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摘要:随着城市化进程的加快和规模的扩大,城市中的市政道路建设规模也在日益增大。道路交通作为城市的血液,其运行质量的好坏直接影响着城市居民的日常生活。而路基施工质量作为影响市政道路运行质量的最主要因素。本文主要对影响道路路基压实质量因素进行了简要分析。
关键词:道路工程;路基压实;影响因素
中图分类号:U41文献标识码: A
引言
在路基施工中压实是改善土体工程性质的一种经济合理措施。相同的路基路面材料在不均匀的压实作用下可形成不同的物理力学指标,在道路结构工作寿命期间发生着向不良状态发展的动态变化,易导致各类道路病害现象,这反映出道路结构的稳定性与耐久性受压实合理性的控制。因此,在路基施工中,把压实度作为主要质量控制指标,使路基具有足够的强度与稳定性,是道路路基施工过程中一个重要工序,也是提高道路路基强度与稳定性的技术措施之一。
一、道路路基压实度的影响因素分析
1、路基土质方面
(1)路基土质
根据压实试验,在相同的压实功作用下,不同性质土的压实性能是不一样的,不同的土类具有不同的最佳含水量和最大干密度。含粗颗粒较多的土,在同一压实功能作用下,其最大干密度越大,而最佳含水量越小,即随着粗粒土增多,其击实曲线的蜂点越向左上方移动。在道路施工工程中,应根据不同取土场的不同土类,分别确定其最大干密度和最佳含水量。
(2)集料级配
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,所以集料的级配对碾压所能达到的密实度有明显影响。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,添加所缺的材料进行适当的拌和是必要的。道路工程施工中,只有严格控制级配,才能确保达到规定的压实状态。
(3)土质含水量
碾压施工需要克服土颗粒间的内摩阻力和粘结力,才能使土颗粒产生位移并相互靠近。土的内摩阻力和粘结力是随着密实度而增加的,土的含水量越小时,土颗粒间的内摩阻力越大,压实到一定程度后,某一壓实功不能克服土颗粒间的抗力,压实所得的干密度小。当含水量增加时,水在土颗粒间起润滑作用,使土的内摩阻力减小,因此,同样的压实功可以得到较大的干密度。
2、碾压施工方面
(1)压实机具
一般地,夯击式机具的压力传布最深,振动式次之碾压式最浅。压实施工机具的不同,压力传布的有效深度也就不同,根据这—特性即可确定各种机具的最佳压实度。施工中,同一种机具的压实作用深度,在压实过程中也并不是完全固定不变的。如钢筒式压路机,因土体松软,开始碾压时,压力传布较深,但随着碾压次数的增加,上部土层逐渐密实,土的强度相应提高,其作用深度就逐渐减小了。并且密实度的增长有—个限度,达到这个限度后,继续以原来的施压机具对土体增加压实遍数则只能引起弹性变形,而不能进—步达到提高密实度的效果。
(2)碾压遍数
碾压压实功能对路基压实效果的影响,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。用增加压实功能的办法提高土基强度的效果有一定限度,但是功能增加到一定限度以上后,效果提高的就会较缓慢。
(3)碾压厚度
土基受到碾压时,能够以均匀变形的深度(即有效压实深度),近似地等于两倍的压模直径或两倍的压模与土接触表面的最小横向尺寸。超过这个范围,土受到的压力急剧变小,并逐渐趋于零作用,可认为此时土的密实度没有变化,不起压实作用。由此可知,土所受的外力作用,随深度增加而逐渐减弱,当超过一定范围时,土的密实度将与未碾压时相同,这个有效的压实深度产生均匀变化的深度与土质、含水量、压实机械的构造特征等因素有关,所以正确控制碾压铺层厚度,对于提高压实机械生产率和填筑路基质量十分重要。
二、压实度控制的原则
1、应遵守“先轻后重、先静后振、先低后高、先慢后快、轮迹重叠。”的压实方法与压实厚度土质路基压实原则。压路机碾压不到的部位应采用小型夯压机夯实,防止漏夯,应做试验段取得摊铺厚度、碾压遍数、碾压机具组合、压实效果等施工参数。
