【摘 要】在公路施工中,影響路基壓實度的因素有很多,壓實度也是現(xiàn)場施工過程中較難達到的一項指標。本文分析了影響路基壓實度的每種因素以及控制注意事項。
【關(guān)鍵詞】路基;壓實度;控制
引言
從技術(shù)方面講,高速公路路基壓實度達不到要求是造成路面局部沉陷或過早破壞的主要原因之一。因此,當前在路基施工中的交工驗收時,把其作為七個驗收指標中的主要質(zhì)量控制指標;同時也說明壓實度是現(xiàn)場施工過程中較難達到的指標。因為實際施工時影響因素較多,所以在進行高速公路路基施工過程中,我們必須結(jié)合實際情況認真分析每種因素及其對壓實度的影響程度。
從現(xiàn)場施工情況及路基檢測分析,影響路基壓實度的因素有壓實功能、碾壓工藝及方法、下承層強度、路基土含水量等。
一般可通過選擇合理的壓路機械,試鋪試驗段確定松鋪厚度及碾壓遍數(shù),填前對路基進行處理和壓實等,解決壓實功能、碾壓工藝、下承層強度等問題。而填料含水量則由于取土場、土石類型、氣候、氣象等因素影響變化較大,施工中極難控制,因此,含水量是造成路基壓實度難以達標的主要因素。
1 選擇合理的填土含水量
高速公路通過重型擊實試驗,用土的含水量和相應(yīng)的干密度繪出含水量~干密度關(guān)系曲線,如圖1所示,從圖中看出,當壓實功能與壓實方法不變時,土的干密度隨含水量的增加而增大,當干密度達到某一最大值后,含水量的增加反而使密實度下降。由此,得出一個路基填土的最大干密度ρ及相應(yīng)最佳含水量w0?,F(xiàn)行路基壓實,采用了干密度比的壓實檢測方法。即以實測壓實土的干密度ρ和標準擊實試驗重錘或輕錘得到的最大干密度ρdmax之比,作為路基壓實度K的檢測標準K=ρ/ρdmax 。根據(jù)路堤填土高度及要求的相應(yīng)壓實度,計算出必須達到的干密度ρd ,并由此得出wa及wb ,在wa與wb之間的任一含水量,均可保證路基所需之壓實度K。即:
應(yīng)當指出的是, 合理含水量區(qū)間wa~wb將與土質(zhì)有很大的關(guān)系,對非滲水性土,該區(qū)間較小,對滲透水性土,該區(qū)間較大。從理論上分析,這是由擊實試驗固定擊實所確定的。實際上,各土石方施工單位在某一路段所采用的壓路機類型是不一致的,由上述方法確定的合理含水量區(qū)間是無法直接使用的,若簡單機械套用,將可能出現(xiàn)無論如何碾壓,壓實度仍不能滿足設(shè)計的現(xiàn)象。最科學的做法是,根據(jù)該路段所具有的壓實機類型,選200m左右長路段作試驗段,在某一試鋪厚度下,改變填土含水量與碾壓遍數(shù),測定對應(yīng)的干密度,用土的含水量和相應(yīng)的干密度繪制規(guī)定碾壓遍數(shù)下的含水量、干密度關(guān)系曲線;依據(jù)這條曲線確定該壓路機可達到的最大干密度和相應(yīng)的最佳含水量。在縱坐標上標出要求干密度ρd的點, (這里要求的干密度ρ?dmax是通過室內(nèi)擊實試驗,求出最大干密度ρdmax后,按要求的壓實度計算出的干密度) ,并以該點作平行于橫坐標的水平線。這時可能會出現(xiàn)三種情況,如圖2所示:
(1)該水平線在含水量干密度關(guān)系曲線上方通過;
(2)該水平線與含水量干密度關(guān)系曲線的頂點相重合;
(3)該水平線與含水量干密度關(guān)系曲線在兩點相交。
如果是第一種情況,則說明增加碾壓遍數(shù)已不起作用,只能根據(jù)施工單位的具體機械情況,減薄松鋪厚度或改用較重的壓路機。
