张秀英
(太原市公路管理处,山西 太原 030000)
作为公路工程施工重要组成部分的路基施工,承受由路面传递的自重荷载和行车动荷载,是按照公路路线位置设计和技术指标要求修筑的带状构造物,作为公路工程的主体和路面工程的基础,其施工质量直接影响着整个公路项目的使用。公路路基压实度是否符合规范十分重要,就似多米诺骨牌一样环环相扣。公路施工对路堤、路床、路堤基地均应分层压实。压实度K取百分率,表示筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比的百分率。路面等级越高对路基强度要求越高。路基压实是施工过程的重要工序,也是提高强度和稳定性的有效的经济的根本技术措施,对路基压实可使土基获得一定的密实度,提高土基的不透水性、强度与稳定性,减薄路面厚度,提高道路使用性能和年限,减少路基在行车荷载与自然因素作用下产生的变形。
针对不同自然条件下路基填挖的不同,路基的强度和稳定性也存在不同差异。对于填方路基,在0 cm~80 cm深度范围内,快速路及主干路的压实度应达到95%~98%、次干路应达到93%~95%、支路应达到90%~92%;深度范围大于80 cm内,快速路及主干路的压实度应达到93%~95%、次干路应达到90%~92%、支路应达到87%~89%;对于挖方路基,在0 cm~30 cm深度范围内,快速路及主干路的压实度应达到95%~98%、次干路应达到93%~95%、支路应达到90%~92%。对于土质路基压实度来说,其压实度标准应符合表1要求。
表1 路基压实度标准
三、四级公路铺筑沥青混凝土和水泥混凝土路面时,压实度要采用二级公路的规定值。对于路堤采用特殊填料或处于特殊气候地区时,压实度标准应根据试验路在保证路基强度要求的前提下适当降低。特别是干旱地区的压实度标准可降低2%~3%。
填石路堤的压实度质量应采用施工参数如压实功率、碾压速度、压实遍数、铺筑层厚等与压实质量检测联合控制。采用压实沉降差或孔隙率对填石路堤压实质量进行检测,用水袋法对孔隙率进行检测。
土的三项组成特点(水、空气、颗粒)构成土的各种物理力学特性,如渗透性、粘滞性、弹性、塑性和力学强度等。压实是通过人工和机械的作用对土施加夯压能量使得土颗粒重新排列紧密,短时间内改变土的结构以提高其强度和稳定性。
影响压实的因素包括内外因,其中内因——含水量和土的性质;外因——压实功能与压实工具和方法。含水量是影响压实的决定性因素,在最佳含水量时,土处于硬塑状态,最容易获得最佳压实效果。最佳含水量是个相对值,是土质、压实机具和压实功能的函数。压实到最佳密实度的土体,水稳定性最好。不同土质的土,最大干容重和最佳含水量不同,对压实的影响不同,粘性土的压实性能最差,亚砂土和亚粘土的压实性能较好。
压实厚度对压实效果的影响。对于相同压实条件下,保证土质、温度和功能不变,通过实测土层不同深度的密实度,可知密实度与土层深度成反比,土层深度越大密实度越低,土层表层5 cm处最高。针对不同压实工具和方法的有效压实深度的差异性,一般夯实不宜超过20 cm,12 t~15 t光面压路机不宜超过25 cm,振动压路机或夯击机宜取50 cm为限。
压实工具不同,压力传布的有效深度也不同;在压实过程中,压实机具的作用随深度变化;荷载作用时间对压实的影响,碾压速度越高,压实效果越差。
压实方法的确定:选择合适的压实机具(压实效果、压实土层的有效压实深度、压实的均匀性),确定压实土层的厚度(压实机具压力传递的深度在一定限度之上受压作用而变形的量很小,此极限深度测定约为施压面直径的3.0倍~3.5倍;对小于极限深度的土层上层多次压实后,一定厚度范围内密实度沿着土层深度大致均匀分布,此部分土层厚度成为有效深度;由于土层是分层压实的,所以应选择合适的层厚使得整个土层达到要求的密实度,取得压实的最佳层厚厚度)。
在压实机具重复作用下土层压实变形的累计过程遵从对数规律。随着初次作用的压实变形大压实变形随作用次数的增加迅速降低。通常可采用经济有效的“薄层少压”方法减薄层厚,仅用少数几遍就达到要求的压实度。压实土层的湿度达到最佳含水量时压实土基,用最低的压实功能消耗达到最佳压实效果,故压实时土层湿度为最佳值尤为重要。
压实度检测的规定,用灌砂法、灌水袋法检测压实度时,取土样的底面位置为每一压实层底部;用环刀法试验时,换到中部处于压实层厚的1/2深度;用核子仪试验时,应根据其类型,按说明书要求办理。施工过程中,每一压实层均应检验压实度,检测频率为每1 000 m2至少检验2点,不足1 000 m2时检验2点,必要时可根据需要增减检验点。
填方路基现场压实质量的评定。在压实过程中,施工单位的自检人员应经常检查压实度是否符合要求,检测频率为每200 m每压实层测4处,必要时可增加检查点数,以防止压实不足处漏检。压实度的评定以1 km~3 km长的路段压实层为检验评定单元,如检验不合格能及时补压,不致等待过久而含水量变化过大。检验评定段的压实度K1按照计算,若 K1≥K0,且单点压实度Ki全部不小于规定值减2%时,评定路堤的压实度合格率为100%;当K1≥K0时,且单点压实度全部不小于规定极值时,按测定值不低于规定值减2%的测点数计算合格率。K1<K0或某一单点压实度Ki小于规定极值时,该评定路段压实度为不合格,相应分项工程评为不合格。其中,K为检验评定段内各检验点压实度的算术平均值;tα-t为分布表中随自由度和保证率而变的系数,通常保证率为95%;s为检验值的标准差;n为检验点数。
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