公路路基施工工程影響路基壓實(shí)度的因素有哪些？

 

當(dāng)前，壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)是造成路面破損,使用狀況差,通行能力差,交通事故多的主要原因。這些給路面使用性能的發(fā)揮帶來(lái)了不利影響。公路上經(jīng)常看到路面開(kāi)裂、沉陷等病害,究其原因,病害出現(xiàn)在路面上,但病根往往在路基上。

 

路基施工的質(zhì)量如何、是否穩(wěn)定，主要體現(xiàn)在壓實(shí)度上。路基及回填土的壓實(shí)，目的在于提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低路基的透水性，減少由其引起的不均勻變形，從而保證路面具有足夠的抵抗車(chē)輛荷載作用的力學(xué)強(qiáng)度和穩(wěn)定性能，提高道路的使用年限。在公路施工中，影響路基壓實(shí)度的因素有含水量、碾壓層厚度、碾壓遍數(shù)和碾壓速度、壓實(shí)機(jī)械以及填料等。

含水量對(duì)路基壓實(shí)度的影響

水的多少對(duì)土的密實(shí)度就起了非常重大的作用。壓路機(jī)碾壓所做的碾壓功需要克服土顆粒間的內(nèi)摩擦阻力和粘結(jié)力后才能使土顆粒產(chǎn)生位移并互相靠近。土的內(nèi)摩擦阻力和粘結(jié)力是隨密實(shí)度增加而增大的。土的含水量小時(shí)，土顆粒間的內(nèi)摩擦阻力大，壓實(shí)到一定程度后，一定噸位的壓路機(jī)的壓實(shí)功不能再克服土的抗力，干容重不再提高；當(dāng)土的含水量逐漸增加時(shí)，水在土顆粒間起著“潤(rùn)滑劑”的作用，使土的內(nèi)摩擦阻力減小。

 

因此，同樣的壓實(shí)功可以得到較大的干容重。但是，并不是含水量越大越好。因?yàn)楫?dāng)土的含水量繼續(xù)增加到或超過(guò)某一限度后，雖然土的內(nèi)摩擦阻力還在減小，但水的體積在不斷增加，而水是不可壓縮的。因此，在同樣的壓實(shí)功下，土的干容重反而逐漸減小了。

 

碾壓層厚度對(duì)路基壓實(shí)度的影響

壓實(shí)功能對(duì)壓實(shí)效果的影響,是除含水量外的另一重要因素。壓實(shí)功能與壓實(shí)效果曲線表明:同一種土的最佳含水量隨功能的增大而減小,最大干容重則隨功能的增大而提高;在相同含水量的條件下,功能越高,土基密實(shí)度越高。據(jù)此規(guī)律,工程實(shí)踐中可以增加壓實(shí)功能(噸位一定,增加碾壓遍數(shù)),以提高路基強(qiáng)度或降低最佳含水量。但必須指出,用增加壓實(shí)功能的辦法提高土基強(qiáng)度的效果有一定限度,功能增加到一定限度以上,效果提高愈為緩慢。

 

根據(jù)資料記載，碾壓層過(guò)厚，非但下層的密實(shí)度達(dá)不到要求，而且上層的壓實(shí)度也會(huì)受到影響。同時(shí)，碾壓層的厚度應(yīng)該與所用壓路機(jī)的重量或功能相適應(yīng)，隨壓路機(jī)的類型而變。例如：用12～15噸二輪壓路機(jī)碾壓時(shí)，一般應(yīng)控制一層的壓實(shí)厚度為15cm，18～20噸三輪壓路機(jī)碾壓時(shí)的壓實(shí)厚度不超過(guò)20cm，采用振動(dòng)壓路機(jī)或重型輪胎式壓路機(jī)，一層的壓實(shí)厚度可以達(dá)到25～50cm。

 

碾壓遍數(shù)和碾壓速度對(duì)壓實(shí)的影響

壓實(shí)遍數(shù)與土的干密度的關(guān)系為：最初的若干遍碾壓，土的干密度增加比較快；碾壓遍數(shù)繼續(xù)增加，干密度的增長(zhǎng)逐漸減?。荒雺罕閿?shù)超過(guò)一定數(shù)值后，干密度就不再增加。假如壓實(shí)遍數(shù)超過(guò)10遍，仍不能達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度，則應(yīng)當(dāng)采取其他措施，如減小土層厚度，或者選用功率更大的壓實(shí)機(jī)械。

 

值得注意的是機(jī)械對(duì)土施加的外力，應(yīng)有所控制，如功能太大，壓實(shí)過(guò)度，會(huì)使土體結(jié)構(gòu)受到破壞，從而造成失效、浪費(fèi)。一般認(rèn)為，壓實(shí)時(shí)單位壓力不應(yīng)超過(guò)土的強(qiáng)度極限。如果取得土樣的干密度比壓實(shí)現(xiàn)場(chǎng)的土的最佳干密度大很多，則有可能是由于為了達(dá)到壓實(shí)度而不斷增加壓實(shí)功能，從而導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)受到破壞，土體強(qiáng)度下降。

 

