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中图分类号:U415.1文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
引言
城市快速路对构筑城市空间框架,完善城市路网布局和推动城市发展具有巨大的推动作用,能大大改善城区内交通拥堵状况,提升交通服务水平。为满足快速、安全、经济、舒适等社会发展需要,如何控制好城市快速路的施工质量,就显得尤为重要。路基是路面的基础,路基施工质量的好坏,直接影响到路面的质量、影响路面的使用寿命、行车舒适性和行车安全等,因此控制路基的施工质量,尤其是控制填土路基的施工质量,对减少路基病害的发生,提高公路的使用寿命显得极为重要。
本文就某城市快速路填土路基试验段的实施方案,论述试验段的测量、施工、试验作业流程及实施试验段施工的意义。
一、工程概况
某城市快速路工程,主要工程内容包括:路基工程、桥梁工程、地下通道、雨水工程和交叉工程等。路基施工包括主线、L线、W~Z还原路及A~H匝道共14条线路。主线全长1.82km,设计车速80km/h。
经研究决定,将路基试验段定为该项目K3+705.053~K3+919.985填方路基全幅,长度214.932米,双向六车道,宽度26m。
二、施工准备
(一)填料选择
试验段填料采用该标段K2+400~K2+500挖方区土料,对土壤按每5000m3或在土质变化时取样进行液限 、塑性指数、含水量、重型击实、土的强度(CBR )进行试验。
取土场共抽取3个不同的土样进行土壤物理性能试验依据试验结果, 3个土样液限小于50%、塑形指数小于26,均可作为路基填料;K2+400处土方CBR为5%,仅可作为上路堤0.8~1.5m及下路堤1.5m以下填料;K2+450及K2+500处土料CBR分别为15.0%和19.3%,均大于8.0%,可用做试验段全断面填料。
(二)测量放样
全线已完成导线点、水准点测量数据的复测,并在试验路附近增设了导线点与水准基点。测量组按20m距离一个断面放出该路基中桩、施工填筑边线(按设计填筑边桩加宽50cm,并完成了该段原地面横断面复测)。
(三)现场准备
1、试验段相应人员组织安排到位、做好试验段协调工作。
2、试验段施工机械配备已到位,打通通往试验段的施工便道,人员及机械设备可直接进场作业。
三、试验段施工
1、路基施工严格按照部颁《公路路基施工技术规范》等技术规范进行作业,并把试验检测作为主要技术手段,指导施工。
2、对试验段首先用全站仪进行放样,以确立开挖线或坡脚线,根据中桩及相应高程测出试验段和取土场横断面面积,对工程量进行复核;对试验段纵断面水平分层,编制填筑计划;然后对试验段和取土场进行清表,将试验段范围原地面以下30cm内的建筑土头垃圾等予以挖除,并且运出填筑场地。试验段场地清理完成后,全面进行填前碾压,使其密度达到设计和规范要求,填筑压实度达到93%以上。根据地形特点,清表采用推土机配合挖掘机及人工结合的方式进行,将横坡大于1:5的地段按要求做成台阶,在试验段内根据具体情况每隔一定距离开挖横向排水沟,将路基水引入纵向排水沟,排到路基外。经过2个自然日晾晒后,再用推土机清除表土,最后将表面按填筑要求进行整平与压实。
3、清表后的填前碾压达到要求后,用全站仪重新进行放样,恢复边线控制桩,并沿基线边线撒石灰、立施工标尺,按一定的高度挂线,用以控制松铺厚度,重新测绘断面图,作为确定松铺系数的依据。确立填土面积及坡脚位置,按要求每侧超宽50cm。所填土按松铺30cm控制。
