公路路基压实的基本方法

公路路基压实的基本方法【摘要】在公路路基施工中，由于各种因素，影响了路基压实度，直接影响公路的使用寿命。为了确保路基工程质量，本文阐述了公路路基压实的基本方法。【关键词】公路路基工程压实方法公路路基压实就是通过专门的机构或设备给被压材料施以作用力，强迫被压材料内部颗粒产生移动，重新排列得更加密实的过程。不同的机构或设备，由于其工作原理的不同，会产生不同的作用力。作用力的性质不同，又会引起被压材料变形的巨大差异。为了追求好的压实效果和较高的压实效率，戎们在不断地探讨新的压实方法和压实技术。到目前为止，常见的基本压实方法可大致归纳为以下四种：静力压实、搓揉压实、振动压实、夯实和冲击压实。一、 静力压实将重物置于被压材料的表面，利用重物的重力，对被压材料施加垂直压力作用，使被压材料内部产生相应的法向应力和剪切应力，当剪切应力达到材料的抗剪强度时，材料的颗粒之间就会发生相对槽移，重新排列而变得更加密实。出于重物尺寸的限制，静力的大小是非常有限的，因而有限的静力只能引起被压材料较小的变形，获得较低的压实度。二、 搓揉压实在搓揉压实中，搓是利用对被压材料表层施以水平方向的反复交变的作用力，使被压材料表层颗粒产生相对滑移，重新排列而变得致密；揉是利用压力作用，它依靠对被压材料局部施加很大的垂直压力，使压头直接剪切材料，破坏压头下方局部材料与被作用材料整体之间的联系，使之受到很大的压缩而变得密实。这种搓揉作用力的作用深度较浅，仅在表层传递，但其可获得较高的表面压实度和表面平整度。三、 振动压实利用专门的设备可对被压材料施加一系列的激振作用，以激起被压材料颗粒之问的相对运动，在垂直压力的作用下，使它们重新进行排列而变得更为密实。振动作用能大幅度地减少被压材料内部颗粒的摩擦，而对减小内聚力的作用则相对较小。振动能量以压力波的形式传向被压材料深部，同样可激起下部材料颗粒的振动，因而它比同样自重的静作用压路机能达到更好的压实效果和压实深度。由于振动压实的机理是在于激起被压材料颗粒的相对运动，而并不是依靠振动束压实被压材料，因而它的振幅通常只有0.3〜2mm，而频率则接近被压材料的振频率，这样可以使被压材料的颗粒处于共振的状态下，从而获得最佳的压实效果。总的来说，振动压实不仅作用深度较大，而且能获得较高的压实度。四、 夯击和冲击压实夯击和冲击在原理上都是利用动能转化为冲击能来压实土壤，只是在冲程和频率上有所不同。夯击的冲程约为5〜30m，频率约为8〜20hz，冲击的冲程可高达数米，而频率则极低，为单个的脉冲。冲击压实的特征是巨大的动能在很短时问内转化为冲量，从而形成瞬时作用的巨大冲击力，它可在土壤中产生很大剪切应力和法向应力，从而有效地克服黏性土壤的内聚力，压缩土体并排除土中的空气和水分。冲击能量所形成的冲击波可以传至很深的深度，因而在压实深度上有很大的优势。此外，由于冲击作用的时问很短，往往在被压材料还来不及发生”流动”之前，冲击已经结束，因而可减少由土壤”流动”而导致的不稳定，可有效地用于对较大含水量的黏土和干砂的压实。由于冲击压力波较振动压力波能传至更深的层面，所以，冲击压实能获得最大的压实深度。五、结束语现代建筑工程和高等级公路的兴建与迅速发展，必然促进土壤压实技术的不断更新，新的压实技术改变了传统的压实工艺和方法，更新了产品的结构和性能，提高了压实效果。从静力压路机发展到振动压路机，是压实技术的一次飞跃，振动压路机可根据不同的压实对象和铺层厚度，合理选择振动频率和振幅，在相同条件下，振动压实可以减少碾压遍数并达到静碾压路机相同的效果。振荡压路机是振动压实技术的延伸和发展，振荡压路机的压实均匀度和相对压实密实度均高于振动压路机。振荡压路机是应用土力学土壤交变剪应变的原理，在碾压滚内对称安装同步旋转的激振偏心快轴。在交变扭矩的作用下，碾滚对地面产生前后方向的振荡波，使被压材料产生交变剪应变。在这种交变剪应变和滚轮静载荷作用下，达到在垂直和水平面内压实土壤的目的，其压实效果比滚轮筒相对地面跳动产生垂直冲击力的振动压实效果更为理想，是一种全新的压实机理，时间证明：在同一压实深度上，振荡压路机的压实均匀度和相对压实密实度均高于振动压路机。尽管振动压路机和振荡压路机正在逐步走向成熟和完善，面对高速发展的工程建设和严格的质量要求，工程承包商仍希望得到更理想的压实设备。冲击压路机就是一种高速厚铺层的压实设备，它突破了传统的碾压方式，为厚铺层压实提供了新型碾压工具。冲击压路机是一种新型的拖式压路机，其碾压滚为多边形凸轮（常见的有三边形、四边形和五边形三种），由轮胎式拖拉机牵引作业。随着公路建设的高速发展，公路网已四通八达，许多地区都已改变了过去运输业主要靠铁路的现状，公路运输的总量已占整个运输业的相当比例，而且运输车辆在吨位和轴荷上有不断提高的趋势。载重汽车从过去的4t、6t发展到十几吨、二十几吨，这无疑对路面的承载能力提出了更高的要求，而路面的承载能力与路基、路面的压实度密切相关。压实度不足的路基，在重车交通作用下，路面必然会产生变形甚至破坏。由于压实标准的提高，引起了施工机械的变化，压实机械已向大型化迅速发展，在路基施工中，现在20t以上振动压路机及拖式振动压路机的使用已十分普遍，大吨位压路机的使用，又带来了压实工艺上的进步，大量的施工试验数据已充分证明了：厚铺层的压实是路基和土石方压实施工的发展趋势之一。对于这种发展趋势，振动压路机已显得力不从心，于是人们开始研究各种冲击压实技术。现代路基土石方压实施工工艺方面比较显著的两种趋势就是铺层厚度增大和压实功能提高，从而引发了土石方压实设备向高压实性能的冲击压路机或其它复合压实