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公路路基施工工程影响路基压实度的因素有哪些?


公路路基施工工程影响路基压实度的因素有哪些?

 

当前,压实度不达标是造成路面破损,使用状况差,通行能力差,交通事故多的主要原因。这些给路面使用性能的发挥带来了不利影响。公路上经常看到路面开裂、沉陷等病害,究其原因,病害出现在路面上,但病根往往在路基上。

 

路基施工的质量如何、是否稳定,主要体现在压实度上。路基及回填土的压实,目的在于提高其强度和稳定性,降低路基的透水性,减少由其引起的不均匀变形,从而保证路面具有足够的抵抗车辆荷载作用的力学强度和稳定性能,提高道路的使用年限。在公路施工中,影响路基压实度的因素有含水量、碾压层厚度、碾压遍数和碾压速度、压实机械以及填料等。

 

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含水量对路基压实度的影响


水的多少对土的密实度就起了非常重大的作用。压路机碾压所做的碾压功需要克服土颗粒间的内摩擦阻力和粘结力后才能使土颗粒产生位移并互相靠近。土的内摩擦阻力和粘结力是随密实度增加而增大的。土的含水量小时,土颗粒间的内摩擦阻力大,压实到一定程度后,一定吨位的压路机的压实功不能再克服土的抗力,干容重不再提高;当土的含水量逐渐增加时,水在土颗粒间起着“润滑剂”的作用,使土的内摩擦阻力减小。

 

因此,同样的压实功可以得到较大的干容重。但是,并不是含水量越大越好。因为当土的含水量继续增加到或超过某一限度后,虽然土的内摩擦阻力还在减小,但水的体积在不断增加,而水是不可压缩的。因此,在同样的压实功下,土的干容重反而逐渐减小了。

 

碾压层厚度对路基压实度的影响


压实功能对压实效果的影响,是除含水量外的另一重要因素。压实功能与压实效果曲线表明:同一种土的最佳含水量随功能的增大而减小,最大干容重则随功能的增大而提高;在相同含水量的条件下,功能越高,土基密实度越高。据此规律,工程实践中可以增加压实功能(吨位一定,增加碾压遍数),以提高路基强度或降低最佳含水量。但必须指出,用增加压实功能的办法提高土基强度的效果有一定限度,功能增加到一定限度以上,效果提高愈为缓慢。

 

根据资料记载,碾压层过厚,非但下层的密实度达不到要求,而且上层的压实度也会受到影响。同时,碾压层的厚度应该与所用压路机的重量或功能相适应,随压路机的类型而变。例如:用12~15吨二轮压路机碾压时,一般应控制一层的压实厚度为15cm,18~20吨三轮压路机碾压时的压实厚度不超过20cm,采用振动压路机或重型轮胎式压路机,一层的压实厚度可以达到25~50cm。

 

碾压遍数和碾压速度对压实的影响


压实遍数与土的干密度的关系为:最初的若干遍碾压,土的干密度增加比较快;碾压遍数继续增加,干密度的增长逐渐减小;碾压遍数超过一定数值后,干密度就不再增加。假如压实遍数超过10遍,仍不能达到规定的压实度,则应当采取其他措施,如减小土层厚度,或者选用功率更大的压实机械。

 

值得注意的是机械对土施加的外力,应有所控制,如功能太大,压实过度,会使土体结构受到破坏,从而造成失效、浪费。一般认为,压实时单位压力不应超过土的强度极限。如果取得土样的干密度比压实现场的土的最佳干密度大很多,则有可能是由于为了达到压实度而不断增加压实功能,从而导致土体结构受到破坏,土体强度下降。

 

碾压速度影响碾压轮对单位面积内材料的压实时间。碾压速度低时,单位面积材料的碾压时间比速度高时要多,因而作用在被压材料上的能量也大。实际上,传递到被压材料层内的能量与碾压速度成反比。假定使碾压材料层达到规定密实度所需的压实能量不变,则碾压速度加倍时,碾压次数相应加倍,并且碾压速度过快容易导致路面不平整(形成小波浪)。因此,应针对具体碾压材料层和所用压路机,通过铺筑试验路段选择合适的碾压速度。

 

 

压实机械对路基压实度的影响


压实机械对一定含水量下的路基土和路面材料的压实状态有很大影响。使用轻型压路机只能得到较小的密实度,而使用重型压路机可以得到较大的密实度,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,不但密实度大,而且有效压实深度也大。根据土质的不同,选择不同的压路机。轻型和中型光面钢轮压路机可用作预压,普通的中型光面钢轮压路机更适宜于压实低粘性土和非粘性土,重型光面钢轮压路机可压实粘性大的土,振动式压路机适宜压实粘性小的土、砂砾土、砾石料、碎石混合料及各种结合料处治级配等。

 

振动式压路机压实功能很高,其一般都具有调频装置,可以根据需要调成不振、弱振和强振的不同程度。因而,它可以兼作轻型、中型、重型压路机使用,它具有重量轻、体积小、速度快、效率高、操纵灵活等优点,特别适宜于压实粘性小的土、砂砾土、砂砾料及碎石混合料。

 

填料对路基压实度的影响


集料的级配对碾压所能达到的密实度有明显影响。如果全部采用巨粒土,具有足够的强度但空隙率大,即密实度差。全部采用细粒土或特殊土,由于过细过粉并随不同气候的变化而变化,经压实大部分出现弹簧现象。实践证明,均匀颗粒和砂,单一尺寸的砾石、碎石都难于碾压密实。在级配集料基层或底基层施工中,使所用的集料的级配与室内试验确定标准干容重时,所用的集料级配相同非常重要。

 

在集料发生离析的情况下,添加所缺的料并进行适当的拌和是必要的。施工中,只有严格控制级配,才能确保达到规定的压实状态。填料的好坏,对压实度有一定的影响。不同等级的道路对填料有不同的要求。在选定填料时,应取样做液限、塑限、比重、筛分、CBR值、自由膨胀率等试验。根据规范要求,液限大于50%,塑性指数大于26%,自由膨胀率大于45%的土不能直接作为填料。

 

规定填料最大粒径为15 cm,但施工实践表明可视压实厚度来控制,即最大粒径不能大于压实层厚的2/3也可以满足。对淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐植物质的土是禁止使用的。经试验符合要求后选定土场,土样开挖一段时间后土质会有变化,应重新取样试验,当没有适宜的填料可使用时,可采取改良措施。

 

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公路施工过程中,质量控制从基础抓起,压实度的控制是重量指标之一,为确保工程质量,除按《公路路基施工规范》、《公路工程质量检验评定标准》等规范要求,对压实度加以控制,还应建立建全必要的质保体系,加大质量管理的力度和深度,施工人员应树立强烈的责任感,从我做起,按规范施工,重视施工中的每一个小环节,一方面保证工程质量,另一方面减少不必要的资金浪费。注重试验资料保管和收集,才能确保路基施工的顺利完成。

 

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