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    1. 公路路基工程影響路基壓實度的因素有哪些?

      發布時間:2024-07-29
      當前,壓實度不達標是造成路面破損,使用狀況差,通行能力差,交通事故多的主要原因。這些給路面使用性能的發揮帶來了不利影響。公路上經??吹铰访骈_裂、沉陷等病害,究其原因,病害出現在路面上,但病根往往在路基上。
      路基施工的質量如何、是否穩定,主要體現在壓實度上。路基及回填土的壓實,目的在于提高其強度和穩定性,降低路基的透水性,減少由其引起的不均勻變形,從而保證路面具有足夠的抵抗車輛荷載作用的力學強度和穩定性能,提高道路的使用年限。在公路施工中,影響路基壓實度的因素有含水量、碾壓層厚度、碾壓遍數和碾壓速度、壓實機械以及填料等。
      含水量對路基壓實度的影響
      水的多少對土的密實度就起了非常重大的作用。壓路機碾壓所做的碾壓功需要克服土顆粒間的內摩擦阻力和粘結力后才能使土顆粒產生位移并互相靠近。土的內摩擦阻力和粘結力是隨密實度增加而增大的。土的含水量小時,土顆粒間的內摩擦阻力大,壓實到一定程度后,一定噸位的壓路機的壓實功不能再克服土的抗力,干容重不再提高;當土的含水量逐漸增加時,水在土顆粒間起著“潤滑劑”的作用,使土的內摩擦阻力減小。
      因此,同樣的壓實功可以得到較大的干容重。但是,并不是含水量越大越好。因為當土的含水量繼續增加到或超過某一限度后,雖然土的內摩擦阻力還在減小,但水的體積在不斷增加,而水是不可壓縮的。因此,在同樣的壓實功下,土的干容重反而逐漸減小了。
      碾壓層厚度對路基壓實度的影響
      壓實功能對壓實效果的影響,是除含水量外的另一重要因素。壓實功能與壓實效果曲線表明:同一種土的最佳含水量隨功能的增大而減小,最大干容重則隨功能的增大而提高;在相同含水量的條件下,功能越高,土基密實度越高。據此規律,工程實踐中可以增加壓實功能(噸位一定,增加碾壓遍數),以提高路基強度或降低最佳含水量。但必須指出,用增加壓實功能的辦法提高土基強度的效果有一定限度,功能增加到一定限度以上,效果提高愈為緩慢。
      根據資料記載,碾壓層過厚,非但下層的密實度達不到要求,而且上層的壓實度也會受到影響。同時,碾壓層的厚度應該與所用壓路機的重量或功能相適應,隨壓路機的類型而變。例如:用12~15噸二輪壓路機碾壓時,一般應控制一層的壓實厚度為15cm,18~20噸三輪壓路機碾壓時的壓實厚度不超過20cm,采用振動壓路機或重型輪胎式壓路機,一層的壓實厚度可以達到25~50cm。
      碾壓遍數和碾壓速度對壓實的影響
      壓實遍數與土的干密度的關系為:最初的若干遍碾壓,土的干密度增加比較快;碾壓遍數繼續增加,干密度的增長逐漸減??;碾壓遍數超過一定數值后,干密度就不再增加。假如壓實遍數超過10遍,仍不能達到規定的壓實度,則應當采取其他措施,如減小土層厚度,或者選用功率更大的壓實機械。
      值得注意的是機械對土施加的外力,應有所控制,如功能太大,壓實過度,會使土體結構受到破壞,從而造成失效、浪費。一般認為,壓實時單位壓力不應超過土的強度極限。如果取得土樣的干密度比壓實現場的土的最佳干密度大很多,則有可能是由于為了達到壓實度而不斷增加壓實功能,從而導致土體結構受到破壞,土體強度下降。
      碾壓速度影響碾壓輪對單位面積內材料的壓實時間。碾壓速度低時,單位面積材料的碾壓時間比速度高時要多,因而作用在被壓材料上的能量也大。實際上,傳遞到被壓材料層內的能量與碾壓速度成反比。假定使碾壓材料層達到規定密實度所需的壓實能量不變,則碾壓速度加倍時,碾壓次數相應加倍,并且碾壓速度過快容易導致路面不平整(形成小波浪)。因此,應針對具體碾壓材料層和所用壓路機,通過鋪筑試驗路段選擇合適的碾壓速度。
      壓實機械對路基壓實度的影響
      壓實機械對一定含水量下的路基土和路面材料的壓實狀態有很大影響。使用輕型壓路機只能得到較小的密實度,而使用重型壓路機可以得到較大的密實度,振動壓路機比相同重量的普通鋼輪壓路機的壓實效果好得多,不但密實度大,而且有效壓實深度也大。根據土質的不同,選擇不同的壓路機。輕型和中型光面鋼輪壓路機可用作預壓,普通的中型光面鋼輪壓路機更適宜于壓實低粘性土和非粘性土,重型光面鋼輪壓路機可壓實粘性大的土,振動式壓路機適宜壓實粘性小的土、砂礫土、礫石料、碎石混合料及各種結合料處治級配等。
      振動式壓路機壓實功能很高,其一般都具有調頻裝置,可以根據需要調成不振、弱振和強振的不同程度。因而,它可以兼作輕型、中型、重型壓路機使用,它具有重量輕、體積小、速度快、效率高、操縱靈活等優點,特別適宜于壓實粘性小的土、砂礫土、砂礫料及碎石混合料。
      填料對路基壓實度的影響
      集料的級配對碾壓所能達到的密實度有明顯影響。如果全部采用巨粒土,具有足夠的強度但空隙率大,即密實度差。全部采用細粒土或特殊土,由于過細過粉并隨不同氣候的變化而變化,經壓實大部分出現彈簧現象。實踐證明,均勻顆粒和砂,單一尺寸的礫石、碎石都難于碾壓密實。在級配集料基層或底基層施工中,使所用的集料的級配與室內試驗確定標準干容重時,所用的集料級配相同非常重要。
      在集料發生離析的情況下,添加所缺的料并進行適當的拌和是必要的。施工中,只有嚴格控制級配,才能確保達到規定的壓實狀態。填料的好壞,對壓實度有一定的影響。不同等級的道路對填料有不同的要求。在選定填料時,應取樣做液限、塑限、比重、篩分、cbr值、自由膨脹率等試驗。根據規范要求,液限大于50%,塑性指數大于26%,自由膨脹率大于45%的土不能直接作為填料。
      規定填料最大粒徑為15 cm,但施工實踐表明可視壓實厚度來控制,即最大粒徑不能大于壓實層厚的2/3也可以滿足。對淤泥、沼澤土、凍土、有機土、含草皮土、生活垃圾、樹根和含有腐植物質的土是禁止使用的。經試驗符合要求后選定土場,土樣開挖一段時間后土質會有變化,應重新取樣試驗,當沒有適宜的填料可使用時,可采取改良措施。
      公路施工過程中,質量控制從基礎抓起,壓實度的控制是重量指標之一,為確保工程質量,除按《公路路基施工規范》、《公路工程質量檢驗評定標準》等規范要求,對壓實度加以控制,還應建立建全必要的質保體系,加大質量管理的力度和深度,施工人員應樹立強烈的責任感,從我做起,按規范施工,重視施工中的每一個小環節,一方面保證工程質量,另一方面減少不必要的資金浪費。注重試驗資料保管和收集,才能確保路基施工的順利完成。
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