量gw与固体部分质量gs之比。
W=gw/gs×100(%) 土的含水量变化范围很大,干粗沙接近于零,而很多液限粘土达70%以上。
利用上述三项试验指标,还可导出一些常用技术指标,则称作湿密度,用ρw表示。
ρw=gs+gw/V(g/cm³)
已知湿密度ρw和含水量W,则可用形式计算干密度ρd.
ρd=ρw/(1+W/10)
求得干密度ρd及饮用土的比重Gs,便可利用式求得土体内固体的体积百分比Vs.
(二)土基压实度的检测
一般来讲,公路工程现场用环刀法测定土基的压实度和密度。
本方法使用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度。但对无机结合料稳定细粒土,基龄期不能超过2d,且宜用于施工过程中的压实度的检验。
1.本试验需要下列仪具与材料:
1)人工取土器:包括环刀、环盖、定向筒和击实锤系统导杆、落锤、手柄)环刀内径6~8cm,高2~3cm,壁厚1.5~2mm。
2)电动取土器:由底座、行走轮、坐标、齿轮箱、升降结构探头等组成。
① 底座:由底座平台,定位销、行走轮组成。平台是整个仪器的支撑基础;定位销供操作时仪器定位用;行走轮供换点去芯时仪器迈距离移动用,当定位时四只轮子可扳起离开地表。
② 立柱:由立柱于立柱套组成,装在底座平台上,作为升降机构,取芯机构,动力和传动机构的支架。
③ 升降机构:由升降手轮、锁紧手柄组成,供调整取芯机构高低用,松开锁紧手柄,转动升降手轮,取芯机构即可升降,到所需位置时拧紧手柄定位。
④ 取芯机构:由取芯头,升降轴组成,取芯有为金属圆桶,下口对称焊接两个合金钢切削刀头,上端面焊有平盖,取芯头为可换式,有三种规格,即50mm×50mm,70mm×70mm,100mm×100mm.另配有机应的取芯套筒,扳手,铝盒等。
3)天平、感量0.19g或1.0g.
4)其它:气高、小铁楸、修切、毛刷、直尺、钢丝绳、凡士林、木板及测定含水量设备等。
2.方法与步骤:
1)按有关试验方法对检测试样用同种材料进行击实试验,得到最大干密度(ρc)及最佳含水量。
2)用人工取土器测定粘土及无机结合料稳定细沙粒土密度的步骤:
① 擦净环刀,称取环刀质量M2,准确至0.1g。
② 在试验地点,将面积约30cm×30cm的地面清扫干净,并将压实层铲去表面浮动及不平整的部分,达到一定深度,使环刀打下后,能达到要求的取土深度,但不得将下层扰动。
③ 将定向筒齿定固定于铲平的地面上,顺次将环刀,环盖放入定向筒内与地面垂直。
④ 将导杆保持垂直状态,用取土器落锤将环刀打入压实层中,至环盖顶面与定向筒上口齐平为止。
⑤ 去掉击实吹和定向筒,用镐将环刀及试样挖出。
⑥ 轻轻取下环盖,用修土刀自边至中削去环刀两端余土,用直尺检测直至修平为止。
⑦ 擦净环刀外壁,用天平称取出环刀及试样合计质量M1;准确至0.1g。
⑧ 自环刀中取出试样,取具有代表性的试样,测定其含水量(w)。
本试验需进行两次平行测定,其平行差值不得大于0.039g/cm³,求其算术平均值。
计算:
按式极端试样的湿密度及干密度:
ρ=4×(M1-M2)/π·d2·h ρd=ρ/1+0.01w
式中:ρ - 试样的湿密度(g/cm3)
ρd- 试样的干密度(g/cm3)
M1- 环刀或取芯套筒与试样合计质量(g)
M2-环刀或取芯套筒质量(g)
d-环刀或取芯套筒直径(m)
h-环刀或取芯套筒高度(cm)
w-试样的含水量(%)
最后计算施工压实度:K=ρd/ρc×100
K-测试地点的施工压实度(%)
