段为济
(江西顶峰园林建设有限公司)
含水量是影响路基压实的最显著的内因之一,水与土粒的比例直接影响着路基的密度。当土中含水量过大时,土粒之间就会充满自由水,缝隙自然变大,再加上压实时自由水会降低压实功能的作用,使空气难以完全排出,压实的效果大打折扣。当含水量较小时,土粒间引力较大,混泥土保持着比较疏松的状态或凝聚结构,虽然土粒中空隙大都互相连通,在一定的外部压实功能作用下,气体易被排出,但由于水膜润滑作用不明显加上外部的压实压力不足以克服土粒间的引力,土粒不容易移动,压实效果也比较差。土在一定的压实功作用下,只有当其含水量在最佳含水量时,才能获得最大干密度,才能达到最佳的压实效果,并且此时的土,水稳定性最好。
土的特性对路基压实的质量影响也较大。土根据土颗粒粒径大小,主要可以划分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四大类。不同的土类含有不同粒径的土颗粒,砂粒成分多的土粒,强度构成以摩擦力为主,强度高,受水的影响,但施工时不易被压实。黏土成分多的土,强度形成以凝聚力为主。其强度随密实程度的不同变化较大,并随湿度的增加而降低。实验显示,在同一压实功能作用下,含粗粒越多土,其最大干密度越大,而最佳含水量越小。
除了这两种内因之外,影响土基压实还包括压实功能控制、压实机具的选择与操作、压实厚度等外界因素。这些外界因素主要是人为造成的和受自然环境的影响,这里就不展开讨论。
实验表明,不同性质的土在不同的击实功能下,干密度和含水率存在着以下的关系,即:ρd=aw2+bw+c,该式中ρd,w分别为土的干密度和与此对应的含水率;a,b,c为与击实土样和试验有关的系数。经过一系列的推算演绎,可得出土的最优含水率和最大干密度为
要严格含水量的控制,一方面要规范对数据的检测。路基土的压实最佳含水量及最大干密度的检测需在路基修筑半个月前,选取具有代表性的土样进行击实试验确定。另外每一种土质至少要选取一组图样进行试验,如果在试验过程中发现土质发生变化,应及时汇报并采取补救措施,补做全部土工试验。试验检测是控制含水量的第一步,也是最关键的一步。另一方面,要对实际含水量不合格的公路段及时地采取措施,以防止出现更严重的失误。当土的实际含水量不在含水量的控制范围之内时,应在土中均匀地加水,或将土均匀地摊开,使水分蒸发,达到晾干的目的。对于需要加水的土最好要在取土的前一天进行浇洒,保证有充足的时间,使水能够充分地与土接触,从而深入到土中,或者运用拌和设备进行均匀搅拌。加水量可以按以下的公式进行计算
其中m为所需加水量(kg),w0为土原来的含水量(kg),w为土的压实最佳含水量,Q为需要加水的土的质量。
土是填筑路基的基本材料,不同类型的土,其压实特性不同,施工时,应采用不同的压实措施。《公路土工试验规程》中对此有明确的规定,要求室内土工试验用土过38mm筛,当大于38mm的颗粒含量在3%~30%时用公式修正,并且对试验用土要求经过认真粉碎再进行碾压以保证土颗粒的均匀性。因此,工程施工时必须要严格按照规定的数据进行操作。在压实的过程中要有效保证土粒之间的挤紧程度,确保水分以薄膜包围土颗粒,空气被挤压排除,使得孔隙减少,土的单位重量提高,形成密实体,从而降低渗透性,减少了毛细水上升,防止水分积聚和侵蚀而到导致土基软化或因冻胀引起的不均匀变形,保证土基在设计年限内具有足够的强度和稳定性。
路基中使用的比较普遍的土是砂砾土、砂土和砂性土。砂砾土对于沙砾的配合比例要求相对较高,级配良好的砾石混合料,由于粒径比较大,内摩擦系数也相对较大,容易被压实,其强度和稳定性能够很好地满足要求。砂土易透水,内摩擦系数较高,强度和水稳性均较好。但其由于粘性小,易松散,可塑性查,对压实工作具有一定的难度。为了提高其稳定性,一般可以在砂土里添加适当比例的黏土,从而提高路基压实的质量。砂性土既含有一定数量的粗颗粒,又含有一定数量的细颗粒,其强度和稳定性等都能符合要求,是修筑路基的最理想的材料之一。
相关资料对公路施工的填土厚度也作出了明确的规定,如路基必须分层填筑分层碾压。每层最大压实厚度不宜超过20cm(当压实机械可以保证压实度并经现场试验、检测合格后可适当加大压实厚度),路床顶面最后一层压实厚度为20cm(遇特殊情况不满足设计要求是,最小压实厚度不得小于10cm);路基最小填土高度须保证不因地下水、地表水、毛细水及冻胀作用而影响稳定性。本工程为城市道路,路基设计最小填土高度应大于路床处于潮湿或中湿状态的临界高度等等。对于这些有严格标准的工程控制来说,只要施工人员按部就班地施行、严格的遵守要求、不断调整达到目标就不难把好质量这道关。
公路路基压实是公路施工最重要的环节,它不仅关系着工程的质量,也承担着社会发展的责任。施工人员必须把好质量这一道关,让每一个出行的人都能够放心、安心。
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