王佳
摘 要:公路路基的压实并达到合理的密实度,是公路施工的重要工序,充分压实可以减少道路病害、提高路面运行状况以及延长道路的使用寿命。公路路基压实是集被压材料、压实设备及压实工艺为一体的,为达到最佳的压实质量,应综合考虑各方面因素的影响。因此,要针对不同的工程状况采用不同的压实措施,才能达到有效的压实效果。
关键词:路基;压实质量;压实设备;压实工艺
一、材料对路基压实质量的影响
(一)土的含水量
在压实过程中,常用密实度或土体的干容重来反映土被压实的程度。通过对土压实过程的研究,可知土的含水量对其压实度有很大的影响,土的含水量较小时,土颗粒间的内摩阻力大,压实到一定密实度后,若压实功不能再克服土的内力,密实度就不可能再增加;当土的含水量逐渐增加时,水在土颗粒间起着润滑作用,使土的内摩阻力减少,因此,同样的压实功就可得到较大的密实度;但当含水量继续增加到超过某一限度后,虽然土的内摩阻力还在减少,但单位土体中的空气体积已减至最小限度,而土的体积却在不断增加,由于水是不可压缩的,因此,在同样的压实功下,土的密实度反而逐渐减小,这对压实是不利的。《规范》规定土方路堤应分层填筑压实,用透水性不良的土填筑路堤,应控制含水量在最佳压实含水量的±2%之内。由此可知:土体在压实过程中,存在着一个最佳含水量值,只有在最佳含水量下碾压才易于获得较好的压实效果。
(二)土的类型
土的类型不同,所体现的压实特性也不同。一般来讲,级配土具有较好的压实性能,易于获得较理想的压实度,而细粒粉土或粘土以及单一颗粒尺寸的干砂压实性能较差。此外,不同类型的土体对于各种压实作用方式,其敏感性是不同的,比如粘性土对于常规的振动压实几乎没有什么变化,即使对于很强的振动;粘性土仅呈现整体的变形;而土颗粒间不产生相对运动,因而不可能有好的密实效果。
(三)土的级配
压实的过程就是土颗粒进行重新排列、趋于密实的过程。因而级配良好的土体,在压实过程中,除了各种颗粒在外力作用下,逐渐相互靠近趋于密实外,还要大小颗粒相互镶嵌,小颗粒自动进入大颗粒的缝隙之中,使总体空隙体积减小,密实度提高,呈现较好的压实特性。对于单一颗粒尺寸的土,压实困难,所以,土的级配对其压实性能有一定的影响。
二、压实设备对压实质量的影响
(一)压实功的大小
在压实过程中,只有压实功所相应的作用力大于土内颗粒间的摩擦力或连接力时,才能使土颗粒产生相对位移,相互靠近,趋于密实;反之,土颗粒间不会产生任何相对运动,因而也就不可能实现压实,所以压实功的大小对压实效果有至关重要的影响。对于厚铺层填料和难以压实的土体,为了得到规定的压实效果,提高设备的压实功是解决这类问题、实现强化压实的主要途径之一。一般而言,正常碾压时,压实功越大压实效果越好。
(二)压实力的作用方式
压实力的作用方式不同,其压实效果差异很大,同吨位的压路机相比较,静作用力压实效果最差,能压实的有效深度也最浅;振动压实无论在压实效果上还是有效压实深度上,都比静作用压路机要好;冲击或夯击的有效压实深度最大,所获得的压实度也较高,但其压实的均匀性方面不如振动压实。此外,对于某些特殊土,采用合理的作用方式进行压实是非常重要的,如果作用方式不当,不但没有起到压实效果,而且还延长了工期。所以在压实施工中,不仅要注意选择压路机的吨位,还要根据施工的具体情况选用压实力的作用方式,这样才能获得满意的压实效果。
(三)碾轮的材质和型式
碾轮的材质和型式的不同,产生了压实过程的差异,进而导致了压实效果的不同。轮胎压路机与光钢轮压路机相比较,由于轮胎在与被压土体接触的过程中可发生变形,当被压土体较为疏松时,轮胎与被压土体的接触面积较大,那么线压力也低;当碾压的土体较为密实时,轮胎与被压土体的接触面积减小,线压力提高。因而轮胎压路机具有碾轮线压力可随压实状况而变化的特点。由于在碾压过程中,轮胎与土体接触时间较长,有利于土体产生塑性变形。此外,轮胎对土体还有一定的搓揉作用,可消除碾压面层任何细小的裂纹,获得较高的压实度和表面平整度;因此,轮胎式压路机被主要用于路面(底)基层及面层的压实作业。光钢轮压路机与凸块式压路机或羊足碾相比,在同等吨位、同等轮宽的情况下,光钢轮压路机接地比压最小,而碾轮上的凸块和羊足对土体有较强的挤压搓揉和剪切作用,因而凸块式碾轮和羊足碾较光钢轮压路机有较好的压实效果。
三、压实工艺对压实质量的影响
压实度稳定性受外掺料含量比例的影响较大。在施工中要确保材料均匀需采取单位面积定量法。目前比较常用的是铧犁多次翻拌,它的强制性破碎拌和作用以及大面积的连续作业,能够确保高水平的均匀度。选择计算单位积上使用的外掺剂体积或质量,按照计算数量的方式进行控制,一定要确保施工稳定土很均匀。现在使用的路拌法和厂拌法同样存在着两种可能性,当拌和深度浅时,涂料在稳定土里的含量就过高;当拌和的深度太大时,就会造成素土层以外的土料掺入而使外掺剂的计量降低。在对犁拌的深度进行控制时,一定要遵循宁“宜深勿浅”的原则,同时控制外掺剂的剂量。结构层的宽度和厚度是由压实效果和产生的影响决定的。结构层的板块作用大小会对道路整体的稳定产生较大的影响。比如:粉性土质的抗腐蚀能力比较低,一定要有很高的壓实度与整体板块才能够确保路基的稳定,从而实现对地表水的防漏封闭以及对地下水的隔断。一定要确保结构层的宽度,使路面和路肩衔接良好,从而做好水的隔断封闭。无论任何质量和型式的压路机在碾压的过程中都需要充分的考虑碾压的速度。假如施工地段土层厚度是恒定的,在确保碾压层达到要求的密实度前提之下,假如压路机碾压的速度提高,那么也需要相应的提高碾压的遍数。如果想要确保路基的压实度,就需要合理的控制碾压速度,只有压路机碾压的速度是最佳的,才能提升压实的施工效率,确保路基的压实度。碾压厚度会对路基压实度产生很大的影响,假如碾压填土太薄,就会出现碾后起皮剥离的状况,如果碾压填土太厚,就会致使底层压实度不够,而顶面的压实度超强。在实际的施工过程中,要对施工现场那一段进行现场的实验,从而明确碾压的厚度。同时碾压的遍数也会对路基压实度产生影响,在用一个压路机对同一路段实行碾压的时候,伴随碾压遍数的不断增加,对路基干密度影响就会越来越小。其中,碾压遍数的确定要综合考虑多种因素,假如碾压的遍数大于10仍旧未达到压实度要求,就应该考虑将碾压厚度减小,从而确保路基的压实度。
参考文献
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