瞿德春 楊麗
摘要:公路工程中路基施工質(zhì)量的好壞,直接決定了路面的使用壽命。路基施工的質(zhì)量控制中,路基的壓實(shí)度控制是最重要的。本文通過研究分析影響路基壓實(shí)度的土質(zhì)、含水量、壓實(shí)方法與壓實(shí)機(jī)械等因素,同時(shí)結(jié)合施工情況,總結(jié)出在路基壓實(shí)中針對各因素應(yīng)注意的問題,從而確保路基壓實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,同時(shí)為以后路基壓實(shí)施工提供了參考。
關(guān)鍵詞:土質(zhì) 含水量 壓實(shí)機(jī)械 質(zhì)量控制
在整個(gè)公路結(jié)構(gòu)中,路基的壓實(shí)度在一定程度上體現(xiàn)了其質(zhì)量,通常情況下是確保路面質(zhì)量的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,巖土自重、路面重量,以及路面?zhèn)鬟f下來的行車荷載等都是通過路基來承受的,通常情況下屬于線型結(jié)構(gòu)物,其特點(diǎn)是路線長,與大自然接觸面廣。對于路基的施工質(zhì)量、穩(wěn)定性等,通過壓實(shí)度可以充分的體現(xiàn)。土質(zhì)、含水量以及壓實(shí)機(jī)械等方面是決定公路工程中路基壓實(shí)度質(zhì)量控制的關(guān)鍵所在,下面就這三個(gè)方面重點(diǎn)論述。
1 分析土質(zhì)
1.1 土質(zhì)的壓實(shí)特點(diǎn) 通常情況下,砂礫土、礫土和亞砂土是填筑路基的最好填料,這是因?yàn)椋哼@些調(diào)料具有較小的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力,較強(qiáng)的滲水能力,含水量空間較大而且較為合理,同時(shí)容易壓實(shí),在一定程度上具有優(yōu)越的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,在遇到水的情況下,不至于過分的軟化,通常情況下,選用這些土作填料,在一定程度上不易導(dǎo)致路基發(fā)生沉陷;相對來說,在土質(zhì)方面,粉質(zhì)土和細(xì)砂土稍差,這些低粘性土雖然比較容易壓實(shí),但是這些土在飽和狀態(tài)下比較容易變成流塑狀,其承載的能力在一定程度上會降低,甚至?xí)?。在填筑路堤的過程中,如果選用這種土,在水文地質(zhì)條件較好時(shí),那么路基的穩(wěn)定性比較好,但是需要相應(yīng)的防護(hù)工程與之相配套,否則在一定程度上容易受到水的沖刷;與粉質(zhì)土相比,對亞粘土和重亞粘土進(jìn)行壓實(shí),雖然存在一定難度,但仍然是比較好的填料,在粘性和不透水方面,這些土表現(xiàn)的極為優(yōu)越;通常情況下,對于粘土來說,進(jìn)行壓實(shí)存在一定的難度,這種土在潮濕環(huán)境下,往往會表現(xiàn)出較差的穩(wěn)定性和塑性,并且剪切極易發(fā)生,在干燥狀態(tài)下,這種土的水分喪失比較容易,進(jìn)而在一定程度上使得土體發(fā)生龜裂,對于這種土來說,液限大,最佳含水量大,最大干密度小是這種土的特點(diǎn),對于路基來說,如果碾壓不實(shí),“彈簧土”容易出現(xiàn)在路基中。所以對路基進(jìn)行填筑時(shí),通常情況下不宜選用該土。由于石料自身透水性、抗剪強(qiáng)度和壓實(shí)密度大較強(qiáng),以及具有較小的沉陷量,所以充當(dāng)填方材料比較好。但是,在粒徑成分方面,由于組成填石路堤的塊石存在一定程度的差異,并且在物理力學(xué)性能方面,不同巖石存在的差異較大,在路基和路面重力及行車荷載的共同作用下,以及受到自然環(huán)境等因素的影響和制約,使得填石路堤的石料在一定程度上容易被壓碎,發(fā)生沉降、收縮等現(xiàn)象,在一定程度容易發(fā)生局部,甚至在一定程度上造成大面積滑坍。
