【摘 要】公路路基施工過程大致包括4個程序和內容:1.施工前的準備工作。2.修建小型人工構造物。3.路基土石方工程。4.路基工程的檢查與驗收。而在這4個工序中,土石方路基質量控制始終是貫穿其中的,它決定了整個路基的強度與穩定性,也是保障路面強度與穩定性的基本條件。
【關鍵詞】路基;壓實度;含水量;干密度
1 引言
近年來,伴隨著國家基本建設投入的大幅增加,我國公路工程施工發展迅猛,各等級公路工程量都非常龐大,路基作為公路工程的主要組成部分,其施工質量的好壞將直接影響到公路的使用質量和服務水平,現結合本人在315國道舊路改造施工中的體會,談以下粉質土路基填筑工程的施工質量控制。
2 壓實標準確定
本合同段里程樁號為K952+000~K1006,絕大部分屬于借土填方,取土場沿線分布。經調查后取土樣進行試驗,其各項性能指標見下表:
各取土場土樣試驗性能表
序號取土場位置顆粒組成(%)塑性指標擊實試驗
>2(mm)>0.5
(mm)>0.25
(mm)>0.075
(mm)>0.005
(mm)>0.005
(mm)以下液限(%)塑限(%)塑性指標最大干密度
(g/cm3)最佳含水量
(%)
1K998+0002.38.210.528.588.211.828.819.98.91.9412.4
2K986+0004.715.220.338.383.216.830.719.810.91.9512.3
3K979+0007.318.427.333.876.323.731.620.511.11.9811.9
4K960+0002.13.510.325.076.723.328.920.48.51.9312.8
從此表中可以看出,取土場絕大多數屬于低液限粉土,顆粒級配以小于0.075mm 的粒徑為主,屬于細粒土組,用肉眼觀察可看出粉土多,干時無膠結,干土塊用手輕壓即碎,潮濕時成流動的溶解狀態,這種土質是較差的筑路材料,原因是它含有較多粉土粒,干時隨稍具粘聚性,但易被壓碎,揚塵大,侵水時很快被濕透,易成稀泥,并且毛細水上升高度大,在季節性冰凍地區更容易使路基水份積聚,造成嚴重的冬季凍脹,春時翻漿。
試驗室經過對取土場取樣做試驗,從表中可看出其標準擊實結果,粉質土最大干密度位于1.95~1.88g/cm3。最佳含水量位于11.9%~12.8%之間。
3 壓實機械控制
在施工過程中,壓路機行走速度控制在2~4km/h。碾壓開始時速度應較慢,隨著土層密實,速度逐步提高。同時,還應注意碾壓時橫向接頭的輪跡應有一部分重疊,振動壓路機一般重疊1/3輪跡,前后相鄰兩區段亦縱向重疊1~1.5m ,在直線路段和大半徑曲線路段,應先壓外緣,后壓中間,小半徑應先壓內側后壓外側。
4 含水量控制
土中含水量對壓實效果的影響比較明顯。土中含水量過小使土保持比較疏松的狀態或凝聚狀態,土中孔隙大都互相連通,水少而氣多,在一定外部壓力作用下,土粒相對移動不容易,因此壓實效果比較差。含水量過大,孔隙中出現了自由水,壓實功能不可能使氣體排出,壓實功能的一部分被抵消,減少了有效壓力,壓實效果反而降低,而在最佳含水量時,水膜變厚,引力減少,水膜又起潤滑作用,外部壓實功能比較容易使土粒移動,壓實效果好,壓實的土水穩性最好。所以,應經常檢查鋪土的含水量,應控制在最佳含水量±2個百分點之內。
5 壓實功能控制
