路基压实度对路基强度及稳定性的影响论文_曹久阳

路基压实度对路基强度及稳定性的影响论文_曹久阳

(天津市天和市政建设工程有限公司,天津市 300074)

摘要:公路工程是我国交通基础设施建设中的一项重要内容,公路的通行能力大小直接影响着当地社会经济发展速度的快慢,因此加强对公路施工的管理与控制,保证公路工程的施工质量是非常重要的。文章分析了影响路基压实的主要因素 ,探讨了路基压实度对路基强度及稳定性的影响。

关键词:公路工程;路基;压实度;影响因素

引言

保证路基强度和稳定性是保证路面强度和稳定性以及增强公路整体强度的前提,反过来,光有稳固的路基,没有结构合理、密实、稳定的路面也是不行的,理论和试验及工程实践证明,技术方面的主要措施是对路基进行必要的碾压和技术处理,使其达到要求的密实度后,路基的强度和稳定性就有了可靠的保证,在这种路基上修筑路面就不会因路基而破坏,然其后,对路面的矿料级配、路面种类的选择等加以比较、精心施工,才能使公路整体强度增加,整体稳定达到其使用及社会效益的目的。

1.路基的强度与稳定性概述

1.1稳定性

在天然地表面建造的道路结构物改变了自然的平衡,在达到新的平衡状态之前,道路结构物处于一种暂时的不稳定状态。新建的路基结构暴露在大气之中,经常受到大气温度、降水与湿度变化的影响,结构物的物理、力学性质将随之发生变化,处于另外一种不稳定状态。路基结构能否经受这种不稳定状态,而保持工程设计所要求的几何形态及物理力学性质,称为路基结构的稳定性。

1.2强度

路基的强度是指在行车荷载作用下,路基抵抗变形与破坏的能力。因为行车荷载及路基路面的自重使路基下部和地基产生一定的变形,较大的变形会影响路面的使用质量。尤其是不均匀沉降,直接导致路面的不均匀沉降,降低路面平整度,同时,也是路面早期破损的重要原因。为保证路基在外力作用下,不致产生超过允许范围的变形,要求路基应具有足够的强度。

2.影响路基压实的主要因素

影响路基压实的内在因素主要是含水量和土的性质,外在因素主要有压实功能、压实工具和方法等等。

2.1含水量

土壤含水量对压实效果的影响比较显著。当含水量较小时,由于粒间引力使土壤保持着比较疏松的状态,土壤中空隙大都互相连通,水少而气多,在一定的外部压实功能作用下,虽然土壤空隙中气体易被排出,密度可以增大,但由于水膜润滑作用不明显以及外部功能不足以克服粒间引力,土粒相对移动不容易,因此压实效果比较差;土中含水量过大时,空隙中出现了自由水,压实不能使气体排出,压实功能的一部分被自由水所抵消,减小了有效压力,压实效果反而降低。因此,在最佳含水量情况下压实的土水稳性最好。

2.2集料级配

集料是公路路基施工中的重要材料,集料的级配是否合理、强度大小、有害物质的含量等都会对公路的压实造成很大影响。尤其是集料的级配是否合理对于碾压后的路基密实度有着直接影响。这是因为在进行路基的集料进行选配时,若仅仅只采用单一的砂石或者粒径相同的碎石,是很难将路基碾压密实的,必须要选择不同等级或粒径的砂石进行集料级配,才能使公路各层的强度增大,减少各层之间的孔隙率,继而增大路基的稳定性与密实度。另外,集料都必须要具备一定的强度,只有这样才能避免因施工材料过软或易被压碎而影响到路基碾压的密实度,同时所使用的集料中所含的有害物质含量必须要控制在技术允许的范围内,如集料中的有机物质、易溶盐等,这是为了避免在长期的使用中,有害物质发生化学反应,出现病害现象,影响到公路的正常使用。

2.3 压实功能的影响

压实功能(主要指压实工具的质量,压实次数,作用时间等)对压实效果的影响是另一重要因素。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同一种土的最佳含水量随压实功能的增加而增加,在相同含水量条件下,压实功能越大则密实度越高,在天大高速公路路基施工中得到了明显的体验。

