公路压实质量提高分析与探讨

　　摘要:本文通过影响公路压实效果的主要因素进行分析、研究,以确定的施工方法和施工工艺,以求在施工中得到最佳的压实效果。
　　关键词:公路;压实度;因素;控制
　　公路路基的压实工作,是公路路基施工过程中一个重要工序,亦是提高公路路基强度与稳定性的根本技术措施之一。长期以来由于压实因素影响公路施工质量的现象经常发生,如何达到要求的施工压实标准,克服由于压实原因带来的不均匀沉降,是公路工程施工中亟待解决的重要问题。因此,在实际施工中,只有了解压实形成的原理,克服影响压实的不利因素,才能保证公路工程施工的压实标准,达到预期的使用目的。本文就影响压实的因素进行了详细的分析,并提出了一些控制方法。
　　一、影响压实效果的主要因素
　　1.含水量对压实过程的影响
　　精心用最好的含水量,最佳含水量,不仅是最能影响压实效果的因素,而且也是众多因素中比较容易实现的一种,因而有必要对其进行仔细研究。(来自材料1)
　　土的含水量是影响填土压实性的主要因素之一。在低含水量时,水被土颗粒吸附在土粒表面,土颗粒因无毛细管作用而互相联结很弱,土粒在受到夯击等冲击作用下容易分散而难于获得较高的密实度。在高含水量时,土中多余的水分在夯击时很难快速排出而在土孔隙中形成水团,削弱了土颗粒间的联结,使土粒润滑而变得易于移动,夯击或碾压时容易出现类似弹性变形的“橡皮土”现象,失去夯击效果。因此,在最佳含水量情况下压实的土水稳性最好。最佳含水量和最大干密度是两个十分重要的指标,对路基设计和施工很有用处。在碾压过程掌握好最佳含水量非常重要。如果在夏季施工,由于温度比较高,水分蒸发比较快,施工时候含水量控制可以在适当提高2—3%。
　　2.碾压厚度对压实的影响
　　压实厚度对压实效果具有明显影响。相同压实条件下(土质、湿度与功能不变),由实测土层不同深度的密实度或压实度得知,密实度随深度呈递减,表层5cm最高。不同压实工具的有效压实深度有所差异,根据压实工具类型、土质及土基压实的基本要求,路基分层压实的厚度有具体规定数值。通过大量的实践证明,碾压应有适当的厚度,碾压层过厚,非但下层的压实度达不到要求,而且碾压层上层的压实度也要受到不利的影响。同时,碾压的厚度随所用的压路机的类型而变。
　　3.压实功能对压实的影响
　　对于同一类土,其最佳含水量随着压实功能的加大而减小,而最大干密度则随压实功能的加大而增大。但这是有一定限度的。超过这个限度,即使继续增加碾压遍数或使用很重的压路机,也不会明显降低最佳含水量和明显增加最大干密度。
　　4.土质对压实效果的影响
　　土或类似土的材料是否容易压实取决于土的粒径、颗粒形状和表面特性以及级配。粒径较大的中粗粒土比表面积小,颗粒之间的粘结力弱,易于在外力作用下产生位移而容易压实;粉土、粘土颗粒小,比表面积大,颗粒间薄膜水互相吸附作用较强,自由水排除困难,压实阻力大而难于压实。从颗粒的形状看,接近立方体、棱柱体的易于压实;薄片、长条多的难压颗粒表面有一定粗糙度的虽然阻抗力大些,但在碾压过程中产生位移后定在新的位置,而表面光滑接近圆形的颗粒,虽易于移动,但不易于稳定,常难以压实。而土粒级配是否良好。决定了土能否被压实到较理想密度,级配良好的土,可以用较少的压实功压到要求的密实度,级配差或根本不含级配的土,尽管投入相当大的压实功,仍会留下很大的空隙。
　　不同性质土的压实性能是不一样的,就填土压实而言,最适宜的是砂砾土、砂土和砂性土。这些土易压实,有足够的稳定性,沉陷小。最难压实的是粘土,在潮湿状态下这种土不稳定,最佳含水量比其他土类大,而最大干密度却较小,但经压实的粘土仍具有良好的不透水性。