ρd -试样的干密度(g/cm3)
ρc-由压实试验得到的试样的最大干密度(g/cm3)
以上所述,路基在公路建设中,需要大量的机械设备,还需要大量的时间来完成,如果路基压实度还达不到标准,在以后的时间力,它会沉陷,从而导致面层出现裂缝、网裂,甚至龟裂,因而从它又需要大量的经费来修补,所以我们今后在施工过程中,我们必须使路基达到标准压实度;影响路基压实度的主要原因是,含水量和土本身性质,压实功能(辗压机械类型)辗压土层厚度和压实方法等。
三、 影响压实度的因素
(一)含水量对压实的影响
由土的三相分析可知,土中水分含量的变化,较大程度上影响土的性质的改变,对所能达到的密实度起着非常重要的作用,这主要是因为辗压时需要克服土粒间内摩阻力和粘结力,才能使土粒产生位移并相互靠近,适当的水在土颗粒间起着润滑作用,使土的内摩阻力减小,有利于土的压实;但又必须注意到,随着含水量的增加,土所外的状态发生变化,即可由半固态→硬塑态→软塑态→液态的过程转变,这些状态可用相对含水量加以区分,粘性土具体区分数值如表:
粘性土的状态与相对含水量的关系
土的状态
半固态
硬塑态
软塑态
液态
相对含水量(w/wl)
<0.4
0.4~0.7
0.7~1.0
>1.0
不同状态的土,对外力的抵抗能力是不同的,处在半固态状态的土,含水量只相当土粒最大分子引力吸湿度的含水量,此时土体强度高,可塑性很小,压实困难,温水则强度急剧下降(不密实);处于液态的土,含水量过大,土过分潮湿而称为粘滞流动状态,因此硬塑状态的土基容易通过压实获得最佳密实度和较好的水稳定型。土基在使用过程中,如能保持硬塑状态,便具有足够强度,行车作用下会出现较大变形破坏路面结构,如果路基土处于软塑状态,则由含水量偏高,约为最大毛细吸湿度的含水量,因此土基难于压实,在辗压过程中,可能会产生弹簧现象,变形较大。
由上表可知,路基土处于硬塑状态时的相对含水量范围为0.4~0.7,而对于某一土类来说,液限是定值,因此存在一个这样的含水量,即在此含水量条件下,用等量的机械工力去压实土基时,可以得到最大的密度,此含水量为最佳含水量(W。),对不同土类的最佳含水量,是在试验室,根据标准击实方法求得的。
通常来说,当土的含水量与最佳含水量W。时,土的干密度ρ随含水量增加而增加;当含水量达到最佳含水量时,干密度达到最大值ρ。(最大密实度);共继续增加含水量,即超过最佳含水量W。时,增加土的含水量对土的压实度有良好的作用,即水分起润滑减少摩阻力,土粒易于相对位移,重新排列成紧密结构的作用,在达到W。后,若继续增加含水量,反而对土基压实产生不利影响,此时水含量虽能继续减小内摩阻力,但单位土体中的空气体积已减小到了最小限度,而水的体积却在不断增加,由于水是不可压缩的,因此在同样的压实功下,难以改变土粒的原来位置,所以压实效果很差。
从而知道,当土的含水量等于最大分子吸湿度Wky时;土基具有最高强度,但此时土的状态处于半固态;当土的含水量W=Wky时理论上可以认为是土壤有塑性现象的开始,所压土壤在强度和密实上都起了显著的变化,但具有这种含水量的土基,其压实工作量是相当大的,因此土粒相对位移阻力大,不易重新排列成紧密结构。因此,在此种状态的强度虽大,但并非是最大密实度条件下的最高强度,即其剩余的孔隙率大,增大含水量,土的状态也将迅速发生变化。
以上所述不难看出,在相同条件下,土体压实后获得的最佳密度ρ0和最大强度Emax所对应的含水量大于最大吸湿度,这是因为含水量较小时,土粒同引力较大,需要很大的外力才能克服此引力,使土粒移动;土体的塑性变性小,强度高,但未能压实达到最佳密实度状态,土体孔隙较多,在含水量增加时,水分易于进入土中,强度迅速下降。
