浅谈路基施工压实度控制的方法

袁栋梁

(南昌市公路管理局昌北分局,江西 南昌 330038)

1 影响公路施工压实度因素

1.1 土体水含量的影响

碾压需要克服土颗粒间的内摩阻力和粘结力,才能使土颗粒产生位移并相互靠近。实验证明,土的内摩阻力和粘结力是随着密实度而增加的,土的水含量越小时,土颗粒间的内摩阻力越大,压实到一定程度后,某一压实功不能克服土颗粒间的抗力,压实所得的干密度小。当含水量增加时,水在土颗粒间起润滑作用,使土的内摩阻力减小,因此,同样的压实功可以得到较大的干密度。在这个过程中,单位土体积中空气的体积逐渐减小,而固体体积和水的体积逐渐增加,当土的水含量达到某一限度后,虽然内摩阻力还在减小,但单位土体中空气的体积已压缩到最小限度,而水的体积不断增加,由于水是不可压缩的,因此在同一压实功下,土的干密度反而逐渐减小,土只有在某一含水量下,才能压实到最大干密度,这个含水量称为最佳含量。

1.2 碾压厚度的影响

压实厚度对压实效果具有明显影响。相同压实条件下(土质、湿度与功能不变),由实测土层不同深度的密实度或压实度得知,密实度随深度呈递减,表层5cm最高。不同压实设备的有效压实深度有差异,根据压实设备类型、土质及土基压实的基本要求,路基分层压实的厚度有具体规定数值。通过大量的实践证明,碾压应有适当的厚度,碾压层过厚,压实度达不到要求,碾压层上层的压实度也要受到不利的影响。同时,碾压的厚度随所用的压路机的类型而变。

1.3 压实机械的影响

压实机械对一定含水量下的路基土和路面材料的压实状态有很大影响。使用轻型压路机只能得到较小的密实度,而使用重型压路机可以得到较大的密实度,振动压路机比相同重量的普通钢轮压路机的压实效果好得多。根据土质的不同,选择不同的压路机。轻型和中型光面钢轮压路机可用作预压,普通的中型光面钢轮压路机更适宜于压实低粘性土和非粘性土,重型光面钢轮压路机可压实粘性大的土,振动式压路机适宜压实粘性小的土、砂砾土、砾石料、碎石混合料及各种结合料处治级配等。

2 路基压实度的控制措施

2.1 回填材料的选择

如果全部采用巨粒土,具有足够的强度但空隙率大,即密实度差。但全部采用细粒土或特殊土,由于过细过粉并随不同气候的变化而变化,经压实,大部分出现弹簧现象。实践证明,采用粗粒土压实效果最好,尤其是含石率达到70%左右,但每条路取土场不一定都是粗粒土,因此可以考虑采用巨粒土渗配试验使用。总之,不论采用何土质,必须要做土的塑性指标,即液限大于50,塑性指数大于26的土不能直接做路基,同时对已满足液限塑性后的土石最大粒径也是要严格控制的指细粒土或特殊土,由于过细过粉并随不同气候的变化而变化,经压实,大部分出现弹簧现象。实践证明,采用粗粒土压实效果最好,尤其是含石率达到70%左右,但每条路取土场不一定都是粗粒土,因此可以考虑采用巨粒土渗配试验使用。总之,不论采用何土质,必须要做土的塑性指标,即液限大于50,塑性指数大于26的土不能直接做路基,同时对已满足液限塑性后的土石最大粒径也是要严格控制的指标,《规范》规定填料最大粒径为15cm,从施工实践来看,可视压实厚度来控制,最大粒径不能大于压实层厚的2/3即可以满足。对淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含生活垃圾的、含有腐植物质的土是禁止使用的。对于施工条件限制采用盐渍土、膨胀土作填料时,、要严格遵照《公路路基施工技术规范》9.4节、9.6节及9.13节的规定施工。