1.2 施工中注意土質(zhì)變化 在路基施工過程中,需要高度注意土質(zhì)的實(shí)際情況,由于土質(zhì)在性質(zhì)、最大干密度、最佳含水量方面存在差異。在施工過程中,這一點(diǎn)如果不注意,而是生搬硬套最大干密度標(biāo)準(zhǔn),雖然使用的機(jī)械相同,碾壓的遍數(shù)相同,并且相同的松鋪厚度,但是與設(shè)計(jì)要求相比,壓實(shí)度始終達(dá)不到規(guī)定要求。因此,對施工現(xiàn)場進(jìn)行管理的過程中,測試人員需要結(jié)合實(shí)際的土場、土質(zhì)等對土樣進(jìn)行試驗(yàn),對土料的最大干密度和最佳含水量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
2 含水量
2.1 最佳含水量 通常情況下,確保路基壓實(shí)度質(zhì)量的關(guān)鍵工序就是控制填料(土)的含水量。為了保證將土壓實(shí)到設(shè)計(jì)要求規(guī)定的最大干密度,土體中含有的最佳含水量,通常被稱為最佳含水量,記為w0。在施工過程中,按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn),進(jìn)一步對最佳含水量進(jìn)行確定,在一定程度上嚴(yán)格控制含水量,進(jìn)一步保證壓實(shí)度。通常情況下,越是嚴(yán)格控制含水量,那么碾壓效果就越好。
2.2 控制含水量 ①天然含水量的變化。在施工過程中,需要測定取土場中土的天然含水量,測定的內(nèi)容通常情況下,包括:時(shí)間、天氣、季節(jié)的天然含水量等;按照最佳含水量進(jìn)行計(jì)算需要補(bǔ)充的水量。在取土之前及時(shí)澆筑所需的水,并且在一定程度上讓水充分均勻地滲透土體中,碾壓之前需要進(jìn)行測試,在一定程度上達(dá)到最佳的含水量。②選擇取土場。對于高速公路路基進(jìn)行施工,由于需要大量的土石方,按照設(shè)計(jì)取土場分布比較分散,場地?cái)?shù)量多,并且土場土質(zhì)之間存在一定的差異,壓實(shí)性能也不同。在施工過程中,充分利用就近原則,遵守新頒布的《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定,首先通過CBR 試驗(yàn)對所選土場土樣進(jìn)行測定;其次在合理含水量區(qū)間選擇天然含水量合適的土場,在一定程度上減少灑水量。所以在施工過程中,為了確保土質(zhì)質(zhì)量,需要先進(jìn)行CBR 試驗(yàn)再對土場進(jìn)行確定。③碾壓時(shí)控制含水量。在擊實(shí)試驗(yàn)中,求出最佳含水量,進(jìn)而與最大干密度相適應(yīng),達(dá)到該含水量時(shí),才能對土體進(jìn)行壓實(shí)。因此,土層虛鋪后,需要對土的含水量w進(jìn)行測定,同時(shí)與w0進(jìn)行比較,如果w>w0,證明土質(zhì)太濕,需要晾干或者摻灰后才能進(jìn)行壓實(shí)處理。
3 壓實(shí)方法與機(jī)械的影響
3.1 壓實(shí)功能 對于同一種土來說,隨著壓實(shí)功能的增加與完善,其最佳含水量在一定程度上將會隨之增加。在含水量相同的條件下,如果壓實(shí)功能越大,那么相應(yīng)的密實(shí)度就越高,對于密實(shí)度不足的土壤,需要進(jìn)行補(bǔ)充壓實(shí),通常情況下,采用大擊實(shí)機(jī)械來實(shí)現(xiàn),進(jìn)而在一定程度上達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度。對于含水量較大的土,增大壓實(shí)功能在一定程度上引發(fā)“彈簧現(xiàn)象”,一方面達(dá)不到壓實(shí)效果,另一方面造成返工,浪費(fèi)嚴(yán)重。