4、采用自卸汽车,按10m间距均匀地将填料堆卸在场地上,用推土机初步摊铺和平整,厚度控制在30cm左右,由现场试验员对铺筑土层进行含水量抽检,当初平好的铺筑土层在最佳含水量±2%之内时,再用压路机静压一遍后用平地机整平,然后用压路机振动碾压3~6遍后,试验人员开始用灌砂法跟踪检测压实度,直到达到标准,最后再用压路机静压一遍收光。
四、试验记录
试验段施工采用T140推土机、PY180平地机配合YZ20H振动压路机进行作业。施工时,由现场试验员进行全程跟踪检查,测定碾压前含水量、记录碾压遍数,并随时对碾压后压实度进行抽样试验。取样频率为每层每1000m2一組,一组分3个点。测量资料、相关试验资料、试验段填筑时机械配备类型和数量,松铺厚度和碾压遍数均按实际情况进行统计和整理,并加以总结,根据不同的碾压遍数下所测得压实度总结得出不同的机械压实填料最佳含水量、最佳的机械配备和施工组织。试验段含水量试验采用酒精法进行测定,压实度采用灌砂法进行检验。试验采用部颁《公路工程质量检验评定标准》、《公路土工试验规程》进行试验检测,检验结果详见下表。
试 验 结 果 汇 总 表
注:施工段经试验压实度达到要求后再静压一遍收光。
五、路基试验段施工总结
施工中,重要的是能确定达到符合要求密实度的有效压实深度,这个深度也就是每层土的合适压实厚度,有效压实深度主要与压实机械类型、碾压遍数、土的性质和含水量有关。要解决这个问题,就应该将机械压实作用能够达到的深度与符合要求密实度的压实深度区别开来,通常前者大于后者;机械压实作用能够达到的深度与土质及机械类型有关,土的粘性小并接近最佳含水量,压实作用能达到的深度就大;使用轻型机械只能得到较小的密实度,使用重型机械可以得到较大的密实度,振动压路机比相同重量的普通光面钢轮压路机的压实效果好得多。振动压路机一般设有调频调幅装置,可以根据需要调成不振、弱振或强振的不同强度,因而可兼做轻型、中型、重型压路机使用。试验表明,本项目使用的20t振动压路机静线压力578N/cm,频率28Hz,激振力374KN,有效压实深度可达0.7~1.0m。本工程根据原拟定松铺系数1.2,经测定虚铺厚度和压实厚度结果显示,所在区段压实厚度差别不明显,平均虚铺厚度30cm,压实厚度平均24.5cm,压实系数计算得为1.22。用振动压路机碾压后,路基表层材料会直接随滚轮一起振动,在振动轮的压力波作用下,表层材料变得疏松,往往表层的密实度比较差,因此,为了消除这种隐患,在振动碾压后需要进行静力碾压。
碾压速度对路基土能达到的密实度有明显的影响,而且碾压速度过快容易导致被压层的平整度变差。碾压速度低时,单位面积内的振动次数比碾压速度高时要多,因而作用在被压路基上的能量,碾压速度低时多于碾压速度高时。通过该试验段碾压比对得出以下结论:①在相同碾压遍数的情况下,碾压速度越高,所得的压实度越小;②为达到相同的压实度,碾压速度越高,所需要的碾压遍数就越多;③尽管碾压速度大时生产率高,但碾压速度大时,就不可能达到较大的压实度。虽然采用高碾压速度要比采用低碾压速度的压实生产率高而且比较经济,但速度过快,容易导致路基面形成小波浪,即不平整。因此针对本工程采用的碾压材料和所用的压路机,通过铺筑试验段,拟定I档碾压速度不超过3.0 km/h,II档碾压速度不超过 5.0km/h。
综合试验及记录数据,试验段施工采用T140推土机、PY180平地机配合YZ20H振动压路机进行作业,松铺厚度30cm,当前采用路基压实组合如下:93区:初压使用振动压路机,关振静压1遍;复压使用弱振复压2遍, 强振碾压3遍。
94区:初压使用振动压路机,关振静压1遍;复压使用弱振复压2遍, 强振碾压5遍。
96区:初压使用振动压路机,关振静压1遍;复压使用弱振复压2遍,强振碾压6遍。