如果是第二種情況,則證明所選用的壓路機、碾壓遍數(shù)以及適宜的松鋪厚度恰能滿足要求。但碾壓時的含水量必須是最佳含水量,而不是一個可移動的范圍,所以很難控制。這種情況對于施工很不方便,也不好掌握。
如果是第三種情況,則證明壓實機械選型合理,給施工創(chuàng)造了非常有利的條件。如前所述,實際上路基填土含水量不可能很均勻,經(jīng)過一定碾壓遍數(shù)后所測得的干密度也不可能都相等,經(jīng)常具有一定的誤差。例如,對于路基土的干密度,其偏差系數(shù)常達3%~4% ,因此,根據(jù)上述方法確定碾壓遍數(shù)或碾壓松鋪厚度時,必須考慮上述含水量的非均勻性。也就是說,應(yīng)該使圖上要求干密度的這條水平線與曲線在兩點之間的范圍內(nèi),是較容易控制的,也符合前面從理論上分析得出的結(jié)果。在此前提下按照確定的壓實機械、松鋪厚度、碾壓遍數(shù)施工是完全可能達到要求的壓實度的。不需要經(jīng)常因壓實度不夠而增加碾壓遍數(shù),或減薄松鋪厚度,或改用較重的壓路機。只需把含水量控制在合理的含水量區(qū)間即可。
2控制含水量應(yīng)注意的幾個問題
2.1天然含水量的變化
在施工時,要測定取土場土的天然含水量(包括不同時間、天氣、季節(jié)的天然含水量) 以及在運到工地和攤鋪后碾壓前的含水量;以最佳含水量為準,算出需要補充的水量。所需的水量可以在取土之前及時澆注,讓水分充分均勻地滲透到土體中,碾壓時注意測試,達到最佳含水量方可碾壓。
2.2 取土場的選擇
高速公路路基土石方施工用土數(shù)量較大,設(shè)計所給出的取土場分布較散,數(shù)量多,各個不同土場土質(zhì)不一樣,其壓實性能亦不同,在施工中除考慮就近利用的原則外,還應(yīng)注意兩個問題:
(1)應(yīng)按新頒《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》首先對所選土場土樣進行CBR 試驗,若其強度達不到相應(yīng)層次的要求是不允許使用的;
(2)土場的天然含水量應(yīng)盡可能在合理含水量區(qū)間,以減少土中撒水。所以在施工時,不應(yīng)選定土場再作CBR試驗,而應(yīng)先作CBR試驗再確定土場。
2.3 選擇合適的填土
就填筑路堤而言,最合適的土是砂礫土、礫土及亞砂土。這些土的內(nèi)摩阻力小,粘結(jié)力小,滲水性強,其合理含水量空間較大,容易壓實,又有足夠的強度、穩(wěn)定性,遇水不致過分軟化。用這些土作填料不易引起路基沉陷。另外,施工中應(yīng)注意填料粒徑不能超標,若填料粒徑超標過多過大,就易形成骨架作用,使壓路機壓不實,出現(xiàn)空隙,這樣就達不到要求的干密度。
粉土質(zhì)土和細砂土的土質(zhì)稍差些,這些低粘性土,也比較容易壓實,在飽和狀態(tài)下,這些土容易變成流塑狀并失去承載能力。用這種土填筑路堤的邊坡,在良好的水文地質(zhì)條件下是足夠穩(wěn)定的。但是若不作與之配套的防護工程,是容易受水沖刷的。
亞粘土和重亞粘土的壓實比較難,但與粉質(zhì)土相比較它們?nèi)允潜容^有利的土。這些土具有較高的粘性與不透水性。差,并容易發(fā)生剪切,在干燥狀態(tài)下,其容易喪失水分,使土體龜裂。其特點是液限大,最佳含水量大,而最大干密度小。路基碾壓不實,易形成“軟簧”,這種土不宜選用。