3.2 選擇壓實(shí)機(jī)械 ①對于粘性土通常情況下,選用羊足(凸塊)、光輪,以及振動(dòng)壓路機(jī)等進(jìn)行壓實(shí),對于均勻的砂質(zhì)土通常選用輪胎壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí),如果土體中含有砂石、碎石、礫石等通常采用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí),并且壓實(shí)效果非常理想。②對于含水量較小,并且加水濕潤難度較大的填土,通常情況下,通過重型壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行壓實(shí);對于含水量較大,并且干容重較低的填土,通常利用輕型機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)。③對于壓實(shí)機(jī)械來說,由于規(guī)格不同、機(jī)械類型不同,進(jìn)而在一定程度上對不同的施工條件的適應(yīng)性也存在很大的差異,主要表現(xiàn)為:通過重型光輪壓路機(jī)對粘性薄層土壤進(jìn)行壓實(shí)效果最好,但是對于含水量高的粘土或者粒度均勻的砂土重型光輪壓路機(jī)不適用;與其他機(jī)型相比,對深層的路基大型振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)效果好;對于小規(guī)模的工程和狹窄場合,小型振動(dòng)壓路機(jī)和小型夯實(shí)機(jī)械比較適用,對構(gòu)筑物回填土進(jìn)行壓實(shí)效果較好。④在選擇和配備壓路機(jī)械的過程中,工程類型、規(guī)模,以及壓實(shí)作業(yè)允許時(shí)間等通常是需要加以考慮的重要因素。
3.3 壓實(shí)厚度的影響 壓實(shí)厚度在一定程度上影響和制約著壓實(shí)效果,尤其是在相同的壓實(shí)條件下,土基的密實(shí)度隨著深度的增加而逐漸遞減,不同的壓實(shí)機(jī)械在有效壓實(shí)深度方面通常情況下存在較大的差異。因此,在施工過程中,需要結(jié)合壓實(shí)機(jī)械的類型、填料的性質(zhì),以及對土基壓實(shí)的要求等,在一定程度上通過鋪設(shè)試驗(yàn)段,確定路基填土分層的最佳厚度。
3.4 在路基碾壓前,對作業(yè)參數(shù)進(jìn)行確定和調(diào)整 ①初壓:通常情況下,初壓就是對鋪筑層進(jìn)行最初的1 遍~2 遍的碾壓作業(yè)。通過初壓對路基進(jìn)行碾壓處理,一般情況下借助重型履帶式拖拉機(jī)或者是羊足(凸塊)等機(jī)械設(shè)備對鋪筑層進(jìn)行初次的碾壓,并且碾壓速度控制在1.5km/h~2km/h。②復(fù)壓:通常情況下,在初壓的基礎(chǔ)上實(shí)施復(fù)壓處理,復(fù)壓通常情況下是對鋪筑層進(jìn)行5遍~8 遍的壓實(shí)作業(yè),復(fù)壓作為主要的壓實(shí)階段,進(jìn)行復(fù)壓作業(yè)時(shí),充分發(fā)揮壓路機(jī)的最大壓實(shí)功能,在一定程度上使被壓層迅速達(dá)到設(shè)計(jì)要求。③終壓:對于鋪筑層,在竣工前進(jìn)行最后1遍~2遍碾壓稱為終壓。在修筑路基分層的過程中,通常在最后一層實(shí)施終壓處理。在一定程度上使壓實(shí)層表面達(dá)到平整度要求,通常情況下,這是進(jìn)行終壓的最終目的。
4 結(jié)束語
在公路的施工中,公路的路基質(zhì)量直接決定了公路的整體質(zhì)量。因此在公路施工中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)路基的施工管理,保證公路施工的質(zhì)量。
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