　　根据压实试验,在相同的压实功作用下,不同的土类具有不同的最佳含水量和最大干密度。在同一压实功能作用下,含粗颗粒较多的土,其最大干密度越大,而最佳含水量越小,即随着粗粒土增多,其击实曲线的峰点越向左上方移动。在道路施工时,应根据不同取土场的不同土类,分别确定其最大干密度和最佳含水量。
　　5.下卧层的强度对压实度的影响
　　如果下卧层的强度太低,压实度很难提高,严重的还会形成软基。在进行铺筑第一层时,首先要对原地表进行处理,首先是清除淤泥、杂草等杂物。如第一层达不到路堤压实度的要求应将原地表土进行耕松,重新进行碾压,达到该层压实标准,按填筑的顺序,先将低洼地段逐渐填平压实,再进行上一层的填筑,否则低洼地段很难压实。
　　6.压实机具及层厚的影响
　　不同的压实机具,其传播的有效深度不同:夯机式机具传播最深,振动式次,碾压式最浅。一种机具的作用深度,在压实过程中不是固定不变的,土体松软压力传播较深。随着碾压遍数增加,上部土层逐渐密实,土的强度相应提高,其作用深度也就逐渐减小。当压实机具的重量不大时,荷载作用时间越长,土的密实度越高,则密实度的增长速度随时间减少。当压实机具很重时,土的密实度随施荷时间增加而迅速增加;超过某一段限度后,土的变形急剧增加,甚至达到破坏;当机具过重,以至超过土的强度极限时,会立即引起土体结构破坏。 　　压实的快慢对压实效果也有影响,对压实度要求较高,以及铺土层较厚时,行驶速度要慢些。碾压开始宜用慢速,随着土层的逐步密实,速度逐步提高。开始时土体较松,强度低,宜先轻压,随着土体密度的增加,再逐步提高压强。所以推运摊铺土料时,应力求机械车辆均匀分布行驶在整个路堤宽度内,以便填土得到均匀预压。正式碾压时,若为振动压路机,第一遍应静压,然后由弱振至强振。压实土层的密实度随深度递减,表面5cm的密实度最高,填土分层的压实厚度和压实遍数与压实机械类型、土的种类、压实度要求有关,应通过试验确定。如果压实遍数超过10遍仍达不到压实度要求,则继续增加遍数的效果很小,应减小压实层厚。
　　三、压实质量控制和检测
　　最佳含水量和最大干容量是两个十分重要的指标。压实前应测定土的含水量使之接近最佳含水量。土中含水量过大时,应作翻晒处理;含水量较小时,应适当洒水,使含水量适宜。
　　接近最佳含水量的土的建议鉴别方法:用手捏土可成团,较费劲,手掌无水印,土团自50cm处落在地上散成蒜瓣状,这些现象即接近最佳含水量。
　　含水量测定方法:在实验室实验时常用烘箱烘干。这种方法测量准确度较高,但比较费时。施工现场,为快速测出水的含水量,可用酒精燃烧法。
　　压实度检验方法,通常采用环刀法,灌砂法和核子密度仪法等。
　　3.1环刀法,是一种破坏性的检测方法,适用于不含骨料的细粒土。优点是设备简单操作方便;缺点是受土质限制,当环刀打入土中时,产生的应力使土松动,壁厚时产生的应力较大,因此干密度有所降低。
　　3.2灌砂法,是一种破坏性检测方法,适用于各类土。优点是测定值精确;缺点是操作较复杂,须经常测定标准砂的密度和锥体重。
　　3.3核子密度仪法,是一种非破坏性测定方法。能快速测定湿密度和含水量,满足现场快速、无破损的要求,并具有操作方便,显示直观的优点,但应与灌砂法进行对比标定后方可使用。
　　对于取样深度要求,用环刀法检测时,环刀中部处于压实厚度的1/2深度;用灌砂法时,应取整个土层的厚度;用核子仪检验时应根据其类型,按说明书要求进行操作。
　　四、结语
　　工程施工中,压实度的控制是十分重要的,直接影响公路的使用寿命。影响压实质量的因素很多,施工人员应根据实际情况,采用相应的措施,严格按规范和操作规程施工,随时检测干密度和含水量,达不到压实要求时及时调整压实机械和压实遍数,避免返工造成资金浪费。
　　
　　
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