施工段经试验压实度达到要求后再静压一遍收光。
路基填筑按断面分成水平层次逐层向上填筑,压路机作业应沿铺筑段长度方向,由路肩向中心线顺序进行碾压。碾压作到先慢后快、先外后内、先轻后重;压路机每次折回的位置应呈阶梯推进。碾压过程中保证土表面始终保持潮湿,如表面水份蒸发过快,应适时洒水,严禁洒大水碾压,如有“弹簧”、松散、起皮现象及时翻开重新或用其它方法处理。在进行低填方及94区、96区施工时,应进一步严格控制土壤含水量及碾压厚度,及时做好现场抽样检验,保证路基填筑的质量。
试验段施工时,所有机械、仪器设备均采用投入本合同段施工的机械、仪器设备,机械均满足施工要求。同时派专业技术员指挥施工,并由监理工程师现场监督施工过程。
结论
试验段在路基工程施工中具有举足轻重的意义和重要性。通过试验段的铺筑施工,在现有的压实机械的情况下,确定路基填筑最佳的压实厚度、适宜的碾压顺序、碾压速度和碾压遍数,以及压实机械的组合等工艺,并检查施工组织过程中的施工工艺、技术措施、组织方式以及组织各环节出现的问题,为制定正确的施工工艺流程提供依据,对下一步路基工程的全面展开具有重要的指导意义。
[参考文献]
[1]徐增涛.公路填土路基施工措施[J].中国新技术新产品,2011,(11) (期刊类)
[2]张清军.浅谈公路路基施工技术[A].河南省土木建筑学会2010年学术大会论文集,2010 (论文集)
[3]崔国海.路基工程质量的成因及处治措施 [A].土木建筑学术文库,2010 (论文集)
[4] 《公路路基施工技术规范》JTG F10—2006[S].人民交通出版社,2006. (标准)
[5] 《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004[S].人民交通出版社,2004 (标准)
[6] 《公路土工試验规程》JTG E40-2007 [S].人民交通出版社,2007 (标准)
引言
城市快速路对构筑城市空间框架,完善城市路网布局和推动城市发展具有巨大的推动作用,能大大改善城区内交通拥堵状况,提升交通服务水平。为满足快速、安全、经济、舒适等社会发展需要,如何控制好城市快速路的施工质量,就显得尤为重要。路基是路面的基础,路基施工质量的好坏,直接影响到路面的质量、影响路面的使用寿命、行车舒适性和行车安全等,因此控制路基的施工质量,尤其是控制填土路基的施工质量,对减少路基病害的发生,提高公路的使用寿命显得极为重要。
本文就某城市快速路填土路基试验段的实施方案,论述试验段的测量、施工、试验作业流程及实施试验段施工的意义。
一、工程概况
某城市快速路工程,主要工程内容包括:路基工程、桥梁工程、地下通道、雨水工程和交叉工程等。路基施工包括主线、L线、W~Z还原路及A~H匝道共14条线路。主线全长1.82km,设计车速80km/h。
经研究决定,将路基试验段定为该项目K3+705.053~K3+919.985填方路基全幅,长度214.932米,双向六车道,宽度26m。
二、施工准备
(一)填料选择
试验段填料采用该标段K2+400~K2+500挖方区土料,对土壤按每5000m3或在土质变化时取样进行液限 、塑性指数、含水量、重型击实、土的强度(CBR )进行试验。
取土场共抽取3个不同的土样进行土壤物理性能试验依据试验结果, 3个土样液限小于50%、塑形指数小于26,均可作为路基填料;K2+400处土方CBR为5%,仅可作为上路堤0.8~1.5m及下路堤1.5m以下填料;K2+450及K2+500处土料CBR分别为15.0%和19.3%,均大于8.0%,可用做试验段全断面填料。
(二)测量放样