通常在工地现场施工后,试验室得到的结论,试样在饱水后密度和强度与饱水前比较两者数值都有降低,但降低幅度有差别,饱水前的相对含水量,其干密度的最大值均在最佳含水量,且饱水后的强度损失较小,饱水后的强度下降幅度大,土的状态也由半固态转变为硬、软塑态,其主要原因,在含水量达不到最佳时,在压实后,土中剩余孔隙少,浸水吸入水分不致改变土粒排列位置,在最大分子吸湿度Wkp的条件压实后,土中剩余孔隙较多,浸水后能吸入较多的水分,降低粘结力和内摩阻力而丧失强度。由此可得出:含水量是影响压实效果的决定性因素;在最佳含水量时,土体处于硬塑状态,较易获得最佳压实效果;压实到最大值密度的土体,水稳定性较多。
(二)土质对压实的影响
不同类型土的压实性能是不一样的,就填筑路堤而言,最适宜的是沙性土,这些土填筑的路堤沉陷小,而且可作为用路面的优良基础。
最难于压实的土是粘土,在潮湿的状态下,这种土不稳定容易发生剪切,粘土的特点是液限大,最佳含水量比其它土类大,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。
根据时间做压实试验,可以看出不同的土类具有不同的最佳含水量和最大密度,土粒愈细,最佳含水量绝对值就越高,而最大密度的绝对值则越低。这是因为土粒愈细,比表面积就愈大,需要较多的水分包襄土粒以形成水膜;此外粘土含有较多亲水性的胶体性质,因此需要较好的水分,沙土类的颗粒较粗,呈松散状态,水分易散失,因此最佳含水量的概念对沙土没有多大实际意义。
通过以上分析,从压实性角度来选择填筑路堤的土类时,最好是选用砂砾土,砂土或砂性土。
(三)压实功能对压实的影响
所谓压实功能即压实土壤所消耗能量之大小,而对某一种土类的最佳含水量和最大干密度是随压实功而变化的,根据试验表明,压实功能愈大,土的最大干密度也愈大,而土的最佳含水量愈小。
压实功能的调节主要靠机械重量(压实力)和辗压(夯击)次数的增减来实现,一般来讲,光面滚筒式压路机对粘性土的薄层压实最为有意义,一般不用作厚层土基的压实,羊足压路滚具有较大的单位压力,所以常用作路基或基坑土后初压工作,特别对湿度较大颗粒大小不等的粘性土壤效果好,对于松散细小均匀的砂土类则完全不起作用,轮胎式压路机能适应土壤条件的压实,使用范围较广,压实效果好等优越性。
夯实用的机具有如50KN落高1~2m的夯击板等,它适于工作面狭窄的沟槽复土,桥涵接头处填土及路基土的压实,振动捣实主要是采用振动压路机,它对压实非粘性土效果最好。
不同的压实机械,其压力传播的有效深度也不同,夯击式机具压力传播最深,振动式次之,辗压式最浅。根据这一特性,常用的压实机械具有参考压实和辗压厚度和辗压遍数来决定的,一种机械的作用深度,在压实过程中不同是固定不变的,土体松软压力传播较深,随着辗压遍数的增加,上部土层逐渐密实,土的强度相应提高,其作用深度也就逐渐减少,当压实机械的重量不大时,荷载作用时间越长,土的密度越高,密实度的增长速度随时间而减少,而压实机具很重时,土的密度随施荷载时间增加而迅速增加,超过某一时间限度后,土的变形急剧增加,甚至达到破坏,当压实机械过重时,以至超过土的强度极限时,会立即引起土体结构破坏。
此外,辗压速度越高,压实效果越差,因此施工时应按照这些特性,根据不同的土质来选择压实机械,来确定每层压实厚度,辗压遍数及行使速度等。
