周子筠龙程理郑立安(武昌工学院土木工程学院中国市政工程中南设计研究总院有限公司)
公路路基路面压实施工技术研究
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路基路面压实是公路工程中一项重要的施工环节,决定道路质量的重要部分。文章从施工角度出发,探讨了路基路面压实的方法及施工影响因素;压实度作为评价路基路面压实效果的重要指标,以试验的方法研究了填土厚度对压实度的影响。
路基路面;压实;填土厚度
路基路面压实施工的影响因素有很多,据实际工程应用表明,含水量、碾压设备、碾压方式是影响工程质量的主要因素。具体采用的措施减小该类因素的影响主要有:
1.1 含水量
压实度是填土工程的质量控制指标,是指土或其他筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比,以百分率表示压实度的测定[1]。压实度是路基路面压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一,表征现场压实后的密度状况,压实度越高,密度越大,材料整体性能越好。土体含水量较多,水分发挥润滑作用,从而导致混合料碾压干密度存在较大的差异;土体含水量较少时,土颗粒的挤压空间较小,使土颗粒之间密实度和黏着力较大,提高压实效果。
1.2 碾压设备
碾压设备对路基路面压实度影响很大,合理地选择压实设备可以有效地提高路基路面的强度和压实度。碾压施工工艺也会对压实度产生不同的影响,一般采用先先边缘后中间、先轻后重、先慢后快的原则,选择碾压方式需考虑各个路面的实际情况[2]。大量的实践表明碾压的速度在一定程度上能够决定施工质量的好坏,速度过大,会导致路面出现起伏、褶皱等变形;速度过小,会导致路面承受荷载下降,破坏路面。
1.3 压实功
压实功指压实机具的重量、碾压次数或锤落高度、作用时间等对压实效果的影响,是除了含水率和压实厚度以外的另一个重要因素[3]。同一种土的最佳含水率w0,随着压实功的的增大而减小,最大干密度γ0则随压实功的增大而提高;在相同含水量条件下,压实功愈大,土体的压实度愈高。用增加压实功的办法来提高土体强度的效果,有一定限度,压实功增加到一定限度以上,其提高效果不再显著。
2.1 静力压实
依靠重物自身的重力对填料进行压实,由于受重物尺寸和重量的限制。压实工程一般为:首先进行静力压实,双轮双震动压路机在110C° 条件下,连续2次以上实施静力碾压。其次采用同样的机械,温度维持在60C° 左右,连续碾压4~5次,该过程称为综合碾压。要保持匀速碾压,从高到低的顺序进行施工。
2.2 振动压实
在振动压路机上安装振动压路器,将高频率振动传递给压实土体,减小土体颗粒间的摩擦力,达到增大土体密度的目的[4]。振动压实的机理在于填料颗粒的相对运动,并不是依靠振动产生的压力来压实被压材料,振动压实不仅作用深度较大,而且能获得较大的压实度。
2.3 夯击压实
夯击在原理上都是利用势能转化为冲击能来压实填料。由于能量的转换使得夯击对填料的单位冲击能很大,在冲填料中产生很大剪切应力和法向应力,从而能有效地克服填料的内聚力,大大压缩填料,夯击压实可以获得最大压实度。
2.4 冲击压实
冲击压实兼有静压、振动压实和夯击设备的碾压效果,在冲击作用下土体颗粒重新组合,强迫排出在土颗粒之间的空隙,细颗粒逐渐填充到粗颗粒空隙之中,从而使填料得到进一步的密实,形成较高的强度。
3.1 工程概况
以山东某省道为例,评价路基压实指标和评价方法。该省道位于山东中部,是连接山东东西交通的主要干道之一,道路区域具有丰富的地下会资源,埋藏较浅,储量丰富,沿途河流较多。该区域属于暖温带季风气候,降水较为集中,雨热同季,且春秋短暂、冬夏较长,气温温差较异,阳光光照时间充足。
3.2 路基压实评价方法及试验结果分析
3.2.1 评价方案
现场施工过程中评价压实效果的主要方法是灌砂法,采用这种方法只能评价一个碾压层的路基压实度值,而不能对路基整体或某一深度处的压实效果进行评价。采用落锤式弯沉仪既可以检测旧路基的状态也可评价新路基整体的压实效果,但不能评价到任意深度处的压实效果。本文采用简易贯入仪进行评价。采用“振动+静压”方法进行压实,在含水率为15.5% 2%± 和填土厚度为20cm的条件下,设计方案为:
工况一:取试验段100m,振动压路机碾压1遍后,再微振1遍,高振2遍,静压5遍,碾压速度为1档。
工况二:选择试验段100m,振动压路机静压1遍后,微振1遍,静压6遍,碾压速度同工况一。
3.2.2 试验结果及评价
对以上设计方案进行试验后得到相应的结果表明,在高振2遍后,压实度变化比未经过高振情况变化明显,压实度增加较快,又可以达到缩短工期的目的。若工程处于夏季,因夏季雨水较多,路基填土的含水量较大,工况一的方法有可能出现翻浆现象,严重影响施工进度。建议选用工况一的方案。
公路路基路面压实是公路工程施中的重要环节,应当受到施工人员的重视。压实度是一个评价路基路面压实效果的重要指标,影响压实度的因素较多,主要是压实机械、含水率、填土厚度、压实方法等。本文以实际工程为背景,介绍了压实度现场试验方法,以及填土厚度对压实度的影响,其结果表明该工程最佳填土厚度建议取25cm,能够满足压实度的要求。
[1]孙伯文,刘柳,张君纬.路基压实的施工实践与研究[J].河北交通科技,2008,(2).
[2]刘安东,陈伟.压实度对路基回弹模量影响分析[J]. 吉林交通科技,2009,(1) .
[3]曹建宁. 公路工程路基路面压实施工技术[J]. 交通世界. 2015,8:126~127.
[4]张作海. 公路路基路面工程质量控制方法研究[D]. 长安大学, 2009.
G322
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1007-6344(2016)04-0341-01
周子筠,女,1990年7月,湖北,硕士,建筑与土木工程,助教,武昌工学院土木工程学院
龙程理 男 中国市政工程中南设计研究总院有限公司
郑立安 男 中国市政工程中南设计研究总院有限公司