汪順寶
安徽省路港工程有限責任公司,安徽合肥 230000
道路壓實度對道路的強度和穩定性有重要影響,屬于道路施工檢測和質量控制關鍵環節。如果道路壓實度存在問題,將非常容易導致道路在車輛荷載沖擊以及自重作用下出現局部沉降等情況,進而路面產生裂縫、變形等病害,雨水順著裂縫進入地基,容易發生井壁坍塌和地下管道斷裂等事故,對車輛和行人安全有嚴重影響和威脅。因此,在道路施工建設中,必須要對道路壓實度的控制有足夠重視,合理使用道路壓實度測量方法,準確反映道路壓實情況,及時發現存在的問題,制定針對性的解決方案,在保證道路建設質量的情況下提高行車舒適性,延長道路使用壽命,本文就此展開了研究分析。
道路工程項目施工建設中,通過對道路壓實度的控制可以使道路強度明顯提升,避免車輛行駛過程中發生塑性變形,道路壓實是提升道路整體性能的一項重要技術措施。相同道路建設材料,不同的道路壓實度,道路物理力學指標將會有明顯差異,進而影響到道路的整體使用壽命。如果道路壓實度相對較差,那么在使用過程中將非常容易出現病害。道路施工過程中,施工單位必須要提高在道路壓實度方面控制重視度,保證道路壓實度滿足工程項目建設要求,為道路工程建設質量的提高打下良好基礎。
第一,土壤含水率。道路壓實度很大程度上受到土壤含水率方面因素影響,如果土壤含水率較小,土壤相對疏松,顆粒之間會存在非常大空隙,夾雜大量氣體,受到外界碾壓作用,土壤顆粒間氣體排出,土壤的密度隨之增大,但是因為土壤含水量小,無法產生理想的水膜潤滑作用,土壤顆粒之間移動性不是很好,無法取得理想的壓實效果;如果土壤含水率較大時,雖然會存在明顯的水膜潤滑作用,土壤壓實度有明顯提升,但是因為水分會抵消一部分壓實力,同樣會影響到整體壓實效果。因此,在道路壓實施工過程中,必須要做好含水率的控制,取得理想的壓實效果。
第二,土壤性質。保持壓實度一致情況下,不同土壤性質,壓實效果也會存在明顯差異。隨著土壤粗粒含量的增多,最佳含水量會有一定的減少,土壤最大干密度明顯增大。道路壓實施工中,施工單位在路基回填時,選擇土質土壤較差,同樣會降低整個道路的壓實質量。
第三,壓實作用。道路壓實施工中,壓實厚度同樣會影響到整體壓實質量,隨著壓實土厚度的增加,下層土壤很難有足夠碾壓力,碾壓效果差。另外,壓實設備、壓實工藝的選擇也會影響到土壤壓實效果,在道路壓實施工中,施工單位必須要做好壓實土厚度、壓實設備、碾壓遍數、碾壓速度等方面控制,保證道路壓實質量滿足工程項目施工需要。
環刀法屬于道路壓實度檢測的傳統測量方法,無法代表碾壓層平均密度。碾壓土層越往下,其密度越小,如果環刀取在碾壓層上部,所獲取的密度數值偏大,如果環刀在碾壓層底部取值,所獲取的壓實密度相對偏小。因此,使用環刀法測量道路碾壓密度,所獲取的密度值無法代表道路平均密度。環刀法在實際應用中還需要做好土壓實土層的清理,結合土層深度,適當鏟除一部分土層。壓實土層不同厚度在壓實度方面存在一定的差異,上層壓實度與底層壓實度之間存在10%左右誤差,中部多為平均值。因此,環刀法的應用盡量選擇壓實層中部。另外,環刀法的應用面相對較窄,很難應用在松散型材料土體以及含顆粒土體中。
灌砂法在道路壓實度檢測方面應用非常廣泛,屬于現場測定密度的一項主要方式。灌砂法在實際應用中利用均勻顆粒置換試洞體積,其工藝原理簡單,但是實際操作難度大。灌砂法所檢測的厚度為碾壓層整體厚度,碾壓層厚度取值不能過大也不能過小。
灌水法在實際應用中與灌砂法較為類似,需要先在測試點挖試坑,選擇有代表性的試樣測量其含水量。之后使用提前準備好的橡皮帶鋪放在試坑,注入適量的水,保持試坑與水面平行,再通過檢測水重的方式得出道路的干濕密度。
