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試論公路工程路基路面壓實施工技術措施分析

試論公路工程路基路面壓實施工技術措施分析
 
  【論文摘要】公路工程路基路面施工中好的壓實效果,可以提高路面強度,減少塑性形變、滲透系數、飽水量及可能產生的形變并增加穩定性。本文介紹了公路工程路基路面壓實施工的關鍵因素,研究了公路工程路基路面壓實施工技術措施,并強調了公路工程路基路面壓實施工中壓實度控制的有效措施。
  公路壓實是公路工程施工中重要一環,對公路的整體質量有非常重要的意義。達到好的壓實效果,可以提高路面強度,減少塑性形變、滲透系數、飽水量及可能產生的形變并增加穩定性,對進一步改善公路建設質量有著非常重要的意義。 
  1 公路工程路基路面壓實施工的關鍵因素 
  1.含水量 
  在壓實過程中,路基土或路面結構層材料的含水量,對所能達到的密實度起著決定性的作用。土的內摩阻力和粘結力是隨密實度而增加的。土的含水量較小時,土顆粒間的內摩阻力大,壓實到一定密度后,某一壓實功不能再克服土的抗力,壓實所得的干容重小。當土的含水量逐漸增加時,水在顆粒間起潤滑作用,使土的內摩阻力減小,因此同樣的壓實功可以得到較大的干容重。在這個過程中,單位的土體中空氣的體積逐漸減小,而固體體積和水的體積逐漸增加。當土的含水量繼續增加到超過某一限度后,雖然土的內摩阻力還在減小,但單位土體中的空氣體積已減到最小限度,而水的體積卻在不斷增加。由于水是不可壓縮的,因此,在同樣的壓實功下,土的干容重反而逐漸減小,土的干容重和含水量的這種緊密關系,在全標紙上就形成了駝峰形式水實曲線。因此,細顆粒土、天然砂礫、級配碎石、級配礫石、石灰和水泥穩定土等多種材料,都只有在一定的含水量下才能壓實到最大干容重。此時的含水量為最佳含水量。但是,某一種土或路面結構層材料的最大含水量和最大干容重不是固定不變的,它隨壓實的功能而變化。在室內進行擊實實驗時,它隨所用的擊實功而變。在工作碾壓時,它隨所用壓路機的重量或功能而變。 
  2.壓實功能 
  如果我們保持壓路機重量不變,而增加碾壓變數,或增加壓路機重量,不改變碾壓通數,都可以得出與室內擊實試驗相同的含水量密度關系。因此,隨著壓路機重量的增加,土或路面材料的最佳含水量要降低,而最大干容重都要增大。但是,這種現象是有一定限度的,假如超過這個限度,即使繼續增加壓路機重量或增加碾壓遍數也不會明顯降低最佳含水量和增加最大干容重。保持土或路面結構層材料的含水量接近最佳值,以保證所要求的壓實度。此外,壓實機械的選擇應用、碾壓層的厚度和碾壓遍數應與使用的碾壓機械相適應。 
  2 公路工程路基路面壓實施工技術措施 
  1.做好公路工程路基路面壓實施工中的壓實作業 
  第一、進行壓實作業時要保證攤鋪速度與壓路機碾壓段長度之間的協調,并保持二者的大體穩定。其中在氣溫比較高,而且風速比較小的時候,碾壓段的長度不宜過短,而在氣溫低,風速比較大時,碾壓段的長度可以短一些。 
  第二、進行壓實作業的過程中,如果在碾壓過程中出現瀝青混合料牯輪現象,可以通過向碾壓輪上灑少量水。 
  第三、在尚未冷卻的路面瀝青混合料面層上,不允許放置任何重型的機械設備等其他較重的物體,并且不能向其上方撤落礦料以及油料等雜物。 
  第四、對于壓路機無法壓實的公路路基路面部分應采用振動夯板來完成壓實作業。
  第五、碾壓段的長度要依據路面瀝青的出場溫度、混合料的性質以及當天的溫度和風速等因素進行科學的設定。
2.做好公路工程路基路面壓實施工后的壓實質量的檢測 
 ?。?)核子密度儀法,該方法主要適用于瀝青混合料路基路面壓實質量的測定,該測量方法要求測定層的厚度在20cm的范圍內,其中瀝青表面層的壓實密度利用散射法測定,而土基層材料的壓實質量的測量采用直接透射的方法。該試驗方法的操作步驟如下: 