在施工现场,可用试验段的方法确定某种压实机械的实际最佳含水量,具体方法是将土铺成一定的厚度,在不同含水量下用压实机械进行辗压,并保持辗压遍数不变,辗压后,测定不同含水量下土的干密度,然后绘制密度--含水量关系曲线,利用这关系曲线确定实际的最佳含水量和最大干密度。在纵坐标上标出要求干密度,并画出水平线与横坐标平行,这样,可能出现三种情况:
1)直线在含水量干密度关系曲线上下通过;
2)直线与含水量干密度关系曲线的顶点相切;
3)直线与含水量干密度关系曲线两点相交。
含水量(%)
干
密
度
(g/cm3)
2.0
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
0
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
如果直线在曲线上方通过,即第一种情况,则说明辗压后干密度未满足要求,所以必须增加辗压遍数或减薄填土层厚度或改用较重的压路机。
如果直线与曲线顶点相切,即第二种情况,则证明理论可以增加填土层的厚度或减少辗压遍数或采用较轻的压实机械。
现场实际施工时,土的含水量不可能是均匀的,经过一定辗压遍数后测得的干密度也不可能都相等,经常具有一定的误差。例如对于干密度偏差达到3-4%,因此根据上述方法确定辗压遍数或填土厚度时,必须考虑这种不均匀性,也就是说应该采用上图所示的要求干密度的这跟直线与曲线在两点相交,但又接近了曲线的顶点。
以上我们描述了路基压实度在施工中的影响,接下来我们谈一谈路基压实度在现场质量控制。
路基是公路工程是重要组成部分,它是路面的基础,路基质量的好坏,将直接影响到路面使用性能,路面的损坏继续与路基排水不畅、压实质量不够,整体强度偏低等有直接关系,而且路基破坏后,修复难度大,工程费用高,由此可见保证路基的承载力和稳定性对提高路面使用品质的重要性不言而喻;因此,对于高等级公路的路基工程应严格按照交通部颁布的有关路基工程施工技术规范和技术标准的规定精心施工,并严格监控把关,以保证路基工程具有足够的强度,稳定性,和耐久性以及经济合理性。此外,还应考虑到养护、运营和当地自然条件等方面的具体情况,同时还应该加强对生态环境方面的保护。
施工单位在路基施工中,要求路基必须密实、均匀、稳定,能为路面提供坚实、可靠的基础。在施工过程中,影响现场压实度主要原因:土质含水量以及机械设备土的级配以及地层的强度和压实度。路基在辗压时,并不是这些因素独立起作用,而是这些因素共同起作用。因此高等级公路进行路基施工时,施工单位应不同的施工方案作试验路段,从中选路基压实的最佳方案。
铺筑试验段需制订试验方案,其目的是在压路机的情况下,找出达到压实标准的最经济的铺筑厚度和辗压次数。确切的说,就是寻求铺层厚度与辗压次数之比的极大值,试验路段位置应选择在地质条件,断面形式均具有代表性的路段,路段长度不宜小于100m,具体实施可以按以下步骤进行:
① 取代表性土样做重型击实试验,确定土的最佳含水量W和最大干密度ρdmax,并绘制干密度与含水量的关系曲线;
② 根据土的干密度与含水量关系曲线来控制土的含水量W0
③ 确定铺层厚度和辗压遍数。一般可根据辗压路机械的功能及土质情况确定,铺层厚度,高等级公路一般应松铺厚度30cm进行试验,以确保压实层的匀质性。
④ 砂性土需辗压次数少,粘性土需辗压次数多,光轮压路机辗压次数较多,轮胎式压路机次之,振动式压路机和夯击机次数最少。
⑤ 通过试验段的铺筑及有关数据的检测,写出试验段报告,最后确定土的适宜铺筑厚度,所需压实遍数及填土的实际含水量,以利施工中控制。
