高 博

【摘要】本文介紹了路基壓實的意義、作用及影響壓實度的主要因素,提出了解決此問題的具體控制方法,即確定不同種類填土最大干密度和最佳含水量,控制填土含水量,分層填筑、分層壓實,全寬填筑、全寬碾壓,加強測試檢驗及壓實控制等,保證道路的整體強度及穩(wěn)定性,從而保證壓實度真正具有“有效性”。

【關鍵詞】農村公路 路基壓實 均勻性 施工工藝 路面結構質量控制

一、路基的壓實

1.土基壓實度的意義和作用

壓實使土的強度大大提高,使土基的塑性變形明顯減小,使土的透水性降低,毛細上升高度減少。壓實是改善土體工程性質的一種經濟合理措施。相同的路基路面材料在不均勻的壓實作用下可形成不同的物理力學指標,在道路結構工作壽命期間發(fā)生著向不良狀態(tài)發(fā)展的動態(tài)變化,易導致各類道路病害現象,這反映出道路結構的穩(wěn)定性與耐久性受壓實合理性的控制。在路基頂面以下50cm深度范圍,必須嚴格進行壓實度控制,其中最小壓實度控制,是檢驗壓實工作有效性的限度,即要求不均勻的壓實度,均不能低于最小壓實標準,欲獲得均勻合理的壓實度必須采用合適的壓實含水量及科學的拌和方法,碾壓方法等。

2.影響壓實的主要因素

(1)含水量分析

土壤含水量對壓實效果的影響比較顯著。當含水量較小時,由于粒間引力使土壤保持著比較疏松的狀態(tài)或凝聚結構,土壤中空隙大都互相連通,水少而氣多,在一定的外部壓實功能作用下,雖然土壤空隙中氣體易被排出,密度可以增大,但由于水膜潤滑作用不明顯以及外部功能不足以克服粒間引力,土粒相對移動不容易,因此壓實效果比較差;含水量逐漸增大時,水膜變厚,引力縮小,水膜起潤滑作用,外部壓實功能容易使土體相對移動,壓實效果漸佳;土中含水量過大時,空隙中出現了自由水,壓實不能使氣體排出,壓實功能的一部分被自由水所抵消,減小了有效壓力,壓實效果反而降低。然而,含水量較小時,土粒間引力較大,雖然干密度較小,但其強度可能比最佳含水量時還要高?？墒谴藭r因密實度較低,空隙多,一經飽水,其強度會急劇下降。因此,在最佳含水量情況下壓實的土水穩(wěn)性最好。

(2)土類

在同一壓實功能作用下,含粗粒越多的土,其最大干密度越大,而最佳含水量越小。

不同摻量穩(wěn)定土的對照試驗結果表明:外摻料所含比例的變化,對穩(wěn)定土的物理力學性能有很大的影響。施工中可用單位面積定量上應當足以保證大致均勻,特別是利用拖拉機牽引鏵犁多次翻拌,穩(wěn)定土拌和機拌和時,其強制破碎拌和作用及大面積連續(xù)作業(yè),可使均勻度達到很高水平。實際施工中采用計算單位面積上所用外摻劑質量或體積,按所計算數量布料的方法進行控制。廠辦法施工穩(wěn)定土的均勻度能得到較好保證,路拌法施工雖然強制破碎拌和作用以大面積連續(xù)作業(yè)可使均勻度達到很高水平,但人為影響較大。一般存在兩種可能,拌和深度淺,土料在穩(wěn)定土中含量過高;拌和深度過大,使應有的素土層之外的土料摻入而降低了外摻劑劑量。但前者危害性大,因為素土夾層完全不具有穩(wěn)定土的水穩(wěn)性,并形成結層中的一個弱薄層?？刂评绨枭疃葧r必須遵循“寧深勿淺”原則,并控制外摻劑劑量。

(3)壓實功能

同一類土,其最佳含水量隨壓實功能的加大而減小,而最大干密度則隨壓實功能的加大而增大。當土偏干時,增加壓實功能對提高干密度的影響較大,偏濕時則收效甚微。故對偏濕的土企圖通過加大壓實功能的辦法來提高土的密實度是不經濟的,若土的含水量過大,此時增大壓實功能就會出現“彈簧”現象。另外,當壓實功能加大到一定程度后,對最佳含水量的減少和最大干密度的提高都不明顯,這就是說單純用增大壓實功能來提高土的密度未必合算,壓實功能過大還會破壞土體結構,效果適得其反。

(4)壓實土的厚度

在相同土質和相同壓實功能的條件下,壓實效果隨壓實厚度的遞增而減弱。試驗證明,表層壓實效果最佳,越到下面壓實效果逐漸減小。因此,對不同壓實機械和不同的土質壓實時控制的厚度不同。

二、填方鋪筑壓實的控制

1.確定不同種類填土最大干密度和最佳含水量

用于填筑路基的沿線土石材料,其性質往往有較大的變化。在路基填筑施工前,必須對主要取土場采集代表性土樣,進行土工試驗,用規(guī)定方法求得各個土場土樣的最大干密度和最佳含水量,以便指導路基土的施工。

2.檢查控制填土含水量

由于含水量是影響路基土壓實效果的主要因素,故需檢測欲填入路基中的土的含水量。用透水性不良的土做填料時,應控制其含水量在最佳含水量的±2%之內。

3.分層填筑,分層壓實,控制路基路面結構層厚度均勻性分析

關于道路結構壓實度與結構層厚度的均勻性,應由壓實效果及其產生的影響來評價,這實際上反映結構層的板體作用大小對道路整體形變與穩(wěn)定性的影響,尤其粉性土質對水的抗侵蝕能力低,只有具備相當理想的壓實度和良好的整體板體性后才得以穩(wěn)定,才能實現對地表水的防滲封閉和對地下水的隔斷作用,否則,某一局部強度不足,將擴至一片到整個道路產生破壞。

4.全寬填筑,全寬碾壓

填筑路基時,應要求從基底開始在路基全寬范圍內分層向上填土和碾壓,尤其應注意路堤的邊緣部分。路堤邊緣往往壓實不到,處于松散狀態(tài),雨后容易滑坍,故兩側可采取寬填40～50cm,壓實工作完成后再按設計寬度和坡度予以刷齊整平。

5.輕重型擊實標準和試驗檢測方法對壓實均勻度的影響及壓實控制

由輕型擊實與重型擊實對同一配比試件試驗結果表明:試件的物理力學指標在不同的擊實標準下產生大幅度變化,即在重復荷載交通情況下,輕型擊實會造成產生較大殘留變形的條件,同時,相應壓實功能和遍數的不均勻易形成不同的壓實效果,導致道路結構工作壽命中,可能出現嚴重的不平整度的變化是必然的。反之,若以重型擊實標準控制壓實度,可將此類影響降低到最小限度。

綜上所述,在路基施工中必須控制壓實度以確保工程質量,而同樣重要的是在施工各個環(huán)節(jié)的工藝方法上應從均勻性的角度出發(fā)予以精心處置,填筑路基時,應分層碾壓并分層檢查壓實,并要求填土層壓實度達到要求后方能允許填筑上一層填土,只有分層控制填土的壓實度,才能保證全深度范圍內的壓實質量。這是形成道路良好使用品質的必要保證。所以,壓實度的均勻性控制不能單純地理解為對壓實過程的控制,這是一個系統(tǒng)工程,應在進行科學分析后,采取合理措施加以解決,使公路質量得以進一步提高。