碾壓速度影響碾壓輪對(duì)單位面積內(nèi)材料的壓實(shí)時(shí)間。碾壓速度低時(shí),單位面積材料的碾壓時(shí)間比速度高時(shí)要多,因而作用在被壓材料上的能量也大。實(shí)際上,傳遞到被壓材料層內(nèi)的能量與碾壓速度成反比。假定使碾壓材料層達(dá)到規(guī)定密實(shí)度所需的壓實(shí)能量不變,則碾壓速度加倍時(shí),碾壓次數(shù)相應(yīng)加倍,并且碾壓速度過(guò)快容易導(dǎo)致路面不平整(形成小波浪)。因此,應(yīng)針對(duì)具體碾壓材料層和所用壓路機(jī),通過(guò)鋪筑試驗(yàn)路段選擇合適的碾壓速度。

壓實(shí)機(jī)械對(duì)路基壓實(shí)度的影響

壓實(shí)機(jī)械對(duì)一定含水量下的路基土和路面材料的壓實(shí)狀態(tài)有很大影響。使用輕型壓路機(jī)只能得到較小的密實(shí)度,而使用重型壓路機(jī)可以得到較大的密實(shí)度,振動(dòng)壓路機(jī)比相同重量的普通鋼輪壓路機(jī)的壓實(shí)效果好得多，不但密實(shí)度大，而且有效壓實(shí)深度也大。根據(jù)土質(zhì)的不同,選擇不同的壓路機(jī)。輕型和中型光面鋼輪壓路機(jī)可用作預(yù)壓,普通的中型光面鋼輪壓路機(jī)更適宜于壓實(shí)低粘性土和非粘性土,重型光面鋼輪壓路機(jī)可壓實(shí)粘性大的土,振動(dòng)式壓路機(jī)適宜壓實(shí)粘性小的土、砂礫土、礫石料、碎石混合料及各種結(jié)合料處治級(jí)配等。

 

振動(dòng)式壓路機(jī)壓實(shí)功能很高，其一般都具有調(diào)頻裝置，可以根據(jù)需要調(diào)成不振、弱振和強(qiáng)振的不同程度。因而，它可以兼作輕型、中型、重型壓路機(jī)使用，它具有重量輕、體積小、速度快、效率高、操縱靈活等優(yōu)點(diǎn)，特別適宜于壓實(shí)粘性小的土、砂礫土、砂礫料及碎石混合料。

 

填料對(duì)路基壓實(shí)度的影響

集料的級(jí)配對(duì)碾壓所能達(dá)到的密實(shí)度有明顯影響。如果全部采用巨粒土,具有足夠的強(qiáng)度但空隙率大,即密實(shí)度差。全部采用細(xì)粒土或特殊土,由于過(guò)細(xì)過(guò)粉并隨不同氣候的變化而變化,經(jīng)壓實(shí)大部分出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象。實(shí)踐證明,均勻顆粒和砂,單一尺寸的礫石、碎石都難于碾壓密實(shí)。在級(jí)配集料基層或底基層施工中,使所用的集料的級(jí)配與室內(nèi)試驗(yàn)確定標(biāo)準(zhǔn)干容重時(shí),所用的集料級(jí)配相同非常重要。

 

在集料發(fā)生離析的情況下,添加所缺的料并進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌韬褪潜匾?。施工?只有嚴(yán)格控制級(jí)配,才能確保達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)狀態(tài)。填料的好壞，對(duì)壓實(shí)度有一定的影響。不同等級(jí)的道路對(duì)填料有不同的要求。在選定填料時(shí)，應(yīng)取樣做液限、塑限、比重、篩分、CBR值、自由膨脹率等試驗(yàn)。根據(jù)規(guī)范要求，液限大于50%，塑性指數(shù)大于26%，自由膨脹率大于45%的土不能直接作為填料。

 

規(guī)定填料最大粒徑為15 cm,但施工實(shí)踐表明可視壓實(shí)厚度來(lái)控制,即最大粒徑不能大于壓實(shí)層厚的2/3也可以滿足。對(duì)淤泥、沼澤土、凍土、有機(jī)土、含草皮土、生活垃圾、樹(shù)根和含有腐植物質(zhì)的土是禁止使用的。經(jīng)試驗(yàn)符合要求后選定土場(chǎng)，土樣開(kāi)挖一段時(shí)間后土質(zhì)會(huì)有變化，應(yīng)重新取樣試驗(yàn)，當(dāng)沒(méi)有適宜的填料可使用時(shí)，可采取改良措施。

公路施工過(guò)程中，質(zhì)量控制從基礎(chǔ)抓起，壓實(shí)度的控制是重量指標(biāo)之一，為確保工程質(zhì)量，除按《公路路基施工規(guī)范》、《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范要求，對(duì)壓實(shí)度加以控制，還應(yīng)建立建全必要的質(zhì)保體系，加大質(zhì)量管理的力度和深度，施工人員應(yīng)樹(shù)立強(qiáng)烈的責(zé)任感，從我做起，按規(guī)范施工，重視施工中的每一個(gè)小環(huán)節(jié)，一方面保證工程質(zhì)量，另一方面減少不必要的資金浪費(fèi)。注重試驗(yàn)資料保管和收集，才能確保路基施工的順利完成。

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