在路基的施工当中,为了达到压实的标准,主要就是在机械上是应怎样选择,我们先了解一下机械化施工的意义及特点:
1.工程机械化施工的意义:
路基工程机械化施工,是指合力的选用施工机械,科学的组织施工以完成工程作业的全过程,工程机械的度量用机械化程度表示。
1)但机械化程度还未能表示机械化施工的意义,它有着更广泛的含义;即不仅体现于机械化程度,而且更注重于机械的管理水平上,应当理解为涉及施工机械,施工技术,施工组织及施工管理等双学科的现代施工技术。它包含以下三方面的意义:
2)在高等级公路的机械化施工中,高等级公路不仅受各种自然条件的影响很大,而且战线长,工程量大,运用机械数量多,种类繁杂。所以应运用科学的管理技术,对施工组织计划进行优化,以最佳方案组织施工,才能更好的发挥机械化施工的作用,体现机械化的优越性。
3)不断采用先进的机械设备,取代使用中的低效,高耗能的落后机械,加强施工机械的设备维修和科学管理是提高机械化施工水平的重要内容。
2.高等级公路的机械化施工是减轻劳动强度,提高功效,加快建设速度,保证工程质量,节约资金和降低成本的重要手段,与人力施工相比,具有其特殊性,因而在施工的技术,组织和管理上有更高的要求。
1)能完成独特的施工任务,有些工程或工序是人力作无法做到的,或者具有一定的危险性,必须借助于工程机械才能达到预期的设计要求。
2)能改善劳动条件,使用操作灵活,性能优良的工程机械可以代替大量的体力劳动,并能在一定工期内和有限的工作面上完成大量工作。
3)机动灵活,对于高等级公路施工战线长的工程,随着工程的进展,施工队伍转移是经常不断的,相对而言,机械的调转比起大批人员转移方便的多。适用于流动性大的工程施工。
3.路基工程机械化的施工要求:
1)需要有严密的施工组织与管理,需要有充足的燃料能源,要有附属设施和维修设备,良好的零配件供应及相适应的运输条件,更需要具有一定业务专长的技术干部和技术工人。
2)为了在整个施工过程中,各个作业,各道工序均衡协调,需要有数够数量、种类及规格的机械设备,投资比较的。
工程数量在施工进度,控制路基压实是合理选择机械的重要依据。一般为了保证施工进度,控制压实度提高经济效益,工程量大,工期紧时应采用大型机械,而工程量小时,则采用中、小型施工机械。
土壤的性质不同,有效的压实机械也不同。正常情况下,辗压砂性土采用振动压路机效果最好,夯击式压路机次之,光轮压路机最差,辗压粘土采用捣实式和夯击式最好,振动式稍差。各种压路机都有其特点,可以根据土质情况合理选用,具体参表如下:
各种土质适宜的辗压机械
土的类型
机械名称
细粒土
砂砾土
砾石土
巨粒土
备注
6~8t两轮式光轮压路机
A
A
A
A
用于预压平整
12~8t三轮光轮压路机
A
A
A
A
最常适用
20~25t轮胎式压路机
A
A
A
B
最常适用
羊足碾
A
C或B
C
C
粉、粘土质砂可用
振动压路机
B
A
A
A
常使用
凸快式振动压路机
A
A
A
A
用于细粒
手扶式振动压路机
B
A
A
A
用于峡谷地点
振动式平板夯
B
A
A
B或C
用于峡谷地点
手扶式平板夯
A
A
A
B
用于峡谷地点
夯锤(板)
A
A
A
A
夯击影响深度最大
推土机、铲运机
A
A
A
A
仅用于推平土层和预压
注:(1)表中符号:A代表使用;B代表无适当的机械时可用;C代表不适用。
(2)土的类型别按《公路土工试验规格》(JTJD51)的规定划分。
(3)特殊土和黄土,膨胀土、盐渍土等的压实机械选择可按细粒土考虑。