  第一、位置的確定和儀器的預熱。首先按照隨機取樣的方法來確定測試位置,然后預熱儀器,并將核子儀平穩的放置在測試位置上,準備測試。 
  第二、進行儀器測量和測量數據的讀取。打開測量設備,按照測量方案進行測量,測量結束后讀取測量結果,關閉測量儀器。 
  第三、測量結束后要將核子密度儀儀器放置在專用的且符合核輻射安全規定的儀器箱里,確保儀器和人員的安全。 
 ?。?)灌砂法,灌砂法是路基路面壓實質量檢測的標準方法,但是這種方法不適用于那些具有填石路堤的路基路面的壓實質量的測量,這一方法的基本原理就是選用相應規格要求的均勻砂,并將其按一定高度以自由落體的形式下落到測試的洞里,結合單位重不變的原理以及集料的含水量等數據來進行路基路面壓實質量的檢測。
  3 公路工程路基路面壓實施工中壓實度控制的有效措施 
  1.對路基填土或路面結構材料的基本要求用來填筑路基的土,應滿足公路路基用土的要求,從土的顆粒組成特征,土的塑性指標(液限、塑限、塑性指數),土中有機質的含量出發,制定土的類別、性質,看是否適合填筑路基,應根據所修建公路的地理位置,選擇既經濟、性質又好的土來填筑路基。用于路面結構層的材料,碎石、礫石集料除本身要具有一定的強度外,還要有良好的級配,這樣才能保證修筑的結構層有足夠的密實度,保證其強度和穩定性。 
  2.對地基和下基層的要求 
  在填筑路堤之前,必須先碾壓地基,使其達到足夠的強度,如地基本身比較濕軟,直接在其上填筑路堤,往往會發生困難,路堤的第一層(每層以壓實厚度20cm考慮),甚至第二層上重型壓路機也無法進行碾壓,重型壓路機進行碾壓,土層就會發生“彈簧”現象,碾壓遍數越多,這種現象越嚴重。所以,在這種情況下,必須采取一定的技術措施,對濕軟地基進行加固處理。通常,可根據具體情況,采取下列方法:一是換填土層法;二是強夯法;三是振沖法;四是擠密樁法。 
  3.對含水量的要求 
 ?。?)含水量試驗。在公路施工中,常用的方法有烘干法和酒精燃燒法。 
  烘干法。本試驗方法適用于粘性土、砂性土和有機質土類。 
  酒精燃燒法。本試驗方法適用快速簡易測定土(含有機質土除外)的含水量,工地施工中常采用此法。 
 ?。?)標準擊實試驗,本試驗可分輕型和重型兩種試驗方法,采用哪種方法,應根據有關規范的規定或工程科學試驗的實際需要選定。一般情況下,可采用干法,即加水法,土允許重復使用,但容易擊碎的試料不宜重復使用。對于高含水量土,試料的干燥處理會影響試驗結果,宜采用濕法,即減水法,讓采集的至少5個試樣分別風干至不同的含水量狀態。以干密度為縱坐標,含水量為橫坐標,繪制干密度與含水量的關系曲線,由線峰值點的縱橫坐標分別為最大干密度和最佳含水量。若曲線不能繪出明顯的峰值點,應進行計算或重做(應給出技術指標)。 
  4.合理選擇壓實機具和采用正確的壓實方法 
 ?。?)采用的壓實機具應先輕后重,以便能適應土體強度的增長。 
 ?。?)碾壓速度應先慢后快,以免樣土被機械推走。 
 ?。?)組織壓實機具合理的工作路線,直線段一般先兩側后中間,以便保持路拱;在彎道部分沒有超高時,由低的一側開始逐漸向高的一側碾壓。相鄰的兩次輪跡應重疊輪寬的三分之一,保證壓實均勻不得漏壓,對于壓不到的邊角,應輔以人工或小型機械夯實。 
 ?。?)應注意檢查土的含水量和密實度,并視需要采取相應的調整措施,以達到規定壓實度的要求。 
  總之,在公路施工中,必須采取充分必要的技術措施,對路基填土和路面結構層材料進行壓實,使其達到規定的密實度,這樣才能保證路基、路面具有一定的強度和穩定性,保證路面的使用品質。 
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