2、压实。压实方法的选择应根据土的类型、湿度、设备及场地条件而定,方法分重力压实和振动压实两种。压实厚度应视压实机具类型、碾压(夯击)遍数而定,以达到规定的压实度为准。
3、压实机。压实机对一定含水量的路基土的压实质量有很大的影响。合理选用压实机具考虑因素有道路不同等级、工程量大小、施工条件和工期要求等。一般情况下,轻型压路机只能得到较小的密实度,重型压路机可以得到较大的密实度,若施加压力过大,就会造成压实过度。
4、土层含水量。施工时应根据土类分层填筑,控制土粒径的大小和松铺厚度,并分别确定其最大干容重和最佳含水量。在路基填土压实过程中,必须随时控制土的含水量,当含水量过大时,应晾晒风干至最佳含水量再碾压。使其处于最佳含水量±2%范围时碾压,其压实功最有效。施工过程应连续作业,减少雨淋、暴晒,防止土壤中的含水量发生大的变化。
三、路基的压实主要控制措施
1、含水量分析
土壤含水量对压实效果的影响比较显著。当含水量较小,由于粒间引力会使土壤一直保持着比较疏松的状态或凝聚结构,土壤中空隙大都互相连通,水少而气多,在一定的外部压实功能作用下,虽然土壤空隙中气体易被排出,密度可以增大,但由于水膜润滑作用不明显以及外部功能不足以克服粒间引力,土粒相对移动不容易,因此压实效果比较差。含水量逐渐增大时,水膜变厚,引力缩小,水膜起润滑作用上部压实功能容易使土体相对移动,压实效果渐佳。土中含水量过大时,空隙中出现了自由水,压实不能使气体排出,压实功能的一部分被自由水所抵消,减小了有效压力压实效果反而降低。然而,含水量较小时,土粒间引力较大,虽然干密度较小,但其强度可能比最佳含水量时还要高。可是此时因密实度较低,空隙多,一经饱水,其强度会急剧下降。因此,在最佳含水量情况下压实的土水稳性最好。
2、土类
在同一压实功能作用下,含粗粒越多的土,其最大干密度越大,而最佳含水量越小。不同掺量稳定土的对照试验结果表明:外掺料所含比例的变化,对稳定土的物理力学性能有很大的影响。施工中可用单位面积定量上应当足以保证大致均匀,特别是利用拖拉机牵着多次翻拌,稳定土拌和机拌和时,其强制破碎拌和作用及大面积连续作业,可使均匀度达到一定水平。虽然强制破碎拌和作用以大面积连续作业可使均匀度达到一定水平,但人为影响较大。一般存在两种可能,拌和深度浅,土料在稳定土中含量过高。拌和深度过大,使应有的素土层之外的土料掺入而降低了外掺剂剂量。但前者危害性大,因为素土夹层完全不具有稳定土的水稳性,并形成结层中的一个弱薄层。
3、压实功能
同一类土,其最佳含水量随压实功能的加大而减小,而最大干密度则随压实功能的加大而增大。当土偏干时,增加压实功能对提高干密度的影响较大,偏湿时则收效甚微。故对偏湿的土企图通过加大压实功能的办法来提高土的密实度是不经济的,若土的含水量过大,此时增大压实功能就会出现“弹簧”现象。另外,当压实功能加大到一定程度后,对最佳含水量的减少和最大干密度的提高都不明显,这就是说单纯用增大压实功能来提高土的密度未必合算,压实功能过大还会破坏土体结构,效果适得其反。
4、压实使土的强度大大提高,使土基的塑性变形明显减小,使土的透水性降低,毛细上升高度减少
压实是改善土体工程性质的一种经济合理措施。相同的路基路面材料在不均匀的压实作用下可形成不同的物理力学指标,在道路结构工作寿命期间发生着向不良状态发展的动态变化,易导致各类道路病害现象,这反映出道路结构的稳定性与耐久性受压实合理性的控制。在路基顶面以下50cm深度范围,必须严格进行压实度控制,其中最小压实度控制,是检验压实工作有效性的限度,即要求不均匀的压实度,均不能低于最小压实标准,欲获得均匀合理的压实度必须采用合适的压实含水量及科学的拌和方法,碾压方法等。
结束语
道路路基的压实并达到合理的密实度,是道路施工的重要工序,实现道路使用寿命和服务质量的重要保证之一。充分压实可以发挥路基土的强度,减少路基在行车荷载作用下产生的永久变形,同时还可以增加路基土的不透水性和强度稳定性,增强道路的使用性能和延长道路的使用寿命。
参考文献
[1]陈亮.浅议市政道路路基施工常见质量问题及其控制[J].科技信息,2013.
[2]潘荣叁.浅析路基压实度的控制技术[J].筑路机械与施工机械化,2011.