当然,如土的含水量过大,增大压实功能则必将出现“弹簧现象”,既达不到压实效果,又造成返工浪费。同时还应注意增加压实功能时,其单位压力不应超过土的强度极限,否则会立即引起土基破坏。

2.4 压实厚度影响

在相同压实条件下(土质、湿度、功能不变)土基的密实度随深度而递减,而不同压实工具的有效压实深度各有不同。因而,对路基填土分层的最佳厚度应根据压实工具类型、土质,对土基压实的基本要求等因素通过铺试试验段确定。根据往年来的施工实践得出,人工夯实土层虚铺厚度不宜超过20cm;12-15T光轮压路机不宜超过25cm;25T振动压路机不超过30cm。另外,还有压实遍数、压实机具及碾压速度等,都会对路基压实产生影响。

3.路基压基度对路基强度和稳定性的影响

3.1压实度是确保路基强度和稳定性的决定性因素

通过对压实土的物理过程、变形特性、强度特性三方面分析,可以得出压实度是路基强度和稳定性的决定性因素,在路基工作区范围内,压实度越高,回弹模量越高,在行车荷载作用下的永久变形越小;对填方路基而言,压实度越高,由于路堤自身压密变形而引起的工后沉降越小。

压实可以充分发挥路基土强度,可以减少路基路面在行车荷载作用下产生的永久变形,还可以增加路基土不透水性,抗冻性和强度稳定性。多年各地的实践证明,凡严格按照重型压实标准认真施工的路基路面工程,都取得了很好的效果,路面的承载能力得到大幅度提高,路基路面的稳定性也得到了保证,没有产生明显的压缩变形,所以提高路基的压实度,对于增强道路路面的使用性能和延长寿命是非常重要的。

3.2路基压实度是填土工程的质量控制指标

先取压实前的土样送试验室测定其最佳含水量时的干密度,此为试样干密度。再取由击实试验后所得的试样最大干密度,用实际干密度除以最大干密度即是土的实际压实度。用此数与标准规定的压实度比较,即可知道土的压实程度是否达到了质量标准。

土是三相体,由三部分组成,土粒骨架,土颗粒间的孔隙被水分和气体所占领,路基在车轮荷载作用下,承压力由路基顶部到底部逐渐减小,所以,采用路基填料的土的强度由下到上逐渐提高,在许多国家的施工规范中都明确规定了路基各层调料的强度和压实标准,以确保路基各层填料符合设计要求,为了使填筑到路基各层的土真正达到所要求的强度,还必须采用轮重不小于4T的轮胎压路机和振动力不小于25T的振动压路机进行压实,以确保路基整个压实面的密实度都能达到规定的要求,在雨季施工中,被雨水浸泡过的土,一律不准用来填筑路基。所有的路基填料都要经过施工技术人员,管理人员检验认可才能使用,另外,在合理使用路基填料方面,对于不同强度的土所填路基的部位也是有一定要求的,不容许将CBR值较大的填在CBR值较小的土层下面,也不容许将CBR值较小的土填在路基顶面。在检测路基填料的含水量和压实度时,除按规范规定的距离取样外,还应找薄弱环节取样试验,以确保路基填方都能达到规定的压实度和强度,这也是施工规范中规定要用轮胎压路机和平地机配合振动压路机进行压实的原因。因为轮胎压路机是受压力控制而自动调整轮胎的高度和压力,使路基填土的压实度达到均匀一致。

结束语

总之,路基压实的意义是不言而喻的。在具体施工中,理论上的知识与施工中的具体指导应该相结合,同时,建设、监理、施工单位应牢固树立全员质量意识,根据每条路的不同土质、天然含水量与最佳含水量,在严格按《规范》要求施工的同时,必须搞好试验路段,试验路段成功并取得精确数据后,再进行填筑路堤的施工。

参考文献

[1]李娟.高速公路路基压实度检测方法相关性分析[J].西安科技大学学报,2010(03).

[2]王志飞.山区一级公路升级改造工程路基稳定性评价及加固技术[J].公路,2011(07).

论文作者:曹久阳

论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年6月下

论文发表时间:2018/11/21

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