袁棟梁

(南昌市公路管理局昌北分局,江西 南昌 330038)

1 影響公路施工壓實度因素

1.1 土體水含量的影響

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。實驗證明,土的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力是隨著密實度而增加的,土的水含量越小時,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)土的水含量達(dá)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量。

1.2 碾壓厚度的影響

壓實厚度對壓實效果具有明顯影響。相同壓實條件下(土質(zhì)、濕度與功能不變),由實測土層不同深度的密實度或壓實度得知,密實度隨深度呈遞減,表層5cm最高。不同壓實設(shè)備的有效壓實深度有差異,根據(jù)壓實設(shè)備類型、土質(zhì)及土基壓實的基本要求,路基分層壓實的厚度有具體規(guī)定數(shù)值。通過大量的實踐證明,碾壓應(yīng)有適當(dāng)?shù)暮穸?碾壓層過厚,壓實度達(dá)不到要求,碾壓層上層的壓實度也要受到不利的影響。同時,碾壓的厚度隨所用的壓路機的類型而變。

1.3 壓實機械的影響

壓實機械對一定含水量下的路基土和路面材料的壓實狀態(tài)有很大影響。使用輕型壓路機只能得到較小的密實度,而使用重型壓路機可以得到較大的密實度,振動壓路機比相同重量的普通鋼輪壓路機的壓實效果好得多。根據(jù)土質(zhì)的不同,選擇不同的壓路機。輕型和中型光面鋼輪壓路機可用作預(yù)壓,普通的中型光面鋼輪壓路機更適宜于壓實低粘性土和非粘性土,重型光面鋼輪壓路機可壓實粘性大的土,振動式壓路機適宜壓實粘性小的土、砂礫土、礫石料、碎石混合料及各種結(jié)合料處治級配等。

2 路基壓實度的控制措施

2.1 回填材料的選擇

如果全部采用巨粒土,具有足夠的強度但空隙率大,即密實度差。但全部采用細(xì)粒土或特殊土,由于過細(xì)過粉并隨不同氣候的變化而變化,經(jīng)壓實,大部分出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象。實踐證明,采用粗粒土壓實效果最好,尤其是含石率達(dá)到70%左右,但每條路取土場不一定都是粗粒土,因此可以考慮采用巨粒土滲配試驗使用?？傊?不論采用何土質(zhì),必須要做土的塑性指標(biāo),即液限大于50,塑性指數(shù)大于26的土不能直接做路基,同時對已滿足液限塑性后的土石最大粒徑也是要嚴(yán)格控制的指細(xì)粒土或特殊土,由于過細(xì)過粉并隨不同氣候的變化而變化,經(jīng)壓實,大部分出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象。實踐證明,采用粗粒土壓實效果最好,尤其是含石率達(dá)到70%左右,但每條路取土場不一定都是粗粒土,因此可以考慮采用巨粒土滲配試驗使用?？傊?不論采用何土質(zhì),必須要做土的塑性指標(biāo),即液限大于50,塑性指數(shù)大于26的土不能直接做路基,同時對已滿足液限塑性后的土石最大粒徑也是要嚴(yán)格控制的指標(biāo),《規(guī)范》規(guī)定填料最大粒徑為15cm,從施工實踐來看,可視壓實厚度來控制,最大粒徑不能大于壓實層厚的2/3即可以滿足。對淤泥、沼澤土、凍土、有機土、含生活垃圾的、含有腐植物質(zhì)的土是禁止使用的。對于施工條件限制采用鹽漬土、膨脹土作填料時,、要嚴(yán)格遵照《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》9.4節(jié)、9.6節(jié)及9.13節(jié)的規(guī)定施工。

2.2 最佳含水量的控制

最佳含水量的控制是保證路基壓強度的關(guān)鍵。含水量是土的基本物理指標(biāo)之一,它反映土的狀態(tài),其變化將使一系列力學(xué)性質(zhì)隨之而變。它又是計算土的干密度、孔隙比、飽和度等項指標(biāo)的依據(jù),是檢測土工構(gòu)筑物施工質(zhì)量的重要指標(biāo)。因此在路基填方過程中確定取土料場后,首先要確定最佳含水量。《規(guī)范》規(guī)定采用干土法(用風(fēng)干土依次加水作擊實試驗)與濕土法兩種方法確定最佳含水量。但施工實踐表明,對高含水量的土兩種方法求得的結(jié)果有很大差別,對于最大干密度,前者大,后者小;對于最佳含水量,前者小,后者大。因此,施工中對于天然高含水量的土,如按干土法作擊實試驗,則增大了對路基壓實的要求,施工中實際上是達(dá)不到的,所以采用濕土法比較符合實際。所謂濕土法,就是采集5個以上高的含水量土樣,每個質(zhì)量3kg左右,按以往施工經(jīng)驗?zāi)苓M(jìn)行碾壓的最高含水量分別晾干至不同含水量,其中至少3個土樣小于此最高含水量,至少兩個土樣大于此最高含水量,然后按常規(guī)法進(jìn)行擊實試驗,確定最大干密度時的含水量就作為施工時的最佳含水量。

