赵先锋
(邹平县公路管理局)
浅谈路基压实施工的影响因素及技术控制
赵先锋
(邹平县公路管理局)
路基压实施工是路面工程的基础环节,也是衡量路面施工质量是否达到设计标准的重要指标,在公路工程建设中尤为重要。从路面荷载能力上看,压实较好的土基强度高,稳定性大,抵抗变形能力也大,对重型车辆行驶带来的震波能起到减缓作用,是路面正常使用的保障。本文就影响路基压实相关因素进行分析,并提出在压实施工中处理这些问题的相关措施。
路基压实施工;影响因素;施工技术
公路路基材料一般为土质材料,是路基构筑的基本材料,也是影响路基压实效果的最关键因素。对于不同的土质材料,由于所包含成分与含水量不同,即便是采用统一的施工技术与方法,其压实效果也有所差别,即基料选择的合理与否决定着压实强度大小。如选择粘性土质作为基料时,由于颗粒较小、表面积大、亲水性能高,而土颗粒间因被大量水分包裹而整体表现为粘性过大,若压实前期不作集料配置的施工处理,就会使压实过程施工困难,且效果也不完好。
土基材料的含水量是影响其压实强度的一个重要因素,当土料达到最佳含水量时,才能使土壤颗粒在碾压作用下克服颗粒间的内摩阻力,形成更强的粘结力。对于含水量不同的基料,在给予同样压实作用力下,含水量越低其压实后的干密度越小;反之当含水量增加时,由于水在土颗粒间起润滑作用,使颗粒间内摩阻力减小,干密度随之得到提高,但含水量超过最佳极限范围时也不能使土基达到很高的密实度。因而土质材料只有在最佳含水量下才能压实到最大干密度,或大或小的含水量都得不到较大的压实强度。
常用的路基压实机械主要有重型、轻型、振动型和普通型压路机,对于一定含水量的基料,施工机械的选择对土基压实状态也有很大影响。比如较厚的土基若采用轻型压路机只能得到很小的密实度,而采用重型压路机就能使土基密实度变大。再比如低粘性或非粘性土质、砾石料或其他混合基料若选用普通压路机也不能使基料密实度加大,强度与稳定性也达不到理想程度,但选用振动压路机其压实效果就大有不同,因而施工中应根据基料性能来选择合适的压路机。
在土基材料和压实机械相对一致的情况下,压实效果还受到机械施工过程中的碾压厚度和碾压遍数的影响。一般来说土基受压时土质能够均匀变形的深度大约是两倍压模直径,一旦超过该范围土料在压实力度下会急剧变小而最终趋向于零,也就是说这种状态下土体并得不到压实作用力,因而土基压实前厚度应适度。另外对于最佳含水量的土基,碾压遍数的增减也影响着其压实强度和稳定性。
天然砂砾土是路基构筑的首选材料,土颗粒间级配组成良好,呈松散状且遇水反映不敏感,最佳含水量较明显,在压实力度作用下强度高、稳定性大,但与混合型基料相比,全部用天然砂砾作为基料压实后的密实度并不大,因而为了提高路基压实强度,碾压前会进行填料配置。填料是依据《公路施工规范》中的相关规定,对于满足液限塑性的土料,并且最大粒径为15 cm或者不超过压实厚度的2/3的土质可以作为填料使用,而淤泥、沼泽土、冻土或有机土质则禁止使用。另外对于液限大于50,并且塑性指数大于26的土料,不能直接作为填料来使用,应根据相关规定进行规范施工处理。
基料最佳含水量的合理控制是保证路基达到压实强度的关键。施工中应首先通过“干土法”或“湿土法”进行击实试验,以确定土基料的最佳含水量。对于高于含水量的基料,碾压施工前应进行翻晒处理;而对低于最佳含水量的基料应在碾压前作洒水处理,如果洒水困难时,可以采用增加压实功的技术措施来提高基料的压实强度,但增加压实功时应注意压强不要超过土料的强度极限,以免使土基塑性遭到破坏。施工中土基料的含水量一般控制在接近最佳含水量的±2%范围内,就能使路基压实效果达到设计强度。
机械是提高路面施工效率不可缺少的工具,选择合适的压实机械是确保路基压实度达到理想效果的前提。比如粘性大的土质可使用重型光面钢轮压路机,粘性小的土质、砾石料或其他混合基料可选用振动式压路机,而低粘性或非粘性土质一般使用普通钢轮压路机,选择使用轻型压路机只能得到很小的密实度,而采用重型压路机就能使土基密实度变大,振动压路机比相同重量的普通钢轮压路机的压实效果好得多。另外在有路拱与横坡的特殊路段,可先采用用8t两轮压路机静压一遍后再用12~15 t振动压路机进行振动碾压,以提高土基压实密实度。
在填料施工结束并满足最佳含水量的情况下,碾压施工开始进行,其顺序一般从两侧逐渐错轮并向路基中心,但在有超高路段上碾压是从内侧开始逐渐错轮分向外侧,并且错轮时应每次重叠1/3宽度。根据《规范》要求路基铺筑分层的最大松铺厚一般控制在30~50 cm间为最佳,而最小铺筑厚度松铺厚度最好不要低于12 cm,否则九部能保证压实厚度高于8 cm的规范要求。至于碾压遍数应视土质类别而定,一般静压3遍时才能保证土基的整体强度,而振动碾压则为6~7遍时效果最优。
综上所述,在公路交通日益发达的今天,路基作为路面的承重层其压实强度对于整个公路的正常使用起着至关重要的作用,而对路基质量的要求也越来越高,因而在施工中应高度重视压实机理的掌握和运用,以确保路基达到理想的刚度与强度。
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U416.1
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1008-3383(2014)04-0057-01
2013-12-15
赵先锋(1975-),中级,研究方向:公路工程施工。