這種檢測方式主要是利用放射性元素實現對土壤、路面材料壓實度和含水量等參數的檢測。核子密度儀在實際測量中不需要過多的測量人員,能夠快速獲取所需要的參數。但是因為放射性物質會對人體產生一定的危害,同時還需要對道路打洞,容易破壞附近土體結構,進而影響到測試準確性,完成檢測后,檢測結果還需要與常規檢測方式的結果相對比,判斷其可靠性。
這種檢測方式主要是利用落錘沖擊土體產生反彈力,再測量出土體響應值,進而獲取路基壓實密度。這種檢測方法不需要測量含水量,壓實度檢測中,即使道路的壓實度相同,但是因為不同道路在含水量方面的差異,會產生不同的沖擊響應。道路壓實度檢測前,提前做好路基壓實度曲線標定,選擇的土類需要有一定的代表性。在現場測量中,3次測量取平均值,保證測量結果準確。
土壤含水量是保證壓實效果的一項重要前提,只有將土壤含水量控制在最佳狀態,才能獲取最大密實度。在道路壓實施工中,必須要做好土壤含水量的控制,對土壤含水量進行檢測,如果含水量過大,對土壤進行晾曬處理,如果含水量過小,適當噴水,提高土壤濕度。另外,施工過程中注意避開雨季和高溫季節,降低天氣狀況對土壤含水量的影響。
道路施工過程中如果所選擇的填土質量存在問題,即使控制松鋪厚度和碾壓工藝,土壤壓實度也很難滿足施工要求。在填土前還需要對填土進行檢查,道路施工容易使土體自然狀態被破壞,導致土體結構松散,土體顆粒重新排布和組合。為了保證道路有足夠的穩定性和強度,還需要將機械碾壓方式與人工壓實相結合,提高密實性。路基壓實效果的影響因素包含濕度、土質、人為因素、自然因素等多個方面,土質對壓實度有非常大影響,粘性土壤的壓實效果要比砂性土差,施工中盡量選擇優質土體,提高壓實有效性。
填土厚度控制在30cm,采取分層鋪筑壓實施工方式,施工匯總盡量選擇大型壓實設備碾壓施工。相同土質,重型碾壓設備所獲取的最大干密度要大于輕型碾壓設備所獲取的最大干密度,重型碾壓設備的最佳含水量要小于輕型碾壓設備。當前道路碾壓施工中多選擇50t震動壓路機,每層壓實厚度控制在30cm以內。如果壓實設備的噸位超過50t,雖然壓實力會進一步增大,但是會降低土壤含水量,進而增大道路回彈模量。
道路碾壓施工按照先輕厚重、先外后內原則進行,碾壓速度一般控制在1.5~2.5km/h,碾壓次數以4~6次為宜。
為了進一步保證道路壓實質量,施工人員在碾壓過程中還需要注意壓實度的檢查,結合檢查結果適當調整碾壓次數和碾壓速度。如果土壤壓實干密度高過要求,表明土質出現問題或者壓實過度,如果土壤壓實干密度過小,表明未壓實到位。針對這些情況,及時制定相應解決、處理措施,保證壓實度滿足設計要求。另外,碾壓設備、碾壓工藝改變后,還需要重新進行標準沖擊試驗,每一層壓實試驗合格后才能進行之后一層施工。
道路壓實質量很大程度上受到水因素影響,在道路壓實施工前,施工單位需要與工程項目實際情況相結合,提前疏導和隔離對工程項目施工有影響的地下水、地表水等,設置排水溝等排水設施,降低雨水等因素影響。路基回填前施工人員還需要做好各類垃圾、雜物的清理,如果基底存在腐殖土,還需要提前將其挖除,降低腐殖土對碾壓質量的影響,為之后碾壓施工的順利進行打下良好基礎。
道路壓實度不僅關系到道路施工建設質量,還關系到道路使用的舒適性和穩定性,道路壓實度控制具有十分重要的價值和作用。當前道路壓實度檢測方法相對較多,在具體檢測過程中,結合檢測需要合理選擇。道路壓實度的控制需要從含水量控制、土質控制、碾壓工藝控制、現場檢測、施工機械選擇、路基回填等多個方面出發綜合分析考慮,提高道路壓實度控制有效性,取得理想的建設效果,促進我國交通運輸行業的持續穩定發展。