滕立波(木蘭縣農村公路管理站,黑龍江木蘭151900)
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公路路基的壓實質量控制策略研究
滕立波
(木蘭縣農村公路管理站,黑龍江木蘭151900)
摘要:公路建設發展日新月異,在施工過程中,一個重要問題就是如何控制路基的壓實質量。公路路基壓實質量的好壞,可對路基的強度與穩定性產生直接影響,是公路使用壽命的重要決定因素。
關鍵詞:公路路基;壓實質量;影響因素;質量控制
路基土屬于三相體系,主要構成包括土、水、空氣。主要骨架為土,水和空氣填充了顆粒之間的孔隙。在自然界長期作用下,天然土體已具備一定的密實程度,然而遠不及路基的使用性能要求。公路路基的施工將天然土體的狀態破壞,重新組合了土顆粒,增加了空隙,降低了土體的穩定性與強度。在路基的壓實過程中,因受到不間斷的外力影響,土粒之間發生移動,相互之間進行填充與嵌擠,并且順序被打亂,被重新排列。由于水的填充作用,顆粒表面形成一層具有潤滑作用的水膜,土粒之間的黏聚力和內摩阻力大大減少,體積小的顆粒填充入大體積顆粒的空隙中,增加了單位體積內的顆粒數量,縮小了空隙體積,路基被壓實。
2.1氣候與地質
各個地區氣候特點不同,因此應根據各自的氣候特點進行施工季節的選擇。地下水對填土的含水量產生的影響力是巨大的,因此,控制難度也十分大。有時因施工進度的要求,多在雨季進行施工,必然對施工質量造成影響。為確保路基的穩定,應建立完善的路基排水系統,在挖方段,為降低雨水對路基的破壞,便于雨后的復工工作,應建立完善的縱向臨時排水系統。
2.2含水量
土體具有被壓實后遇水變形的特性,而含水量可對土體的這一特性造成影響,還會影響其強度的穩定性。早期曾有研究,可在干側形成絮凝結構,這種絮凝結構定向排列較差,而在濕側對黏土進行壓實,可形成分散結構,這種分散結構是定向排列的,經電子顯微鏡檢查,可發現微觀結構造成了這種差別。在干側壓實,形成的結構均勻性不強,而在濕側進行壓實,所形成的結構均勻性更強。
2.3土質
壓實功作用相同的條件下,土類不同,其最佳含水量與最大干密度也不同。壓實功不變,土的最大干密度與土中所含粗顆粒的多少成正比,而最佳密度與土中所含顆粒的多少成反比。在實際的路基壓實施工過程中,應根據土類的不同對最大干密度和最佳含水量進行確定。
2.4壓實功能
在壓實條件相同的情況下,對不同深度土層的密實度進行測量可發現,隨著深度的增加,密實度逐漸遞減,表層5 cm密實度最高。選用的壓實工具不一樣,產生的壓實深度也有很大的不同。在壓實工具類型、土質等各種因素不一致的情況下,分層壓實的厚度規定數值是不同的。在實際施工過程中,為保證壓實質量,應先進行現場試驗,再對攤鋪厚度進行確定。
2.5壓實厚度
壓實功能包含多種因素,除了含水量以外,壓實功能是影響壓實質量的一個重要因素。因此,在公路路基壓實的施工中,應提高壓實功能,例如,選用重碾、延長錘落的作用時間,以增加路基強度,或者降低含水量。增強路基強度,提高壓實功能的效果是有限制的,當提高壓實功能至一定程度時,效果提升空間變小,將增加工程成本,加大工程施工組織的難度。單純強調壓實功能,有可能對土基結構造成破壞,或者減少相對的含水量,進而降低了穩定性。與提高壓實功能相比,對最佳含水量進行嚴格控制,效果較好。在含水量不足且灑水工作難度較大時,應適當提高壓實功能。若土的含水量較高,提高壓實功能只能降低壓實效果,若進行返工,將降低工作效率,增加施工成本。
3.1填筑試驗路段
填筑試驗路段,主要是為了初步確定土質、填土厚度、機械等的配合效果,確定碾壓次數能夠達到壓實度標準,對壓實規律進行總結,以期對公路全線路基的施工進行指導。
3.2控制填土厚度
在土質含水量、壓實遍數相同的情況下,填土厚度越大,其密實度越小,因此,應對鋪土厚度進行嚴格控制。控制方法如下:
A.根據各項系數及厚度,對單位面積用土量進行準確計算。B.在公路路基施工現場,安排專人對車輛倒土工作進行指揮,嚴格進行收方計量。利用鋼尺對松鋪厚度進行測量與檢查,并認真記錄。C.在每個工作段,測量人員應以紅布條綁于邊樁,進而表示虛鋪土厚度。D.利用裝載機和挖掘機進行裝土工作,操作手應對每車斗數進行控制,在施工現場安排專人發票計數。