全线已完成导线点、水准点测量数据的复测,并在试验路附近增设了导线点与水准基点。测量组按20m距离一个断面放出该路基中桩、施工填筑边线(按设计填筑边桩加宽50cm,并完成了该段原地面横断面复测)。
(三)现场准备
1、试验段相应人员组织安排到位、做好试验段协调工作。
2、试验段施工机械配备已到位,打通通往试验段的施工便道,人员及机械设备可直接进场作业。
三、试验段施工
1、路基施工严格按照部颁《公路路基施工技术规范》等技术规范进行作业,并把试验检测作为主要技术手段,指导施工。
2、对试验段首先用全站仪进行放样,以确立开挖线或坡脚线,根据中桩及相应高程测出试验段和取土场横断面面积,对工程量进行复核;对试验段纵断面水平分层,编制填筑计划;然后对试验段和取土场进行清表,将试验段范围原地面以下30cm内的建筑土头垃圾等予以挖除,并且运出填筑场地。试验段场地清理完成后,全面进行填前碾压,使其密度达到设计和规范要求,填筑压实度达到93%以上。根据地形特点,清表采用推土机配合挖掘机及人工结合的方式进行,将横坡大于1:5的地段按要求做成台阶,在试验段内根据具体情况每隔一定距离开挖横向排水沟,将路基水引入纵向排水沟,排到路基外。经过2个自然日晾晒后,再用推土机清除表土,最后将表面按填筑要求进行整平与压实。
3、清表后的填前碾压达到要求后,用全站仪重新进行放样,恢复边线控制桩,并沿基线边线撒石灰、立施工标尺,按一定的高度挂线,用以控制松铺厚度,重新测绘断面图,作为确定松铺系数的依据。确立填土面积及坡脚位置,按要求每侧超宽50cm。所填土按松铺30cm控制。
4、采用自卸汽车,按10m间距均匀地将填料堆卸在场地上,用推土机初步摊铺和平整,厚度控制在30cm左右,由现场试验员对铺筑土层进行含水量抽检,当初平好的铺筑土层在最佳含水量±2%之内时,再用压路机静压一遍后用平地机整平,然后用压路机振动碾压3~6遍后,试验人员开始用灌砂法跟踪检测压实度,直到达到标准,最后再用压路机静压一遍收光。
四、试验记录
试验段施工采用T140推土机、PY180平地机配合YZ20H振动压路机进行作业。施工时,由现场试验员进行全程跟踪检查,测定碾压前含水量、记录碾压遍数,并随时对碾压后压实度进行抽样试验。取样频率为每层每1000m2一組,一组分3个点。测量资料、相关试验资料、试验段填筑时机械配备类型和数量,松铺厚度和碾压遍数均按实际情况进行统计和整理,并加以总结,根据不同的碾压遍数下所测得压实度总结得出不同的机械压实填料最佳含水量、最佳的机械配备和施工组织。试验段含水量试验采用酒精法进行测定,压实度采用灌砂法进行检验。试验采用部颁《公路工程质量检验评定标准》、《公路土工试验规程》进行试验检测,检验结果详见下表。
试 验 结 果 汇 总 表
注:施工段经试验压实度达到要求后再静压一遍收光。
五、路基试验段施工总结
施工中,重要的是能确定达到符合要求密实度的有效压实深度,这个深度也就是每层土的合适压实厚度,有效压实深度主要与压实机械类型、碾压遍数、土的性质和含水量有关。要解决这个问题,就应该将机械压实作用能够达到的深度与符合要求密实度的压实深度区别开来,通常前者大于后者;机械压实作用能够达到的深度与土质及机械类型有关,土的粘性小并接近最佳含水量,压实作用能达到的深度就大;使用轻型机械只能得到较小的密实度,使用重型机械可以得到较大的密实度,振动压路机比相同重量的普通光面钢轮压路机的压实效果好得多。振动压路机一般设有调频调幅装置,可以根据需要调成不振、弱振或强振的不同强度,因而可兼做轻型、中型、重型压路机使用。试验表明,本项目使用的20t振动压路机静线压力578N/cm,频率28Hz,激振力374KN,有效压实深度可达0.7~1.0m。本工程根据原拟定松铺系数1.2,经测定虚铺厚度和压实厚度结果显示,所在区段压实厚度差别不明显,平均虚铺厚度30cm,压实厚度平均24.5cm,压实系数计算得为1.22。用振动压路机碾压后,路基表层材料会直接随滚轮一起振动,在振动轮的压力波作用下,表层材料变得疏松,往往表层的密实度比较差,因此,为了消除这种隐患,在振动碾压后需要进行静力碾压。