[3]沈良明.试析市政道路工程路基压实度控制措施[J].城市建设理论研究(电子版),2013.
关键词:道路工程;路基压实;影响因素
中图分类号:U41文献标识码: A
引言
在路基施工中压实是改善土体工程性质的一种经济合理措施。相同的路基路面材料在不均匀的压实作用下可形成不同的物理力学指标,在道路结构工作寿命期间发生着向不良状态发展的动态变化,易导致各类道路病害现象,这反映出道路结构的稳定性与耐久性受压实合理性的控制。因此,在路基施工中,把压实度作为主要质量控制指标,使路基具有足够的强度与稳定性,是道路路基施工过程中一个重要工序,也是提高道路路基强度与稳定性的技术措施之一。
一、道路路基压实度的影响因素分析
1、路基土质方面
(1)路基土质
根据压实试验,在相同的压实功作用下,不同性质土的压实性能是不一样的,不同的土类具有不同的最佳含水量和最大干密度。含粗颗粒较多的土,在同一压实功能作用下,其最大干密度越大,而最佳含水量越小,即随着粗粒土增多,其击实曲线的蜂点越向左上方移动。在道路施工工程中,应根据不同取土场的不同土类,分别确定其最大干密度和最佳含水量。
(2)集料级配
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,所以集料的级配对碾压所能达到的密实度有明显影响。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,添加所缺的材料进行适当的拌和是必要的。道路工程施工中,只有严格控制级配,才能确保达到规定的压实状态。
(3)土质含水量
碾压施工需要克服土颗粒间的内摩阻力和粘结力,才能使土颗粒产生位移并相互靠近。土的内摩阻力和粘结力是随着密实度而增加的,土的含水量越小时,土颗粒间的内摩阻力越大,压实到一定程度后,某一壓实功不能克服土颗粒间的抗力,压实所得的干密度小。当含水量增加时,水在土颗粒间起润滑作用,使土的内摩阻力减小,因此,同样的压实功可以得到较大的干密度。
2、碾压施工方面
(1)压实机具
一般地,夯击式机具的压力传布最深,振动式次之碾压式最浅。压实施工机具的不同,压力传布的有效深度也就不同,根据这—特性即可确定各种机具的最佳压实度。施工中,同一种机具的压实作用深度,在压实过程中也并不是完全固定不变的。如钢筒式压路机,因土体松软,开始碾压时,压力传布较深,但随着碾压次数的增加,上部土层逐渐密实,土的强度相应提高,其作用深度就逐渐减小了。并且密实度的增长有—个限度,达到这个限度后,继续以原来的施压机具对土体增加压实遍数则只能引起弹性变形,而不能进—步达到提高密实度的效果。
(2)碾压遍数
碾压压实功能对路基压实效果的影响,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。用增加压实功能的办法提高土基强度的效果有一定限度,但是功能增加到一定限度以上后,效果提高的就会较缓慢。
(3)碾压厚度
土基受到碾压时,能够以均匀变形的深度(即有效压实深度),近似地等于两倍的压模直径或两倍的压模与土接触表面的最小横向尺寸。超过这个范围,土受到的压力急剧变小,并逐渐趋于零作用,可认为此时土的密实度没有变化,不起压实作用。由此可知,土所受的外力作用,随深度增加而逐渐减弱,当超过一定范围时,土的密实度将与未碾压时相同,这个有效的压实深度产生均匀变化的深度与土质、含水量、压实机械的构造特征等因素有关,所以正确控制碾压铺层厚度,对于提高压实机械生产率和填筑路基质量十分重要。
二、压实度控制的原则
1、应遵守“先轻后重、先静后振、先低后高、先慢后快、轮迹重叠。”的压实方法与压实厚度土质路基压实原则。压路机碾压不到的部位应采用小型夯压机夯实,防止漏夯,应做试验段取得摊铺厚度、碾压遍数、碾压机具组合、压实效果等施工参数。
2、压实。压实方法的选择应根据土的类型、湿度、设备及场地条件而定,方法分重力压实和振动压实两种。压实厚度应视压实机具类型、碾压(夯击)遍数而定,以达到规定的压实度为准。
