公路路基施工中的压实度控制.doc

公路路基施工中的压实度控制张杰超 （中铁十一局集团第二工程有限公司 湖北十堰 442013） 【摘要】压实度是公路路基施工质量检测的关键指标之一。如何达到设计要求的压实度，保证路基施工质量，是施工单位高度重视的重要问题。本文分析了影响路基压实度的几种因素，并总结了一些施工控制要点。【关键词】公路 路基 压实度 施工控制 1 前言目前，我国的公路建设飞速发展。公路设计中的路基，由于具有就地取材、经济环保、受力均匀等大量优点而成为公路组成的主要形式。压实度是检测路基施工质量的关键指标之一，它表征压实后的密实状况，压实度越高，密实度越大，路基整体性能越好。然而，由于施工过程中对压实质量重视程度不足，再加上施工环境，施工单位管理水平、技术水平及经济实力等诸多因素影响，局部路基压实度达不到规范及设计要求，产生不均匀沉降，降低了公路服务水平，缩短了公路使用寿命，给公路管理与维护带来巨大经济压力。本文结合规范及在参建青银高速公路、凤永高速公路路基施工中总结的观点方法，对影响路基压实质量的各种因素做出了分析，并提出了一些施工控制要点。2 影响公路路基压实度的因素2.1 地基强度顾名思义，地基是整个路基的基础，是承载路基的载体。如果地基强度不足，则因基础薄弱而使第一层几乎不可能达到规定的压实标准。因此路基填筑第一步是清表并碾压增强，使其达到足够的强度以承载路基。在我国南方，有大量的稻田和沼泽，地基软弱，直接在上面填筑路基，既不符合规范要求，也不现实，只会浪费大量的人力、物力、财力。若强行施工，即使填料优良，施工机械先进，工艺完善，也会发生“弹簧现象”，而且随着碾压遍数增多，“弹簧现象”愈发严重。因此，必须强化地基，可采用抛石挤淤，清淤换填优质填料，用石灰或水泥固化等多种方法。通过施工表明，对同种填料用同种机械同种工艺施工，地基强度越高，则碾压后密实度越大，反之越小。2.2 填料路基施工破坏土的天然状态，致使结构松散，颗粒间重新组合。为使路基有足够的强度与稳定性，必须予以压实，以提高紧密程度。因此填料的选择很重要。如果土质不适合作填料，即使松铺厚度适中，碾压规范，仍很难达到要求压实度。好的填料，级配优良，各种力学性能优异，在相同压实功作用下，易于达到规定的压实标准，满足强度和稳定性要求，从而缩短工期，降低成本。而颗粒均匀的砂，单一尺寸粒径的碎石、砾石都难以碾压密实。如在级配集料基层或底基层施工中，应选择级配优良的填料，并保证现场摊铺材料与室内标准试验所用材料的级配相同，还要尽量避免运输、摊铺过程中产生离析，若离析则采取拌合等措施使级配恢复正常。2.3 含水量我们知道，土是由土颗粒（固相）、水（液相）及气体（气相）三种物质组成的集合体。水是土的主要成分之一，在土的压实过程中起非常重要的作用。所谓压实，就是通过碾压做功，克服土颗粒间的内摩擦力和黏聚力，使土颗粒相互靠近，从而使土层密实。土的内摩擦阻力和黏聚力是随着密实度的增加而增加的。当土的含水量小时，土颗粒间的内摩擦阻力大，压实到一定程度后，某一压实功无法进一步克服土颗粒间的抗力，因而压实所得干密度小。随着含水量的增加，水在土颗粒间起润滑作用，减小了土颗粒间的内摩擦阻力，因此同样的压实功可以得到较大的干密度。在此过程中，单位体积土中空气逐渐被排出，固体和水的体积逐渐增加，但这种增加是有限度的，当土的含水量达到某一限度后，虽然内摩擦阻力还在减小，但单位体积土中空气体积已被压缩至最小限度，而水的体积还在增加，由于水不可压缩，因此在同一压实功作用下，土的干密度反而逐渐减小。只有在某一含水量下，通过一定压实功，才能使土压实达到最大干密度，这个含水量就成为最佳含水量。最佳含水量是通过在室内标准环境下做标准击实试验得出。如果施工中实际含水量比最佳含水量小很多，则土不易黏结，不易达到要求压实度；若含水量过大，则很容易出现“弹簧现象”。因此，施工过程中控制好填料的含水量非常重要。2.4 松铺厚度在相同条件下（如填料种类、含水量、压实功不变），由不同松铺厚度所得碾压土层及同土层不同深度所测压实度得知，密实度随深度递减。不同的压实机具组合对同一土层及同一机具组合对不同土层所得压实结果有很大差异。松铺过厚，传递至土层下部的力很小，很难达到所需压实度，而且上部由于过压也要受到不利影响。因此，必须根据现场压实机具、土质等具体情况来铺筑试验段，获得最佳松铺厚度。2.5 压实机械在填料相同，含水量适宜的条件下，不同的压实机械所产生的压实效果是不同的。我们凭直觉就知道，使用轻型压路机只能得到较小的密实度，使用重型压路机可以得到较大的密实度。然而现场应该使用何种机械组合，则应根据施工企业生产经营状况而选用性价比最好的组合。