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        弱膨脹土筑路碾壓試驗(yàn)研究

        2021-08-06 11:05:52王佩
        河南水利與南水北調(diào) 2021年5期
        關(guān)鍵詞:遍數(shù)土料碾壓

        王佩

        安徽省(水利部淮河水利委員會)水利科學(xué)研究院,安徽 合肥 230000

        0 前言

        張春燕等通過現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)研究利用弱膨脹土進(jìn)行渠堤填筑,并提出合理的碾壓施工藝及施工參數(shù)。陳世剛等在南水北調(diào)南陽膨脹土試驗(yàn)段對弱膨脹土進(jìn)行水泥改性,并對水泥改性膨脹土進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),為渠道填筑提供碾壓施工參數(shù)。

        文章通過現(xiàn)場碾壓試驗(yàn),為江巷水庫挖庫墊地工程道路碾壓填筑提供碾壓施工藝及施工參數(shù)。

        1 試驗(yàn)材料與碾壓試驗(yàn)方案

        1.1 試驗(yàn)材料

        利用江巷水庫庫區(qū)取土場開挖土料進(jìn)行碾壓試驗(yàn)。在取土場抽取土樣,測試其基本物理性質(zhì),見表1。

        表1 土的基本物理性質(zhì)表

        1.2 碾壓試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

        根據(jù)設(shè)計(jì)文件,江巷水庫挖庫墊地工程道路路基壓實(shí)度為0.95,相應(yīng)壓實(shí)干密度為1.66 g/cm3,根據(jù)試驗(yàn)所用土料的特性和其他類似工程的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),分別設(shè)計(jì)鋪土厚度25 cm、30 cm和35 cm、碾壓遍數(shù)2~10遍、土料含水率為最優(yōu)含水率、偏濕和偏干等施工參數(shù),采用20t平碾進(jìn)行碾壓,現(xiàn)場取樣測試干密度及含水率并進(jìn)行碾壓效果評價(jià),并提出江巷水庫挖庫墊地工程道路工程碾壓施工參數(shù)。

        1.3 碾壓施工方法

        選取一塊相對開闊的場地進(jìn)行碾壓試驗(yàn),試驗(yàn)前將場地表層平整清理,使得試驗(yàn)場地平坦,將取土場開挖土料在表層鋪填一定厚度,平整后進(jìn)行碾壓,碾壓至該工程設(shè)計(jì)壓實(shí)度,將該層填筑土作為基層,繼續(xù)進(jìn)行碾壓試驗(yàn)。

        根據(jù)配套設(shè)備要求選擇碾壓試驗(yàn)相關(guān)施工機(jī)械,采用挖掘機(jī)在料場開挖土方,用自卸汽車運(yùn)至試驗(yàn)場地,采用進(jìn)占法卸料,利用推土機(jī)和人工整平。碾壓試驗(yàn)開始后,預(yù)先進(jìn)行1遍靜碾壓,然后打開振動模式,然后進(jìn)行振動平碾,本次碾壓試驗(yàn)最大碾壓遍數(shù)設(shè)定為10遍,碾壓過程中及時(shí)進(jìn)行挖坑檢測壓實(shí)度及土料含水率。

        根據(jù)設(shè)計(jì)要求,本次碾壓試驗(yàn)選用20 t平碾,碾壓機(jī)械采用前進(jìn)、后退全振錯距法碾壓,前進(jìn)、后退分別按1遍計(jì)。碾壓過程中,靜碾行駛速度不得大于6.00 km/h,震動碾壓速度≤2.50 km/h,碾跡重疊寬度控制在1/3碾輪寬度。