3、压实机。压实机对一定含水量的路基土的压实质量有很大的影响。合理选用压实机具考虑因素有道路不同等级、工程量大小、施工条件和工期要求等。一般情况下,轻型压路机只能得到较小的密实度,重型压路机可以得到较大的密实度,若施加压力过大,就会造成压实过度。
4、土层含水量。施工时应根据土类分层填筑,控制土粒径的大小和松铺厚度,并分别确定其最大干容重和最佳含水量。在路基填土压实过程中,必须随时控制土的含水量,当含水量过大时,应晾晒风干至最佳含水量再碾压。使其处于最佳含水量±2%范围时碾压,其压实功最有效。施工过程应连续作业,减少雨淋、暴晒,防止土壤中的含水量发生大的变化。
三、路基的压实主要控制措施
1、含水量分析
土壤含水量对压实效果的影响比较显著。当含水量较小,由于粒间引力会使土壤一直保持着比较疏松的状态或凝聚结构,土壤中空隙大都互相连通,水少而气多,在一定的外部压实功能作用下,虽然土壤空隙中气体易被排出,密度可以增大,但由于水膜润滑作用不明显以及外部功能不足以克服粒间引力,土粒相对移动不容易,因此压实效果比较差。含水量逐渐增大时,水膜变厚,引力缩小,水膜起润滑作用上部压实功能容易使土体相对移动,压实效果渐佳。土中含水量过大时,空隙中出现了自由水,压实不能使气体排出,压实功能的一部分被自由水所抵消,减小了有效压力压实效果反而降低。然而,含水量较小时,土粒间引力较大,虽然干密度较小,但其强度可能比最佳含水量时还要高。可是此时因密实度较低,空隙多,一经饱水,其强度会急剧下降。因此,在最佳含水量情况下压实的土水稳性最好。
2、土类
在同一压实功能作用下,含粗粒越多的土,其最大干密度越大,而最佳含水量越小。不同掺量稳定土的对照试验结果表明:外掺料所含比例的变化,对稳定土的物理力学性能有很大的影响。施工中可用单位面积定量上应当足以保证大致均匀,特别是利用拖拉机牵着多次翻拌,稳定土拌和机拌和时,其强制破碎拌和作用及大面积连续作业,可使均匀度达到一定水平。虽然强制破碎拌和作用以大面积连续作业可使均匀度达到一定水平,但人为影响较大。一般存在两种可能,拌和深度浅,土料在稳定土中含量过高。拌和深度过大,使应有的素土层之外的土料掺入而降低了外掺剂剂量。但前者危害性大,因为素土夹层完全不具有稳定土的水稳性,并形成结层中的一个弱薄层。
3、压实功能
同一类土,其最佳含水量随压实功能的加大而减小,而最大干密度则随压实功能的加大而增大。当土偏干时,增加压实功能对提高干密度的影响较大,偏湿时则收效甚微。故对偏湿的土企图通过加大压实功能的办法来提高土的密实度是不经济的,若土的含水量过大,此时增大压实功能就会出现“弹簧”现象。另外,当压实功能加大到一定程度后,对最佳含水量的减少和最大干密度的提高都不明显,这就是说单纯用增大压实功能来提高土的密度未必合算,压实功能过大还会破坏土体结构,效果适得其反。
4、压实使土的强度大大提高,使土基的塑性变形明显减小,使土的透水性降低,毛细上升高度减少
压实是改善土体工程性质的一种经济合理措施。相同的路基路面材料在不均匀的压实作用下可形成不同的物理力学指标,在道路结构工作寿命期间发生着向不良状态发展的动态变化,易导致各类道路病害现象,这反映出道路结构的稳定性与耐久性受压实合理性的控制。在路基顶面以下50cm深度范围,必须严格进行压实度控制,其中最小压实度控制,是检验压实工作有效性的限度,即要求不均匀的压实度,均不能低于最小压实标准,欲获得均匀合理的压实度必须采用合适的压实含水量及科学的拌和方法,碾压方法等。
结束语
道路路基的压实并达到合理的密实度,是道路施工的重要工序,实现道路使用寿命和服务质量的重要保证之一。充分压实可以发挥路基土的强度,减少路基在行车荷载作用下产生的永久变形,同时还可以增加路基土的不透水性和强度稳定性,增强道路的使用性能和延长道路的使用寿命。
参考文献
[1]陈亮.浅议市政道路路基施工常见质量问题及其控制[J].科技信息,2013.
[2]潘荣叁.浅析路基压实度的控制技术[J].筑路机械与施工机械化,2011.
[3]沈良明.试析市政道路工程路基压实度控制措施[J].城市建设理论研究(电子版),2013.