公路土質(zhì)路基施工壓實(shí)要點(diǎn)

張秀英

(太原市公路管理處，山西 太原 030000)

1 土基壓實(shí)的重要性

作為公路工程施工重要組成部分的路基施工，承受由路面?zhèn)鬟f的自重荷載和行車動(dòng)荷載，是按照公路路線位置設(shè)計(jì)和技術(shù)指標(biāo)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，作為公路工程的主體和路面工程的基礎(chǔ)，其施工質(zhì)量直接影響著整個(gè)公路項(xiàng)目的使用。公路路基壓實(shí)度是否符合規(guī)范十分重要，就似多米諾骨牌一樣環(huán)環(huán)相扣。公路施工對(duì)路堤、路床、路堤基地均應(yīng)分層壓實(shí)。壓實(shí)度K取百分率，表示筑路材料壓實(shí)后的干密度與標(biāo)準(zhǔn)最大干密度之比的百分率。路面等級(jí)越高對(duì)路基強(qiáng)度要求越高。路基壓實(shí)是施工過程的重要工序，也是提高強(qiáng)度和穩(wěn)定性的有效的經(jīng)濟(jì)的根本技術(shù)措施，對(duì)路基壓實(shí)可使土基獲得一定的密實(shí)度，提高土基的不透水性、強(qiáng)度與穩(wěn)定性，減薄路面厚度，提高道路使用性能和年限，減少路基在行車荷載與自然因素作用下產(chǎn)生的變形。

2 土基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)不同自然條件下路基填挖的不同，路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也存在不同差異。對(duì)于填方路基，在0 cm～80 cm深度范圍內(nèi)，快速路及主干路的壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到95%～98%、次干路應(yīng)達(dá)到93%～95%、支路應(yīng)達(dá)到90%～92%;深度范圍大于80 cm內(nèi)，快速路及主干路的壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到93%～95%、次干路應(yīng)達(dá)到90%～92%、支路應(yīng)達(dá)到87%～89%;對(duì)于挖方路基，在0 cm～30 cm深度范圍內(nèi)，快速路及主干路的壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到95%～98%、次干路應(yīng)達(dá)到93%～95%、支路應(yīng)達(dá)到90%～92%。對(duì)于土質(zhì)路基壓實(shí)度來說，其壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表1要求。

表1 路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)

三、四級(jí)公路鋪筑瀝青混凝土和水泥混凝土路面時(shí)，壓實(shí)度要采用二級(jí)公路的規(guī)定值。對(duì)于路堤采用特殊填料或處于特殊氣候地區(qū)時(shí)，壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)路在保證路基強(qiáng)度要求的前提下適當(dāng)降低。特別是干旱地區(qū)的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)可降低2%～3%。

填石路堤的壓實(shí)度質(zhì)量應(yīng)采用施工參數(shù)如壓實(shí)功率、碾壓速度、壓實(shí)遍數(shù)、鋪筑層厚等與壓實(shí)質(zhì)量檢測聯(lián)合控制。采用壓實(shí)沉降差或孔隙率對(duì)填石路堤壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行檢測，用水袋法對(duì)孔隙率進(jìn)行檢測。

3 土基壓實(shí)原理

土的三項(xiàng)組成特點(diǎn)(水、空氣、顆粒)構(gòu)成土的各種物理力學(xué)特性，如滲透性、粘滯性、彈性、塑性和力學(xué)強(qiáng)度等。壓實(shí)是通過人工和機(jī)械的作用對(duì)土施加夯壓能量使得土顆粒重新排列緊密，短時(shí)間內(nèi)改變土的結(jié)構(gòu)以提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

4 土基壓實(shí)影響因素

影響壓實(shí)的因素包括內(nèi)外因，其中內(nèi)因——含水量和土的性質(zhì);外因——壓實(shí)功能與壓實(shí)工具和方法。含水量是影響壓實(shí)的決定性因素，在最佳含水量時(shí)，土處于硬塑狀態(tài)，最容易獲得最佳壓實(shí)效果。最佳含水量是個(gè)相對(duì)值，是土質(zhì)、壓實(shí)機(jī)具和壓實(shí)功能的函數(shù)。壓實(shí)到最佳密實(shí)度的土體，水穩(wěn)定性最好。不同土質(zhì)的土，最大干容重和最佳含水量不同，對(duì)壓實(shí)的影響不同，粘性土的壓實(shí)性能最差，亞砂土和亞粘土的壓實(shí)性能較好。