(4)自行式压路机宜用于一般路堤、路基、路堑基底的换等的压实宜采用直式进退进行。
(5)羊足碾包括凸快式年,条式辗压应用光轮压路机配合适用。
对于高速公路路基压实密度宜采用振动压路机35-50t压路机进行。
四、含水量在路基压实过程中的控制
在路基压实过程中,为了提高路基的压实效果,我们必须更好的控制土的含水量,含水量不易过大,也不易过小,我们要保证压实最佳含水量才能取大最大干密度,也就是有效的控制含水量后,才能可靠的压实到压实标准,土的含水量控制在接近压实最佳含水量辗压是确保正常施工的基本条件,但最大偏差不宜超过+(-)2%,这时所得效果最好,施工中当需要对土采用人工加水时,达到最佳含水量所需要加水量可按下式估算:
m=(W-Wo)Q/1+ Wo
m---所需加水量(kg); Wo---土原来的含水量(以小数计)
W---土的压实最佳含水量(以小数计)
Q---需要加水的土的质量(kg)
必须注意到:需要给土加水宜在取土前一天浇洒在取土坑内的表面,使其均匀渗入图中,也可将土运至路堤上后,用水车均匀适量地浇洒在图中,并用拌和设备拌和均匀。
以上我们讨论在现场控制压实过程中,怎样确定压实机械诶,最佳含水量,铺筑试验段确定压实遍数等,如果确定了压实机械,最佳含水量和压实遍数后,既可对路基进行压实施工。
在辗压前,检查土的含水量是否合适,如果不合适,不要急于辗压,而是要采用处理措施,含水量过大时,就把土推铺晾晒,如含水量过小时,就把土洒水润湿,直到达到最佳含水量范围之内。开始辗压时速度应放慢,最大速度不宜超过4km/h;辗压时直线段由两边向中间,小半径曲线段由内侧向外侧,纵向进退式进行;横向接头对振动压路机一般重叠0.4~0.5m,对三轮压路机一般重叠,后轮宽的1/2,前后相邻两区段宜采用纵向重叠1.0—1.5m,应达到无漏压,无死角,确保粘液均匀,采用振动压路机辗压时,第一遍不应振动,先静止,后振动,自爱振动辗压过程中,先慢后快,由弱至强振。
有大型运载车辆的标段,应合理安排行车路线,充分利用大型车辆对路基的压实作用,大型车辆轴载大,对路基具有压实作用,但是长时间在同一路线上行使,会导致过度辗压,形成车辙,反而对路基有害,施工时应尽量让车辆在路基全幅宽度内分开行使,避免给施工队伍带来不必要的经济损失。
高等级公路在填方过程中,路基压实施工流程见图:
压实度检验方法确定 铺筑符合标准
机械操作手进场 ·含水量接近最佳值。
标准干密度呈扳 ·土料中无不事宜材料
试验路段已被批准 ·表不致平整几何对不符合要求
·松铺厚度
·先轻型压路机后加重压路机
碾 ·先慢后快
压 ·由边缘向中心碾压 口头同意碾压
·前后二次轮迹重叠15~20cm
不合格 ·压实度达到标准 合 填报工序报验单及自检
自 ·外观表面平整天大起伏 格 资料申请检查、经签认
检 ·无“弹簧”“干松”现象 后继续上土
填方路基压实施工流程
五、路基压实在施工中的质量控制
路基的压实度是路基所测土层实际达到的干密度与室内标准击实试验所得最大干密度的比值。根据《公路路基施工技术规范》(JTJ033)规定,高等级公路路基压实度的标准见表:
高等级公路路基压实度标准(重型击实法)
填挖类型
深度范围(cm)
压实度(%)
路堤
上路床
0~30
>95
下路床
30~80
>95
上路堤
80~150
>95
下路堤
>150
>95
零填及路堑路床
0~30
>95
注:(1)表列压实度以交通部颁发的《公路土工试验规程》(JTJ051)重型击实试验为准。
(2)特殊干旱地区的压实标准可降低2%--3%.