        2 碾壓試驗(yàn)結(jié)果分析

        2.1 鋪土厚度對碾壓填筑質(zhì)量的影響

        控制碾壓土料含水率為最優(yōu)含水率21.40%附近,分別進(jìn)行鋪土厚度25 cm、30 cm和35 cm碾壓試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見圖1。對圖1進(jìn)行分析可以看出:當(dāng)鋪土厚度為30 cm,碾壓4遍時(shí),該填筑層干密度約為1.66 g/cm3,壓實(shí)度為9.48×10-1;碾壓6遍時(shí),該填筑層干密度為1.69 g/cm3,壓實(shí)度為9.66×10-1,壓實(shí)度>0.95;當(dāng)鋪土厚度增加到35 cm,碾壓遍數(shù)達(dá)到6遍時(shí),其壓實(shí)度仍<0.95;當(dāng)鋪土厚度減小為25 cm,碾壓4遍時(shí),干密度達(dá)到1.68 g/cm3,壓實(shí)度為0.96,壓實(shí)度>0.95。由于土料攤鋪在碾壓填筑施工中占據(jù)較多工時(shí),為了提高施工效率,綜合土料攤鋪和機(jī)械使用效率,將路基碾壓施工的每層鋪土厚度設(shè)定為30 cm。

        圖1 鋪土厚度對碾壓試驗(yàn)的影響圖

        2.2 碾壓遍數(shù)對碾壓填筑質(zhì)量的影響

        控制碾壓土料含水率為最優(yōu)含水率21.40%附近,分別進(jìn)行2~10遍碾壓試驗(yàn),研究碾壓遍數(shù)對路基碾壓填筑質(zhì)量的影響,試驗(yàn)結(jié)果見圖2。對圖2分析可以看出:碾壓土體的干密度、壓實(shí)度與碾壓遍數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系,碾壓遍數(shù)越大,碾壓填筑質(zhì)量越好。當(dāng)碾壓遍數(shù)達(dá)到6時(shí),該填筑層土體的干密度均>1.66 g/cm3,其壓實(shí)度均大于0.95;當(dāng)碾壓遍數(shù)繼續(xù)增大時(shí),干密度與壓實(shí)度繼續(xù)增大,但其增大幅度逐漸減小直至趨于穩(wěn)定。

        圖2 碾壓遍數(shù)對碾壓試驗(yàn)的影響圖

        綜上所述,碾壓填筑時(shí)每層土料攤鋪厚度為30 cm時(shí),碾壓遍數(shù)達(dá)到6遍,其壓實(shí)度即能達(dá)到0.95的設(shè)計(jì)值。故綜合考慮碾壓遍數(shù)對碾壓填筑質(zhì)量的影響試驗(yàn)結(jié)果,為了提高施工效率,鋪土厚度30 cm時(shí),將路基每層鋪土的碾壓遍數(shù)設(shè)定為6遍。

        2.3 含水率對碾壓填筑質(zhì)量的影響

        調(diào)整含水率對碾壓填筑質(zhì)量的影響試驗(yàn)結(jié)果見圖3,試驗(yàn)結(jié)果如下:當(dāng)鋪土的含水率為21.40%附近時(shí),土層的干密度達(dá)到為1.68 g/cm3;調(diào)整鋪土土料含水率為19.50%和17.50%左右,發(fā)現(xiàn)土料含水率越小,其填筑質(zhì)量越差;調(diào)整鋪土土料含水率為23.50%附近,其碾壓填筑質(zhì)量變差。鋪土土料含水率為21.40%時(shí),碾壓壓實(shí)度大于0.95,鋪土含水率分別為19.50%、17.50%和23.50%的碾壓壓實(shí)度均小于0.95。故結(jié)合不同含水率對碾壓填筑質(zhì)量的影響試驗(yàn)結(jié)果,鋪土厚度30 cm時(shí),碾壓遍數(shù)為6遍,將路基碾壓施工的每層鋪土土料的含水率定為21.40%。

        圖3 含水率對碾壓試驗(yàn)的影響圖

        3 結(jié)論及建議

        江巷水庫挖庫墊地工程道路工程弱膨脹土路基碾壓參數(shù)為:采用20 t振動平碾進(jìn)行碾壓施工,每層土料鋪土厚度為30 cm,碾壓遍數(shù)為6遍,鋪土土料含水率為21.40%。在施工過程中,當(dāng)鋪土土料發(fā)生變化時(shí),應(yīng)及時(shí)重新開展碾壓試驗(yàn),根據(jù)碾壓試驗(yàn)結(jié)果開展路基碾壓施工,控制施工質(zhì)量。

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