山區(qū)公路填石路基壓實(shí)質(zhì)量影響因素研究

羅佳

【摘要】公路填石路基施工過程中，壓實(shí)工藝是其中非常重要的組成部分，要對(duì)填石路基進(jìn)行施工質(zhì)量控制，實(shí)際上對(duì)壓實(shí)質(zhì)量的控制占著主導(dǎo)作用，壓實(shí)效果的好壞對(duì)公路的質(zhì)量和壽命起著關(guān)鍵性作用，因此本文就影響壓實(shí)質(zhì)量的因素進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】填石路基；壓實(shí)質(zhì)量；影響因素

隨著我國(guó)公路網(wǎng)建設(shè)的快速延伸和西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，公路網(wǎng)建設(shè)逐漸轉(zhuǎn)向西部地區(qū)發(fā)展。在丘陵山區(qū)較多的西部地區(qū)進(jìn)行公路施工作業(yè)時(shí)，由于地區(qū)環(huán)境的艱苦、施工作業(yè)條件差以及地質(zhì)條件的復(fù)雜，為了合理地使用自然資源，不可避免地將把石料作為路基填料，修筑填石路基。為保證公路路基的質(zhì)量和壽命，應(yīng)對(duì)壓實(shí)技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)控制，首先應(yīng)對(duì)影響壓實(shí)質(zhì)量的因素進(jìn)行控制，以保證壓實(shí)質(zhì)量，從而保證填石路基的施工質(zhì)量。

一、石料的級(jí)配

填料的粒徑構(gòu)成是影響填石路基壓實(shí)效果的一個(gè)重要因素。通過現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)試驗(yàn)可知，填石料的粒徑組成對(duì)填石路基的密實(shí)程度有很大影響。填料級(jí)配的提高可以使填石路基密實(shí)度增強(qiáng)，另外，通過控制細(xì)集料的含量，可以使填石路基的密實(shí)度得到明顯改善。

通過室內(nèi)試驗(yàn)可知，當(dāng)粗集料的含量為30%～40%時(shí)，粗集料只起著填充和影響的作用，而細(xì)集料的顆粒組成和性質(zhì)決定了填料的壓實(shí)特性；當(dāng)粗集料含量為40%～70%時(shí)，粗細(xì)集料互相填充共同起骨架作用，這時(shí)粗、細(xì)集料的相互填充效果及其填料性質(zhì)共同影響著壓實(shí)特性；當(dāng)粗集料含量增加時(shí)，填料的壓實(shí)特性會(huì)逐漸偏向粗集料，當(dāng)粗料含量大于70%時(shí)，粗集料形成骨架，細(xì)料已經(jīng)不能滿足填滿孔隙，這時(shí)粗料的級(jí)配和性質(zhì)占主要部分影響著壓實(shí)特性，而細(xì)粒起填充和影響作用。

二、壓實(shí)能力

壓實(shí)作用力增加，干密度隨之增大，但當(dāng)壓實(shí)效力達(dá)到一定程度后還持續(xù)增加，干密度也隨著達(dá)到最大干密度后再減小，壓實(shí)效果降低。其原因是：當(dāng)填石料在壓力作用下，內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生改變，打破最初的均衡狀態(tài)，克服顆粒之間的摩擦阻力，相互移動(dòng)填補(bǔ)，重新排列，孔隙減小，密度增大，作用的外力越大，促使顆粒位移、填充的能量越大，集料間的孔隙越小；當(dāng)密實(shí)度達(dá)到一定程度時(shí)，顆粒間的孔隙很小，壓力作用力增大，顆粒都不易移動(dòng)和填充，干密度的增長(zhǎng)率降低。

三、壓實(shí)厚度

在目前的施工和設(shè)計(jì)規(guī)范中，填石路基的壓實(shí)厚度沒有具體的要求和標(biāo)準(zhǔn)。通過國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，在傳統(tǒng)的壓實(shí)強(qiáng)度作用條件下，路基分層填筑的厚度一般控制在0.4～0.7m，以確保壓實(shí)能量充分?jǐn)U充其中。

四、填料顆粒的破碎

填石料在壓實(shí)過程當(dāng)中，不斷地被壓碎，改變了其最初的粒徑構(gòu)成。在壓力作用下，破碎的顆粒在填料的孔隙間位移并相互填充，從而提高路基的壓實(shí)度；但如果破碎的顆粒不能進(jìn)入填料孔隙間位移并相互填充，這樣就不能促進(jìn)壓實(shí)。而對(duì)于顆粒的破碎對(duì)壓實(shí)效果的影響尚缺乏系統(tǒng)的研究，普遍認(rèn)為在壓實(shí)施工過程中，填石料顆粒尺寸較大時(shí)會(huì)產(chǎn)生破碎，隨著顆粒尺寸的減小和顆粒含量的增加，顆粒破碎率快速減少，壓實(shí)能量增加；在到達(dá)一定程度后，破碎率的增長(zhǎng)率降低，填料的密度隨著顆粒破碎率的增加而增加。通常填料在充分碎裂壓實(shí)后，孔隙比小于0.15。

五、碾壓速度和碾壓遍數(shù)

碾壓速度也會(huì)影響壓實(shí)效果。在一定的厚度下，填石料所接收的壓實(shí)能量與壓實(shí)速度成反比，與壓實(shí)遍數(shù)成正比，壓實(shí)速度增加一倍時(shí)，壓實(shí)遍數(shù)也隨著增加一倍，壓實(shí)速度影響著振動(dòng)機(jī)械在一定平面上碾壓填石料所需的時(shí)間，當(dāng)壓實(shí)速度比較高的情況下，各單位面積上的振動(dòng)次數(shù)比碾壓速度較低時(shí)要少；當(dāng)碾壓速度增大時(shí)，各振動(dòng)間的距離增大，使被壓材料上的能量減小，碾壓遍數(shù)的增加。在對(duì)填石路基進(jìn)行碾壓時(shí)，振動(dòng)壓實(shí)速度最佳值一般控制在4km/h左右。

六、振動(dòng)碾壓

一般而言，振動(dòng)壓路機(jī)采用高頻率和小幅度振動(dòng)對(duì)含粗顆粒碎石料有效，路基表面的最大干密度不是很大，隨著深度的增加，在約10～15cm深處，路基的最大干密度達(dá)到最大值，因?yàn)樵谀雺簳r(shí)，路基表面的石料隨著輪胎一起滾動(dòng)，兩者之間并沒有密切的接觸，在振動(dòng)作用下，路基表面因此產(chǎn)生了松動(dòng)。當(dāng)達(dá)到表面以下一定深度后，填料顆粒在振動(dòng)作用條件下，相互位移填充到粗顆粒的間隙中，填料顆粒被重新排列組合，從而使填料得到充分壓實(shí)，但是最大干密度隨著深度的繼續(xù)增加而慢慢變小，最后回到最初的聚積密度。

填石料因其較好的工程特性，廣泛地被應(yīng)用于山區(qū)路基施工中，但對(duì)于這類材料還存在許多值得深入研究和探討的問題。眾多因素共同影響著填石路基的壓實(shí)質(zhì)量，其影響過程是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，在壓實(shí)過程中填石料顆粒的破碎程度，對(duì)路基的壓實(shí)效果有重要的影響作用，但目前，具體對(duì)這方面進(jìn)行研究的工程較少，因此，對(duì)影響填石路基壓實(shí)效果的因素進(jìn)行深入研究，將有助于未來其在工程中的廣泛應(yīng)用。

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