武占強
摘要: “壓實度”是指:松散土在最佳含水量下通過壓實機械進行碾壓,使松散土的穎粒結(jié)合嚴(yán)密,從而形成密實整體。為使路基具有足夠的強度與穩(wěn)定性。壓實的目的在于使土粒重新組合,彼此擠緊,孔隙縮小,從而使土的單位質(zhì)量提高,最終導(dǎo)致強度增加,穩(wěn)定性同時增高,達到形成密實整體的目的。本文從影響壓實效果的因素構(gòu)成、壓實標(biāo)準(zhǔn)的確定、等幾個方面分析了公路路基壓實度的影響因素與檢測方法,論述了路基壓實度對路基施工的重要性。
關(guān)鍵詞: 公路路基;壓實度;影響因素
前 ?言
土是由土顆粒(固相)、水(液相)及氣體(氣相)三種物質(zhì)組成的集合體,這三種物質(zhì)在體積上和質(zhì)量的比例關(guān)系不同,則會反映出土的物理狀態(tài)上的變化,土中空隙體積大,土就松,土中水分多,則土就軟公路上經(jīng)??吹铰访骈_裂、沉陷等病害,究其原因,病害出現(xiàn)在路面上,但病根往往在路基上。
一、影響壓實效果的因素構(gòu)成
對于路基影響壓實效果的因素有:1.含水量對壓實的影響。2土質(zhì)對壓實的影響。3.壓實厚度對壓實的影響。4壓實功壓實變數(shù)對壓實的影響。5土粒級配的影響。
1.含水量對壓實的影響
在壓實過程中, 土的含水量是影響填土壓實性的主要因素之一,由擊實曲線可知道嚴(yán)格的控制最佳含水量是關(guān)鍵,碾壓需要克服土顆粒間的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力,才能使土顆粒產(chǎn)生位移并相互靠近。土的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力是隨著密實度而增加的, 土的含水量越小時,土顆粒間的內(nèi)摩阻力越大,壓實到一定程度后,某一壓實功不能克服土顆粒間的抗力,壓實所得的干密度小。當(dāng)含水量增加時,水在土顆粒間起潤滑作用,使土的內(nèi)摩阻力減小,因此,同樣的壓實功可以得到較大的干密度。在這個過程中,單位土體積中空氣的體積逐漸減小,而固體體積和水的體積逐漸增加,當(dāng)土的含水量達到某一限度后,雖然內(nèi)摩阻力還在減小,但單位土體中空氣的體積已壓縮到最小限度,而水的體積不斷增加,由于水是不可壓縮的,因此在同一壓實功下,土的干密度反而逐漸減小,土只有在某一含水量下,才能壓實到最大干密度,這個含水量稱為最佳含水量。
2.土質(zhì)對壓實效果的影響
土質(zhì)對壓實效果的影響很大。從施工實踐可以看出,砂性土的壓實效果優(yōu)于黏性土。其機理在于土粒越細,比表面積越大,土粒表面水膜所需的含水量就越多,而且黏土中含有親水性較高的膠體物質(zhì)。由于砂土的顆粒組呈松散狀態(tài),水分極易散失,所以在這時最佳含水量沒有實際意義。
3.壓實厚度對壓實效果的影響
鋪筑厚度的確定《規(guī)范》規(guī)定, 分層的最大松鋪厚一般宜在30cm~50cm間,按土質(zhì)類別,壓實機具的功能,碾壓遍數(shù)等具體由試驗確定。一般情況采用12t~15t壓路機, 松鋪厚度絕對不宜超過30cm,且碾壓遍數(shù)在8~10遍才能保證達到壓實要求。最好松鋪厚度不低于12cm,即壓實厚度不低于8cm,才能保證整個填方的整體強度。首先確定分層,既能保證每層不能超過最大松鋪厚度,也不低于最小松鋪厚度。施工表明,最好按松鋪厚度30cm進行鋪筑,以確保壓實層的勻質(zhì)性。
4.壓實功及壓實遍數(shù)對壓實的影響