碾压速度对路基土能达到的密实度有明显的影响,而且碾压速度过快容易导致被压层的平整度变差。碾压速度低时,单位面积内的振动次数比碾压速度高时要多,因而作用在被压路基上的能量,碾压速度低时多于碾压速度高时。通过该试验段碾压比对得出以下结论:①在相同碾压遍数的情况下,碾压速度越高,所得的压实度越小;②为达到相同的压实度,碾压速度越高,所需要的碾压遍数就越多;③尽管碾压速度大时生产率高,但碾压速度大时,就不可能达到较大的压实度。虽然采用高碾压速度要比采用低碾压速度的压实生产率高而且比较经济,但速度过快,容易导致路基面形成小波浪,即不平整。因此针对本工程采用的碾压材料和所用的压路机,通过铺筑试验段,拟定I档碾压速度不超过3.0 km/h,II档碾压速度不超过 5.0km/h。
综合试验及记录数据,试验段施工采用T140推土机、PY180平地机配合YZ20H振动压路机进行作业,松铺厚度30cm,当前采用路基压实组合如下:93区:初压使用振动压路机,关振静压1遍;复压使用弱振复压2遍, 强振碾压3遍。
94区:初压使用振动压路机,关振静压1遍;复压使用弱振复压2遍, 强振碾压5遍。
96区:初压使用振动压路机,关振静压1遍;复压使用弱振复压2遍,强振碾压6遍。
施工段经试验压实度达到要求后再静压一遍收光。
路基填筑按断面分成水平层次逐层向上填筑,压路机作业应沿铺筑段长度方向,由路肩向中心线顺序进行碾压。碾压作到先慢后快、先外后内、先轻后重;压路机每次折回的位置应呈阶梯推进。碾压过程中保证土表面始终保持潮湿,如表面水份蒸发过快,应适时洒水,严禁洒大水碾压,如有“弹簧”、松散、起皮现象及时翻开重新或用其它方法处理。在进行低填方及94区、96区施工时,应进一步严格控制土壤含水量及碾压厚度,及时做好现场抽样检验,保证路基填筑的质量。
试验段施工时,所有机械、仪器设备均采用投入本合同段施工的机械、仪器设备,机械均满足施工要求。同时派专业技术员指挥施工,并由监理工程师现场监督施工过程。
结论
试验段在路基工程施工中具有举足轻重的意义和重要性。通过试验段的铺筑施工,在现有的压实机械的情况下,确定路基填筑最佳的压实厚度、适宜的碾压顺序、碾压速度和碾压遍数,以及压实机械的组合等工艺,并检查施工组织过程中的施工工艺、技术措施、组织方式以及组织各环节出现的问题,为制定正确的施工工艺流程提供依据,对下一步路基工程的全面展开具有重要的指导意义。
[参考文献]
[1]徐增涛.公路填土路基施工措施[J].中国新技术新产品,2011,(11) (期刊类)
[2]张清军.浅谈公路路基施工技术[A].河南省土木建筑学会2010年学术大会论文集,2010 (论文集)
[3]崔国海.路基工程质量的成因及处治措施 [A].土木建筑学术文库,2010 (论文集)
[4] 《公路路基施工技术规范》JTG F10—2006[S].人民交通出版社,2006. (标准)
[5] 《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004[S].人民交通出版社,2004 (标准)
[6] 《公路土工試验规程》JTG E40-2007 [S].人民交通出版社,2007 (标准)