周子筠龍程理鄭立安(武昌工學院土木工程學院中國市政工程中南設計研究總院有限公司)
公路路基路面壓實施工技術(shù)研究
周子筠1龍程理2鄭立安2
(1武昌工學院土木工程學院2中國市政工程中南設計研究總院有限公司)
路基路面壓實是公路工程中一項重要的施工環(huán)節(jié),決定道路質(zhì)量的重要部分。文章從施工角度出發(fā),探討了路基路面壓實的方法及施工影響因素;壓實度作為評價路基路面壓實效果的重要指標,以試驗的方法研究了填土厚度對壓實度的影響。
路基路面;壓實;填土厚度
路基路面壓實施工的影響因素有很多,據(jù)實際工程應用表明,含水量、碾壓設備、碾壓方式是影響工程質(zhì)量的主要因素。具體采用的措施減小該類因素的影響主要有:
1.1 含水量
壓實度是填土工程的質(zhì)量控制指標,是指土或其他筑路材料壓實后的干密度與標準最大干密度之比,以百分率表示壓實度的測定[1]。壓實度是路基路面壓實度是路基路面施工質(zhì)量檢測的關(guān)鍵指標之一,表征現(xiàn)場壓實后的密度狀況,壓實度越高,密度越大,材料整體性能越好。土體含水量較多,水分發(fā)揮潤滑作用,從而導致混合料碾壓干密度存在較大的差異;土體含水量較少時,土顆粒的擠壓空間較小,使土顆粒之間密實度和黏著力較大,提高壓實效果。
1.2 碾壓設備
碾壓設備對路基路面壓實度影響很大,合理地選擇壓實設備可以有效地提高路基路面的強度和壓實度。碾壓施工工藝也會對壓實度產(chǎn)生不同的影響,一般采用先先邊緣后中間、先輕后重、先慢后快的原則,選擇碾壓方式需考慮各個路面的實際情況[2]。大量的實踐表明碾壓的速度在一定程度上能夠決定施工質(zhì)量的好壞,速度過大,會導致路面出現(xiàn)起伏、褶皺等變形;速度過小,會導致路面承受荷載下降,破壞路面。
1.3 壓實功
壓實功指壓實機具的重量、碾壓次數(shù)或錘落高度、作用時間等對壓實效果的影響,是除了含水率和壓實厚度以外的另一個重要因素[3]。同一種土的最佳含水率w0,隨著壓實功的的增大而減小,最大干密度γ0則隨壓實功的增大而提高;在相同含水量條件下,壓實功愈大,土體的壓實度愈高。用增加壓實功的辦法來提高土體強度的效果,有一定限度,壓實功增加到一定限度以上,其提高效果不再顯著。
2.1 靜力壓實
依靠重物自身的重力對填料進行壓實,由于受重物尺寸和重量的限制。壓實工程一般為:首先進行靜力壓實,雙輪雙震動壓路機在110C° 條件下,連續(xù)2次以上實施靜力碾壓。其次采用同樣的機械,溫度維持在60C° 左右,連續(xù)碾壓4~5次,該過程稱為綜合碾壓。要保持勻速碾壓,從高到低的順序進行施工。
2.2 振動壓實
在振動壓路機上安裝振動壓路器,將高頻率振動傳遞給壓實土體,減小土體顆粒間的摩擦力,達到增大土體密度的目的[4]。振動壓實的機理在于填料顆粒的相對運動,并不是依靠振動產(chǎn)生的壓力來壓實被壓材料,振動壓實不僅作用深度較大,而且能獲得較大的壓實度。
2.3 夯擊壓實
夯擊在原理上都是利用勢能轉(zhuǎn)化為沖擊能來壓實填料。由于能量的轉(zhuǎn)換使得夯擊對填料的單位沖擊能很大,在沖填料中產(chǎn)生很大剪切應力和法向應力,從而能有效地克服填料的內(nèi)聚力,大大壓縮填料,夯擊壓實可以獲得最大壓實度。
2.4 沖擊壓實
沖擊壓實兼有靜壓、振動壓實和夯擊設備的碾壓效果,在沖擊作用下土體顆粒重新組合,強迫排出在土顆粒之間的空隙,細顆粒逐漸填充到粗顆??障吨?,從而使填料得到進一步的密實,形成較高的強度。
3.1 工程概況
以山東某省道為例,評價路基壓實指標和評價方法。該省道位于山東中部,是連接山東東西交通的主要干道之一,道路區(qū)域具有豐富的地下會資源,埋藏較淺,儲量豐富,沿途河流較多。該區(qū)域?qū)儆谂瘻貛Ъ撅L氣候,降水較為集中,雨熱同季,且春秋短暫、冬夏較長,氣溫溫差較異,陽光光照時間充足。
3.2 路基壓實評價方法及試驗結(jié)果分析
3.2.1 評價方案
現(xiàn)場施工過程中評價壓實效果的主要方法是灌砂法,采用這種方法只能評價一個碾壓層的路基壓實度值,而不能對路基整體或某一深度處的壓實效果進行評價。采用落錘式彎沉儀既可以檢測舊路基的狀態(tài)也可評價新路基整體的壓實效果,但不能評價到任意深度處的壓實效果。本文采用簡易貫入儀進行評價。采用“振動+靜壓”方法進行壓實,在含水率為15.5% 2%± 和填土厚度為20cm的條件下,設計方案為:
工況一:取試驗段100m,振動壓路機碾壓1遍后,再微振1遍,高振2遍,靜壓5遍,碾壓速度為1檔。
工況二:選擇試驗段100m,振動壓路機靜壓1遍后,微振1遍,靜壓6遍,碾壓速度同工況一。
3.2.2 試驗結(jié)果及評價
對以上設計方案進行試驗后得到相應的結(jié)果表明,在高振2遍后,壓實度變化比未經(jīng)過高振情況變化明顯,壓實度增加較快,又可以達到縮短工期的目的。若工程處于夏季,因夏季雨水較多,路基填土的含水量較大,工況一的方法有可能出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象,嚴重影響施工進度。建議選用工況一的方案。
公路路基路面壓實是公路工程施中的重要環(huán)節(jié),應當受到施工人員的重視。壓實度是一個評價路基路面壓實效果的重要指標,影響壓實度的因素較多,主要是壓實機械、含水率、填土厚度、壓實方法等。本文以實際工程為背景,介紹了壓實度現(xiàn)場試驗方法,以及填土厚度對壓實度的影響,其結(jié)果表明該工程最佳填土厚度建議取25cm,能夠滿足壓實度的要求。
[1]孫伯文,劉柳,張君緯.路基壓實的施工實踐與研究[J].河北交通科技,2008,(2).
[2]劉安東,陳偉.壓實度對路基回彈模量影響分析[J]. 吉林交通科技,2009,(1) .
[3]曹建寧. 公路工程路基路面壓實施工技術(shù)[J]. 交通世界. 2015,8:126~127.
[4]張作海. 公路路基路面工程質(zhì)量控制方法研究[D]. 長安大學, 2009.
G322
B
1007-6344(2016)04-0341-01
周子筠,女,1990年7月,湖北,碩士,建筑與土木工程,助教,武昌工學院土木工程學院
龍程理 男 中國市政工程中南設計研究總院有限公司
鄭立安 男 中國市政工程中南設計研究總院有限公司