壓實(shí)厚度對(duì)壓實(shí)效果的影響。對(duì)于相同壓實(shí)條件下，保證土質(zhì)、溫度和功能不變，通過實(shí)測土層不同深度的密實(shí)度，可知密實(shí)度與土層深度成反比，土層深度越大密實(shí)度越低，土層表層5 cm處最高。針對(duì)不同壓實(shí)工具和方法的有效壓實(shí)深度的差異性，一般夯實(shí)不宜超過20 cm，12 t～15 t光面壓路機(jī)不宜超過25 cm，振動(dòng)壓路機(jī)或夯擊機(jī)宜取50 cm為限。

壓實(shí)工具不同，壓力傳布的有效深度也不同;在壓實(shí)過程中，壓實(shí)機(jī)具的作用隨深度變化;荷載作用時(shí)間對(duì)壓實(shí)的影響，碾壓速度越高，壓實(shí)效果越差。

壓實(shí)方法的確定:選擇合適的壓實(shí)機(jī)具(壓實(shí)效果、壓實(shí)土層的有效壓實(shí)深度、壓實(shí)的均勻性)，確定壓實(shí)土層的厚度(壓實(shí)機(jī)具壓力傳遞的深度在一定限度之上受壓作用而變形的量很小，此極限深度測定約為施壓面直徑的3.0倍～3.5倍;對(duì)小于極限深度的土層上層多次壓實(shí)后，一定厚度范圍內(nèi)密實(shí)度沿著土層深度大致均勻分布，此部分土層厚度成為有效深度;由于土層是分層壓實(shí)的，所以應(yīng)選擇合適的層厚使得整個(gè)土層達(dá)到要求的密實(shí)度，取得壓實(shí)的最佳層厚厚度)。

在壓實(shí)機(jī)具重復(fù)作用下土層壓實(shí)變形的累計(jì)過程遵從對(duì)數(shù)規(guī)律。隨著初次作用的壓實(shí)變形大壓實(shí)變形隨作用次數(shù)的增加迅速降低。通常可采用經(jīng)濟(jì)有效的“薄層少壓”方法減薄層厚，僅用少數(shù)幾遍就達(dá)到要求的壓實(shí)度。壓實(shí)土層的濕度達(dá)到最佳含水量時(shí)壓實(shí)土基，用最低的壓實(shí)功能消耗達(dá)到最佳壓實(shí)效果，故壓實(shí)時(shí)土層濕度為最佳值尤為重要。

5 壓實(shí)度的檢測方法

壓實(shí)度檢測的規(guī)定，用灌砂法、灌水袋法檢測壓實(shí)度時(shí)，取土樣的底面位置為每一壓實(shí)層底部;用環(huán)刀法試驗(yàn)時(shí)，換到中部處于壓實(shí)層厚的1/2深度;用核子儀試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)其類型，按說明書要求辦理。施工過程中，每一壓實(shí)層均應(yīng)檢驗(yàn)壓實(shí)度，檢測頻率為每1 000 m2至少檢驗(yàn)2點(diǎn)，不足1 000 m2時(shí)檢驗(yàn)2點(diǎn)，必要時(shí)可根據(jù)需要增減檢驗(yàn)點(diǎn)。

填方路基現(xiàn)場壓實(shí)質(zhì)量的評(píng)定。在壓實(shí)過程中，施工單位的自檢人員應(yīng)經(jīng)常檢查壓實(shí)度是否符合要求，檢測頻率為每200 m每壓實(shí)層測4處，必要時(shí)可增加檢查點(diǎn)數(shù)，以防止壓實(shí)不足處漏檢。壓實(shí)度的評(píng)定以1 km～3 km長的路段壓實(shí)層為檢驗(yàn)評(píng)定單元，如檢驗(yàn)不合格能及時(shí)補(bǔ)壓，不致等待過久而含水量變化過大。檢驗(yàn)評(píng)定段的壓實(shí)度K1按照計(jì)算，若 K1≥K0，且單點(diǎn)壓實(shí)度Ki全部不小于規(guī)定值減2%時(shí)，評(píng)定路堤的壓實(shí)度合格率為100%;當(dāng)K1≥K0時(shí)，且單點(diǎn)壓實(shí)度全部不小于規(guī)定極值時(shí)，按測定值不低于規(guī)定值減2%的測點(diǎn)數(shù)計(jì)算合格率。K1＜K0或某一單點(diǎn)壓實(shí)度Ki小于規(guī)定極值時(shí)，該評(píng)定路段壓實(shí)度為不合格，相應(yīng)分項(xiàng)工程評(píng)為不合格。其中，K為檢驗(yàn)評(píng)定段內(nèi)各檢驗(yàn)點(diǎn)壓實(shí)度的算術(shù)平均值;tα－t為分布表中隨自由度和保證率而變的系數(shù)，通常保證率為95%;s為檢驗(yàn)值的標(biāo)準(zhǔn)差;n為檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)。

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