若机械施加压力过大，则容易造成压实过度，造成物力的极大浪费，严重时反而影响路基质量。选用机械的原则：碾压时的单位压力，不应超过土的强度极限。2.6 碾压遍数碾压遍数表征碾压过程对土层所做的功。由击实与压实效果曲线表明：同种土的最佳含水量随击实功的增大而减小，最大干容重则随压实功的增大而提高；而在含水量相同的条件下，击实功越高，土密度越高。因此，现场施工中可通过增加压实功即增加压实遍数来提高路基强度。当然，用增加压实功的办法提高土强度也有一定限度，单纯强调提高压实功，不仅费工费时，增加成本，而且会破坏土的强度。2.7 碾压速度碾压速度对路基所能达到的密实度有明显影响。碾压速度低时，作用在单位面积路基上的时间长、能量大，反之时间短、能量小。实际上，传递到被压层的能量与碾压速度成反比。假设使某土层达到规定密实度所需的压实功不变，则当碾压速度加倍时，碾压遍数应相应加倍。碾压速度过快还容易导致平整度差。因此，具体施工中必须根据填料、机械等实际情况铺筑试验段，以确定适宜的碾压速度。2.8 碾压方式公路路基施工技术规范要求碾压应“先轻后重，先慢后快，先边缘后中间”，这是路基碾压的总原则，它有利于提高路基压实度及平整度。然而，遇到特殊情况，应灵活调整碾压方式。如对于碎石稳定土，由于含有一定碎石，因此应采用高频低幅，紧跟慢压，碾压后既密实又平整。当有超高路段时，宜由低到高。综上，压实是路基施工的最后工序，也是最重要的工序，是保证路基质量，使其物理力学性能及功能特性符合设计要求的重要环节。影响路基压实质量的因素有很多方面，既有自然的，也有人为的。因此，在施工中必须严格控制碾压的各个环节，保证压实质量。3 路基压实控制要点3.1 填料选择 确定填料是否可用的主要办法就是进行室内标准试验，如液塑限试验、CBR试验、标准击实试验等。试验过程中应严格按照规程要求的条件及步骤进行，以减小各种误差，获得尽可能真实精确的数据。当有多种土质时，优先选用好土质。3.2 含水量控制填料只有在最佳含水量时进行压实才能达到最大干密度。因此，路基施工过程中应随时控制土的含水量。这就要求试验人员在推平碾压之前测试填料的含水量。如果偏小则可在料场加水调整，也可在现场推平后通过洒水车洒水来调整；如果偏大，则应晾晒至最佳含水量再碾压。施工过程应连续作业，尽量减少暴晒、雨淋，避免填料的含水量波动剧烈。3.3 压实机具选择对同类填料来说，采用轻型机具压实所得出的最大干密度较采用重型压实得到的最大干密度小，而最佳含水量又较采用重型压实的大。现在普遍采用的重型压实所匹配的压实机械如50T振动压路机，每层压实厚度不宜超过30cm。当采用更大吨位的压实机械时，它的压实功随之增加，而且所能达到的压实度也进一步提高，同时由于压实功的增加，施工时填料的最佳含水量又可以降低。由于土基密度的提高、含水量的降低从而提高路基的回弹模量。因此，施工企业应根据实际能力尽量采用重型压实机具。3.4 碾压过程的控制一般情况下，应根据施工技术规范，在碾压过程中采取先轻后重，先静压后振动，先外侧后中间，由低到高的碾压方法。碾压速度应根据试验段所得数据而定，一般控制在1.52.5km/h。碾压遍数以试验段所得结果为基础，具体施工时以能达到规定压实度为宜。4 路基压实工作组织路基压实工作组织应依据路基施工技术规范及设计文件，并根据压实原理，以尽可能小的压实功来获得最佳压实效果，以使资源利用最大化，从而节约成本，创造更大效益。压实工作组织应注意以下几点：1) 碾压前先整平，由中线向路基边缘预作2%-4%的横坡。2) 碾压由轻到重，使土的强度逐渐增长；碾压速度由慢到快，以免填料随机械向前推移。3) 压实机具的行走路线由两侧到中间，以形成路拱，再从中间向两侧。在弯道部分设有超高时，由低侧向高侧碾压以形成单向路拱横坡。碾压时纵向轮迹应重叠至少2030cm。压实时应特别注意均匀，否则可能造成路基局部强度不足，从而造成不均匀沉降。4) 碾压过程中经常检查填料含水量，并根据含水量做出相应调整措施。结论 公路路基压实是公路施工的重要工序，同时也是达到国家规范及设计要求的标准，实现高等级公路使用寿命和服务质量的重要保证之一。因此，施工单位应依据施工技术规范和设计文件，精心组织，严格管理，切实提高路基压实质量以保证路基强度，增加路基不透水能力和强度稳定性，减少路基在行车载荷作用下产生的永久变形，保证并延长道路的使用质量，同时也能缩短工期，降低成本，提高施工企业利润。参考文献1、高等级公路路基路面施工技术胡长顺，黄辉华.北京：人民交通出版社，19942、路基路面试验检测技术张超，郑南翔，王建设.北京：人民交通