前言:经济的飞速发展、公路交通需求的增大,把公路的质量问题推到了更高的层次。公路路基、路面是公路质量的重要保证,它承受着本身岩土自重和路面重量以及由路面传递下来的车荷载,属于一种线形结构物,具有路线长,与大自然接触面广等特点。路基路面是否能够承受负荷而不出现裂缝、坑槽、车辙、松散、沉陷、桥头涵顶跳车、表面破损等病害主要取决于压实度符不符合施工标准。以下主要从路基路面的压实施工、压实度的检验进行了详细的论述。
关键字:填土路基,填石路基,沥青路面,压实施工
前言
压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一,表征现场压实后的密度状况,压实度越高,密度越大,材料整体性能越好。只有对路基、路面结构层进行充分压实,才能保证路基、路面的强度、刚度及路面的平整度,才能保证和延长路基、路面工程使用寿命。接下来就压实度问题分别介绍路基、路面的压实施工。
一、填土路基的压实
(一)填土路基压实实验
通过实验路段的测试能够确定确定施工正确的压实方法,达到规定的密实度所需压路机的类型、组合方式、压实遍数、松铺厚度、压实厚度、松铺系数等试验参数,所以,填土路基的压实首先要通过实验确定施工方案。实验路段的选择应当能够代表整体的施工段,路段长度以100cm以上为宜。具体操作如下:
(1)取代表性土样做重型击实试验,确定土的最佳含水量ω和最大干密度ρdmax,并绘制干密度与含水量的关系曲线。
(2)根据土的干密度与含水量关系曲线控制土的含水量ω。
(3)确定铺层厚度和碾压遍数。一般可根据压路机械的功能及土质情况确定铺层厚度,高速公路一般应按松铺厚度30cm进行试验,以确保压实层的匀质性。一般情况下,砂性土需碾压次数少,粘性土需碾压次数多。光轮压路机碾压次数较高,轮胎式压路机次之,振动式压路机和夯击机次数最少。
(二)根据土壤性质,选择确定压实机械
土壤的性质不同,有效的压实机械也不同。正常情况下,碾压砂性土采用振动压路机效果最好,夯击式压路机次之,光轮压路机最差;碾压粘性土采用捣实式和夯击式最好,振动式稍差。各种压路机都有其特点,可以根据土质情况合理选用。对于高速公路路基填土压实宜采用振动压路机或35~50t轮胎压路机进行。
(三)含水量的检测与控制
强度与稳定性主要是通过压实得以提高,压实度受含水量的制约,保证压实最佳的含水量才能取得最大干密度,也就是有效地控制含水量后,才能可靠地压实到压实度标准。土的含水量控制在高于压实最佳含水量碾压是确保正常施工的条件,但不能超过最佳含水量1%,这时所得效果最好,施工中当需要对土采用人工加水时,达到最佳含水量。需要加的水宜在取土的前一天浇洒在取土坑内的表面,使其均匀渗入土中,也可将土运至路堤上后,用水车均匀适量地浇洒在土中,并用拌和设备拌和均匀。
(四)压实施工
压实应根据现场压实试验提供的松铺厚度和控制压实遍数进行。若控制压实遍数超过10遍,应考虑减少填土层厚。经压实度检验合格后方可转入下道工序。不合格处应进行补压后再做检验,一直达到合格为止。
高速公路和一级公路路基填土压实宜采用振动路压路机或35~50t轮胎压路机进行。采用振动压路机碾压时,第一遍应不振动静压,然且先慢后快,由弱振至强振。
各种压路机的碾压行驶速度开始时宜用慢速,最大速度不宜超过4km/h;碾压时直线段由两边向中间,小半径曲线段由内侧向外侧,纵向进退式进行;横向接头对振动压路机一般重叠0.4~0.5m。对三轮压路机一般重叠后轮宽的1/2,前后相邻两区段(碾压区段之前的平整预压区段与其后的检验区段)宜纵向重叠1.0~1.5m。应达到无漏压、无死角,确保碾压均匀。
二、填石路基压实
(一)压实机械的选用
压实机械选用前首先要进行压实实验,在这里不多做赘述。
填石路基的压实要求碾压机械有相应的压实功,在碾压时能破坏去除颗粒间点接触,使得颗粒间形成以面面、线面为主较为稳定的接 触。路基填料石块本身是不可压缩的,压实的目的是使填料之间的松散接触状态变为紧密咬合状态。由于石料的粒径及质量均较大,故必 须用自重较大的重型压路机碾压才能使粒料达到紧密状态。另外,因块石的颗粒粒径相差较大,石块之间会有蓬架、搁空现象,空隙率过大,容易造成局部压碎而塌陷,须采用振动压路机进行压实。
(二)压实施工
填石层在压实前先整平,根据经验按1.2左右的松铺系数挂线控制松铺厚度,并作成2%~3%的横坡。碾压时,前后两次轮迹重叠30cm以上,并注意使该层整个深度内压实度处处均匀。
第一次压实后,人工整平,以保证均匀一致和平整。每层碾压松铺厚度严格按计划松铺厚度控制,从第三遍开始,每碾压一遍后,均实测填石层顶面标高,以获得正确的压实层沉降差。