確定最佳含水量的目的是用來指導(dǎo)施工,為此在施工過程中,每層碾壓前必須做含水量試驗,對高于最佳含水量的填土必須更換或翻曬處理。對低于最佳含水量的土要作灑水處理,而加水困難時,可采用增加壓實功的方法來提高路基的壓實度。因為施工表明,同一種土的最佳含水量隨壓實功的增加而減小,而最佳密實度隨壓實功的增加而增大,使用此方法時應(yīng)注意,增加壓實功時,壓強不能超過土的強度極限,否則會立即引起土基塑性破壞。因此施工中,最好采用按標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗確定的最佳含水量來控制。

2.3 正確選擇壓實設(shè)備

壓實設(shè)備是保證路基壓實度的重點。實踐表明,確定壓實厚度后,選擇合理的壓實設(shè)備是保證路基壓實度的前提。當(dāng)填料運至現(xiàn)場后,用平地機或其它合適的設(shè)備將填料均勻地攤鋪在預(yù)定的寬度上,表面力求平整,并有規(guī)定的路拱、橫坡、同時攤鋪碾壓超寬部分,攤鋪整型后,當(dāng)填料的含水量等于或略大于最佳含水量時,立即用8t兩輪壓路機或12t～15t振動壓路機靜壓3～4遍,使粗細(xì)料穩(wěn)定就位。在直線上,碾壓從兩側(cè)開始,逐漸錯輪向路中心進(jìn)行;在有超高路段上,碾壓從內(nèi)側(cè)開始,逐漸錯輪向外側(cè)進(jìn)行。錯輪時每次重疊1/3寬。每靜壓一遍后應(yīng)進(jìn)行找平。靜壓終結(jié)時,表面應(yīng)平整,并且有要求的路拱與橫坡,這時可采用12t～15t振動壓路機振動碾壓6～7遍后,每加壓1遍要檢測密實度,對已達(dá)到密實度的停止碾壓,否則,壓強超過土的強度極限會引起土基塑性破壞。施工實踐表明,一般靜壓3遍,振動碾壓6～7遍時壓實效果最好。

2.4 壓實厚度的控制

《公路路基施工規(guī)范》中,要求分層夯壓施工,如何分層并未明確規(guī)定。一般認(rèn)為：水平分層填筑施工,根據(jù)橫斷面進(jìn)行水平分層,逐漸向上填筑。如地面不平的,應(yīng)先粗平,再由最低處分層填平,每填一層,經(jīng)過壓實并測定壓實度達(dá)標(biāo)后,方能進(jìn)行上層填筑。鋪筑厚度《規(guī)范》規(guī)定,分層的最大松鋪厚在30cm～50cm間。碾壓遍數(shù)按土質(zhì)類別,壓實設(shè)備的功能等具體由試驗確定。一般情況采用12t～15t壓路機,松鋪厚度不超過30cm,碾壓遍數(shù)在8遍才能達(dá)到壓實要求。確定了最大松鋪厚度以后,松鋪厚度不低于12cm,或壓實厚度不低于8cm,才能保證整個填方的整體強度。施工表明,最好松鋪厚度30cm左右進(jìn)行鋪筑,以保證壓實層的勻質(zhì)和穩(wěn)定。

3 結(jié)語

總之,路基壓實度是道路建設(shè)的基本控制指標(biāo)。在施工中,,建設(shè)、監(jiān)理、施工各方應(yīng)樹立全員質(zhì)量意識,根據(jù)路段的不同土質(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,必須先搞好試驗路段,試驗路段成功并取得科學(xué)數(shù)據(jù)后,再進(jìn)行填筑施工。

[1]劉顯民、劉仲.影響公路工程壓實度的因素及其控制方法的分析[J].科技資訊,2010(08).