(3)在侧路基压实度时,一般采用环刀法,在采用环刀法时,环刀中部处于压实层后1/2深度,用核子仪试验时,应根据类型按说明书要求办理。
多雨潮湿地区的粘性土,应按轻型击实法方法来进行,当天然稠度小于1.1液限大于10,塑性指数大于18的粘质土用做高速公路上路府的填料,应采用各种措施达到上表的压实度,上述土用下路床及上、下路堤的填料时,当进行处治或采用重型压实度确实于困难时,可采用轻型击实标准。填料经翻拌晾晒分层压实后,压实度应符合下表:
路基压实标准(轻型击实法)
填挖类型
深度范围(cm)
压实度(%)
路堤
上路床
0~30
>95
下路床
30~80
>95
上路堤
80~150
>95
下路堤
>150
>95
路堑路床 0~30 >95
重型击实试验法与轻型击实试验法相比,重型击实法增大了约4.5倍击实功,从而提高了路基压实度。其所得最大干密度,对砂性土约提高6% ~10%,粘性土约提高10%~18%,而最佳含水量则有所降低,砂性土降低约1%~3%,粘性土降低约3%~9%,以上可以看出,重型击实法与轻型击实法有很大差别。
六、路基压实在施工过程中的质量检测
为了确保路基能达到规定的压实要求,必须认真做好压实质量的检查与评定工作,在检测路基压实度,一般采用环刀法,环刀法的步骤以及方法我们已经在前边叙述过,我在应该说明一下路基压实质量监控工作流程,画图如下:
·检查已铺土含水量,有无不适用材料
·批准标准干密度
·铺筑是否大致平整,压实机具体到场
·松铺厚度
口头同意碾压
施工 ·控制含水量碾压遍数
监理 ·碾压程序和方法符合要求
旁站 ·处理表面“弹簧”“干松”
检查
不合格 按频率抽检压实度每月或每 合格 签认工序报验
3~4层检测各部位几何尺寸 单进入计量
路基压实质量监控工作流程
在检测路基压实度当中有一个要求:每一压实均应检测压实度,合格后方可填筑其上一层。检测频率每2000m2检测8点,不足200m2时,至少应检测2点。必要时可根据需要增加检测点。
压实度的检测以一个工班完成的路段压实层为检测单元比较恰当,如检测不合格能及时补压,不致等待过久而含水量变化过大。检测段的压实度K按下式计算,若K大于压实度的标准值,则为合格:
K=K-S·(ta/√h)≥ K
式中: K---检测评定断的压实度;
K---检测评定段内压实度的平均值;
Ta---t分布表中随测点数和保证率而变的系数,对高速公路保证率为95%
S---检测值的均方差;
n---检测点数,应不少于8~10点,对高速公路一般取高限。
K0---压实度标准值。
在路基施工过程中,路基达到碾压遍数后,试验人员应及时检测路基压实度,如果达不到规范要求,必须自行补压,不要等含水量发生过大变化时,补压已经来不及了。如果路压实度达到规范要求,申报监理工程师进行抽检。
路基是路面的基础,路基的压实度很重要如果路基压实不够,它会容易出现沉陷现象,路面会出现裂缝,严重时,路面会出现网裂,甚至龟裂,使公路经常处于维修状态,影响交通运输,给企业和国家造成不必要的经济损失。现在陕西省多高速公路同样出现这样的问题,一般设计年限都为15年,但却使用8年就出现了大面积沉陷,路面出现严重的车辙、网裂,这些公路不得不大修,许多问题都出现在路基方面,路基强度、稳定性,压实度都出现了不符合设计规范要求,这些都出现爱施工队伍中,他们为了赶工期,没日没夜的干,所以都出现了这样和那样的问题,所以我们在施工过程中,一定要使路基压实度达到标准。
我们在以上都描述了各种因素对压实度的影响,以及在施工过程中为了达到路基压实度的规范要求,应该怎样选择机械设备和集料,最佳含水量等各方面来控制路基压实,所以我们以后在施工过程中,我们要选择好施工机械,土的含水量达到最佳,使压实度达到规范要求,使路基不再发生沉陷,给国家换回些不必要的经济损失。
七、结束语
随着高速公路的飞速发展,对于质量的要求已成为我们每个人关心的问题。只要我们把提高压实度放在首要位置,把最基本的工作保证好,一定可以将公路质量提高到一个新的水平。
日期:二00九年三月
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