3.3控制含水量
控制含水量可采取以下措施:A.先進行目測,手抓緊土后再松開,若土不散,或者被扔到地面上以后散開,便為最佳含水量。B.進行分段分層填土時,所采用的土壤來源應一致,應盡量在較短的時間內進行集中填土,保證在同一工作段,填土的含水量大致相同。C.應選用酒精燃燒法進行填土含水量的測算。若填土含水量過低,應安排灑水車進行灑水,并及時對含水量進行測定,達到最佳含水量時再進行碾壓。若填土含水量較高,則需要應用推土機與平地機進行翻拌晾曬,達到最佳含水量時再進行碾壓。
3.4控制碾壓程序
壓實機器、操作程序等,都對公路路基壓實質量有直接影響。在對土質進行充分考慮的前提下,若有條件,應對壓實機具進行合理選定。嚴格遵循規定的操作程序,以“先慢后快、先輕后重、先邊后中、相鄰兩輪道重合輪寬的1/3”為原則,根據試驗路段的施工情況,對壓實規律及碾壓程序進行總結歸納。若為砂性土質,應選擇25t振動壓路機進行碾壓,碾壓分多次進行,為達到壓實度,應該進行一遍靜壓,再進行兩遍振動碾壓,最后再進行一遍靜壓。若為黏性土質,應選擇15t振動壓路機開展碾壓工作,為達到壓實度應先進行一遍靜壓,再進行三遍振動碾壓,最后再進行一遍靜壓。盡量選擇在白天開展碾壓工作,防止出現漏壓、重復碾壓的情況,提高工作效率,保證壓實質量。
3.5檢測壓實度
及時查找壓實度檢測不合格的原因并進行處理,經抽檢合格后方可進行第二層的填筑工作,符合路基標準后再逐層進行填筑。在公路路基的實際施工中,關鍵問題是選用合適的路基填料,提高壓實質量。選擇路基填料時,應將所選土場的土壤取樣送檢,進行相關分析,進而進行土場選用的確定,并將擊實標準的最佳含水量與最大干容量計算出來。在提高壓實質量方面,試驗路段的鋪筑規劃了機械的調配情況、土質、碾壓次數等。含水量不能過高,當然,也應該杜絕含水量過低的情況。含水量太低時,土顆粒之間具有很大摩擦阻力,若擠緊土顆粒,只能增大孔隙,無法完成密實的目的。含水量太高時,土體容易發生流動,造成“彈簧”現象,也無法將土壤壓實。因此,應在土壤處于最佳含水量的狀態下進行碾壓工作,嚴格按照碾壓原則進行碾壓操作,檢測壓實度的方法應具有簡捷、可靠的特點,對于土質相對的干容量進行核準,進行嚴格把關工作。
多種因素可制約公路路基壓實質量的提高,如不良氣候與條件、含水量、土質、壓實功能、壓實厚度等。在對公路路基壓實質量進行控制前,應對公路路基壓實的原理及影響因素進行充分的了解,并根據實際情況合理選擇控制措施,提高壓實機械的工作效率與公路路基的壓實質量。
Strategy Research of Compaction Quality Control of Highway Subgrade
TENG Li-bo
(MulanRural Highway Station, Mulan 151900, China)
Abstract:With the rapid development of highway construction, how to control the compaction quality of subgrade becomes an important issue.Compaction quality of highway subgrade has a direct impact on the strength and stability of the subgrade, and it is an important determinant of highway's service life.
Key words:Highway subgrade; Compaction quality; Influencing factors; Quality control
中圖分類號:U416.1
文獻標志碼:A
文章編號:1674-8646(2016)02-0092-02
收稿日期:2015- 12- 09