壓實功能(指壓實工具的質(zhì)量、碾壓次數(shù)或錘落高度、作用時間等)對壓實效果的影響,是除含水量之外的另一個重要因素。據(jù)此規(guī)律,施工實踐中可以增加壓實功能(選用重碾,增加次數(shù)或延長作用時間等)以提高路基強度或降低含水量以達到最佳,需要指出的是,用增加壓實功能的辦法以提高土基強度的效果有一定限度。壓實功能增加到一定限度以上,效果提高就會越為緩慢,在經(jīng)濟效益和工程施工組織上會增大成本或施工組織難度。嚴(yán)格控制最佳含水量要比增加壓實功能收效大得多。
5.級配對壓實的影響
集料的級配對碾壓所能達到的密實度有明顯影響。實踐證明,均勻顆粒和砂,單一尺寸的礫石、碎石都難于碾壓密實。在級配集料基層或底基層施工中, 使所用的集料的級配與室內(nèi)試驗確定標(biāo)準(zhǔn)干容重時,所用的集料級配相同非常重要。在集料發(fā)生離析的情況下,添加所缺的料并進行適當(dāng)?shù)陌韬褪潜匾?。施工中,只有?yán)格控制級配,才能確保達到規(guī)定的壓實狀態(tài)。
二、現(xiàn)場檢測路基壓實度的方法及其適用范圍
1.灌砂法
灌砂法是利用均勻顆粒的砂去置換試洞的體積,它是當(dāng)前最通用的方法,很多工程都把灌砂法列為現(xiàn)場測定密度的主要方法。該方法可用于測試各種土或路面材料的密度,它的缺點是:需要攜帶較多量的砂,而且稱量次數(shù)較多,因此它的測試速度較慢。
2.核子儀法
該法是利用放射性元素測量土或路面材料的密度和含水量。這類儀器的特點是測量速度快,需要人員少。該類方法適用于測量各種土或路面材料的密度和含水量,有些進口儀器可貯存打印測試結(jié)果。它的缺點是,放射性物質(zhì)對人體有害,另外需要打洞的儀器,在打洞過程中使洞壁附近的結(jié)構(gòu)遭到破壞,影響測定的準(zhǔn)確性,對于核子密度濕度儀法,可作施工控制使用,但需與常規(guī)方法比較,以驗證其可靠性。
3.環(huán)刀法
環(huán)刀法是測量現(xiàn)場密度的傳統(tǒng)方法。國內(nèi)習(xí)慣采用的環(huán)刀容積通常為200cm3,環(huán)刀高度通常約5cm。用環(huán)刀法測得的密度是環(huán)刀內(nèi)土樣所在深度范圍內(nèi)的平均密度。它不能代表整個碾壓層的平均密度。由于碾壓土層的密度一般是從上到下減小的,若環(huán)刀取在碾壓層的上部,則得到的數(shù)值往往偏大,若環(huán)刀取的是碾壓層的底部,則所得的數(shù)值將明顯偏小,就檢查路基土和路面結(jié)構(gòu)層的壓實度而言,我們需要的是整個碾壓層的平均壓實度,而不是碾壓層中某一部分的壓實度,因此,在用環(huán)刀法測定土的密度時,應(yīng)使所得密度能代表整個碾壓層的平均密度。然而,這在實際檢測中是比較困難的;只有使環(huán)刀所取的土恰好是碾壓層中間的土,環(huán)刀法所得的結(jié)果才可能與灌砂法的結(jié)果大致相同。另外,環(huán)刀法適用面較窄,對于含有粒料的穩(wěn)定土及松散性材料無法使用。
三、結(jié)束語
公路路基壓實質(zhì)量的試驗室控制, 主要是靠具體的檢測方法和檢測數(shù)據(jù)來評定,這些質(zhì)量檢測方法和檢測數(shù)據(jù)是否科學(xué)、真實、有效,直接影響著路基質(zhì)量評定的準(zhǔn)確性??傊?,路基壓實的意義是不言而喻的。在具體施工中,理論上的知識與施工中的具體指導(dǎo)應(yīng)該相結(jié)合,同時,建設(shè)、監(jiān)理、施工單位應(yīng)牢固樹立全員質(zhì)量意識,根據(jù)每條路的不同土質(zhì)、天然含水量與最佳含水量,在嚴(yán)格按《規(guī)范》要求施工的同時,必須搞好試驗路段,試驗路段成功并取得精確數(shù)據(jù)后,再進行填筑路堤的施工。
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