壓實功能主要指壓實機具重量,碾壓遍數,作用時間,壓實功能與壓實效果的關系,曲線表明:同一種土的最佳含水量,隨壓實功能的增大而減小,最大干密度隨壓實功能的增加而增加,在相同含水量條件下,壓實功能愈高,土基密度愈高,據此規律,工程施工中可增加壓實功能(如選用重型碾壓機械,增加碾壓次數,延長碾壓時間等)以提高路基強度和壓實度,但是,在土偏干時,增加壓實功能對提高干密度影響較大,偏濕時,則收效甚微,故對偏濕的土,企圖用加大壓實功能的辦法來提高土的密實度是不經濟的,若土的含水量過大,此時增加壓實功能就會出現“彈簧”現象。壓實效果很差,造成返工浪費。因此,當壓實功能增大到一定程度后,對最大干密度的提高則不明顯,這就說明單單使用增大壓實功能來提高土的密度未必劃算,如果壓實功能達大,還可能破壞土基結構,效果適得其反。所以,應嚴格按要求頻率檢查壓實度,同時核對所檢測的壓實度是否與該壓實區的壓實標準符合,當自檢符合要求時,報監理工程師驗收,或在自檢過程中通知監理工程師抽檢,平行作業以爭取工期,經過監理工程師抽檢合格后,方可進行下一層土的填筑。
6 施工質量控制
青海315路的試驗段為K999+500~700,根據開工前所做的試驗段的結果,松鋪厚度為20cm、30cm、40cm三種,取土場最大干密度1.90g/cm3,最佳含水量13.3%。從試驗結果可看出,松鋪厚度為20cm時,YZT16壓路機碾壓兩遍達到90%,碾壓3遍可達到93%~95%,4遍完全達到95%以上;松鋪30cm時,碾壓3遍可達90%,4遍達到93%~95%,5遍完全達到95%以上;松鋪40cm時,碾壓4遍可達到90%,5遍、6遍與4遍相比,提高甚小,相差無幾。因此,松鋪40cm是不合理的,難達到壓實標準,松鋪厚度為20cm時,其壓實厚度平均為15cm左右,松鋪30cm時,其壓實厚度為23cm左右,從施工組織上分析,雖然松鋪厚度為30cm比20cm增加一遍碾壓遍數,但是從壓實產量、機械利用、生產進度、經濟效益等方面來講,都是相對合理的。所以以松鋪厚度為30cm控制施工,并嚴格控制這一厚度。
所以,應嚴格按試驗段的施工工藝施工,嚴格控制碾壓遍數。一般取土場土的含水量,基本接近于最佳含水量,因此,上土之后必須及時攤鋪、碾壓,否則,土的含水量損失過大,將直接給施工帶來不必要的麻煩,影響施工。特別是雨季施工,當發現彈簧現象時,一定要把含水量大的土挖除或翻開晾曬,當含水量接近最佳含水量能夠壓實時再碾壓。
施工中,嚴格控制松鋪厚度和攤鋪含水量,是確保壓實質量的重要措施。同時,還應做好兩方面的工作:(1)合理安排工期,不趕進度,確保高填土路堤有足夠的預壓期,雨季施工應留足路堤橫坡度及搞好排水設施,以防止被壓實的土層被雨水浸泡和防止邊坡被沖刷;(2)加強施工單位的施工組織與管理工作,盡量避免冬季施工,凍土施工難度非常大的。
7 結束語
公路路基的穩定性是保障路面強度和穩定性的基本條件,而要使路基具有足夠的強度和穩定性則必須提高其壓實度,從而改變路基的塑性變形、滲透系數、毛細水作用及隔溫性能等在路基施工中應嚴格控制回填土的含水量及松鋪厚度,并采取分層回填、碾壓及適當增加壓實功能和碾壓遍數才能最終保證路基施工質量。
參考文獻:
[1]馬華堂,張新旺.公路工程病害分析與防治技術,黃河水利出版社,2003,8.
[2]劉吉士,閻洪河.公路路基施工技術,北京:人民交通出版社,2003,9.
作者簡介:
趙旭軍,男,陜西岐山人,學士,主要研究方向:公路工程施工管理。