采用振动压路机碾压,根据以前的施工经验,先静碾二遍使不平的地方暴露出来用人工补平,再用振动压路机碾压三遍,最后再静碾二遍收尾。碾压时先边缘后中间、先低后高,一直进行到在重轮下不出现石块转动,表面平整均匀,压实层顶面稳定,不再下沉(无轮迹)时为止。在填筑下一层前先进行压实度检验。
三、沥青路面压实
(一)碾压温度控制
严格控制沥青混合料摊铺后的初压温度,对路面压实来说是非常重要的,混合料初压温度过高,沥青混合料流动性大,易出现混合料推移,破坏已铺面混合料的均匀度,影响路面平整度,初压温度过低,将会影响复压和终压温度,给复压和终压工序带来困难。资料表明,混合料温度在100℃-125℃时最易达到共振状态,振动碾压效果最好,因此,在初压时,控制初压温度为125℃-140℃为好,可用CC21双钢轮振动压路机,以4km/h的碾压速度、30cm重叠静压2遍,初压结束温度控制在120℃-125℃。
复压温度控制在100℃-125℃,用DD-110以5km/h的速度、30cm重叠度进行高频低同振动碾压2遍。
复压结束后,检测人员应立即直尺进行平整度测量,查找平整度差的点,进行重点找平碾压。
(二)振频与振幅选择
振动压路机的压实能力,主要是由压路机传递给被压材料的振动能量决定的,也就是说,振动压路机的压实能力与压路机振频和振幅的选择有关,某一振动频率和某一振幅组合,决定一定的压实能力,要经过试验路段反复试验,选定适当振频与振幅才能取得较高的压实效率和较好的碾压效果。
(三)碾压施工
1、在混合料摊铺50-60m后,开始初碾压。先压横接缝,让压路机压轮大部分在成型路面、10-20cm压轮在新铺路面进行横向碾压,逐步向前赶。在横向碾压时,及时测量平整度,必要时进行找料处理。
2、横接缝碾压结束后,按照由外向内的顺序依次碾压,每次碾压至距摊铺机50-100cm处,再按轮迹返回,在已稳定路面调整方向,重叠30cm,向中间错一轮进行第二轮碾压,禁止在未稳定摊铺层进行方向调整,以避免铺层材料的摊移。
振动压路机换向时,先停振,再停机,然后换向,换向后在压路机开始行走后,再起振,可有效防止混合料形成鼓包。
3、弯道碾压时,要从内侧向外侧依次碾压,第一遍碾压时,第一轮在边缘空30-40cm,待压完第一遍后将压路机大部分重量置于已压实稳定的摊铺面上,碾压边缘,以减少混合料向外推移。
4、在碾压不等宽路段时,因为不允许压路机在新摊铺层上转向操作,所以必须按照合理的碾压路线进行初碾压。
四、压实度检验
在压实过程中,为保证压实质量,施工现场自检人员应边施工边检查压实度以便及时调整。当压实干密度远远大于要求值时,表明压实度过度或土质发生了变化;当压实干密度小于要求值时,表明压实度不够。针对这些情况要找出原因并及时采取措施以达到要求的压实度。如改变碾压工艺、增加压实机械的重量或重新做标准击实试验等。每一压实层均应检验压实度,合格后方可填筑下一层。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。
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。
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、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。
结论
压实是路基乃至路面施工的重要环节,直接关乎公路的稳稳定和使用质量。在施工过程中应当注意:
填土路基施工时每填料一次都要做一次重型击实试验;施工现场必须配备洒水车路耙等工具,以便控制含水量。施工时先静压一遍,然后振动碾压一遍。
土石混合填筑时,压实机具的配置必须科学合理,压路机碾压过程中以石料不出现松动、表面均匀平整为目标,采用压沉值控制压实质量。
沥青路面压实过程中严格控制施工温度、合理选择振频与振幅。
重视压实度检测,可采用采用环刀法,灌砂法和核子密度仪法等进行。
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本文选自《黑龙江交通科技》。 《黑龙江交通科技》自创刊以来,紧紧围绕国民经济发展对交通科技的要求,有针对性地进行技术指导;结合我省低温严寒特点和实际需要报导省内交通科技新成就、科技论文和科技成果;先进的设计理论和生产施工工艺;技术改造、企业管理的新经验、新技术、新材料、新产品、新设备、技术政策;交通工程论述,国内外交通科技动态论述等。