2.2 最佳含水量的控制

最佳含水量的控制是保证路基压强度的关键。含水量是土的基本物理指标之一,它反映土的状态,其变化将使一系列力学性质随之而变。它又是计算土的干密度、孔隙比、饱和度等项指标的依据,是检测土工构筑物施工质量的重要指标。因此在路基填方过程中确定取土料场后,首先要确定最佳含水量。《规范》规定采用干土法(用风干土依次加水作击实试验)与湿土法两种方法确定最佳含水量。但施工实践表明,对高含水量的土两种方法求得的结果有很大差别,对于最大干密度,前者大,后者小;对于最佳含水量,前者小,后者大。因此,施工中对于天然高含水量的土,如按干土法作击实试验,则增大了对路基压实的要求,施工中实际上是达不到的,所以采用湿土法比较符合实际。所谓湿土法,就是采集5个以上高的含水量土样,每个质量3kg左右,按以往施工经验能进行碾压的最高含水量分别晾干至不同含水量,其中至少3个土样小于此最高含水量,至少两个土样大于此最高含水量,然后按常规法进行击实试验,确定最大干密度时的含水量就作为施工时的最佳含水量。

确定最佳含水量的目的是用来指导施工,为此在施工过程中,每层碾压前必须做含水量试验,对高于最佳含水量的填土必须更换或翻晒处理。对低于最佳含水量的土要作洒水处理,而加水困难时,可采用增加压实功的方法来提高路基的压实度。因为施工表明,同一种土的最佳含水量随压实功的增加而减小,而最佳密实度随压实功的增加而增大,使用此方法时应注意,增加压实功时,压强不能超过土的强度极限,否则会立即引起土基塑性破坏。因此施工中,最好采用按标准击实试验确定的最佳含水量来控制。

2.3 正确选择压实设备

压实设备是保证路基压实度的重点。实践表明,确定压实厚度后,选择合理的压实设备是保证路基压实度的前提。当填料运至现场后,用平地机或其它合适的设备将填料均匀地摊铺在预定的宽度上,表面力求平整,并有规定的路拱、横坡、同时摊铺碾压超宽部分,摊铺整型后,当填料的含水量等于或略大于最佳含水量时,立即用8t两轮压路机或12t～15t振动压路机静压3～4遍,使粗细料稳定就位。在直线上,碾压从两侧开始,逐渐错轮向路中心进行;在有超高路段上,碾压从内侧开始,逐渐错轮向外侧进行。错轮时每次重叠1/3宽。每静压一遍后应进行找平。静压终结时,表面应平整,并且有要求的路拱与横坡,这时可采用12t～15t振动压路机振动碾压6～7遍后,每加压1遍要检测密实度,对已达到密实度的停止碾压,否则,压强超过土的强度极限会引起土基塑性破坏。施工实践表明,一般静压3遍,振动碾压6～7遍时压实效果最好。

2.4 压实厚度的控制

《公路路基施工规范》中,要求分层夯压施工,如何分层并未明确规定。一般认为：水平分层填筑施工,根据横断面进行水平分层,逐渐向上填筑。如地面不平的,应先粗平,再由最低处分层填平,每填一层,经过压实并测定压实度达标后,方能进行上层填筑。铺筑厚度《规范》规定,分层的最大松铺厚在30cm～50cm间。碾压遍数按土质类别,压实设备的功能等具体由试验确定。一般情况采用12t～15t压路机,松铺厚度不超过30cm,碾压遍数在8遍才能达到压实要求。确定了最大松铺厚度以后,松铺厚度不低于12cm,或压实厚度不低于8cm,才能保证整个填方的整体强度。施工表明,最好松铺厚度30cm左右进行铺筑,以保证压实层的匀质和稳定。

3 结语

总之,路基压实度是道路建设的基本控制指标。在施工中,,建设、监理、施工各方应树立全员质量意识,根据路段的不同土质、天然含水量与最佳含水量,在严格按《规范》要求施工的同时,必须先搞好试验路段,试验路段成功并取得科学数据后,再进行填筑施工。

[1]刘显民、刘仲.影响公路工程压实度的因素及其控制方法的分析[J].科技资讯,2010(08).