公路路基施工技术的分析

'关于公路路基施工技术的分析摘要：本文阐述了公路路基的压实特性、土基施工中的压实控制这两个方面，并提出了想对应的对策措施，供同行参考。关键词：路基施工；分析abstract:thispaperexpoundsthecompactioncharacteristicsofthehighwaysubgrade,compactioncontrolinthesubgradeconstructionthesetwoaspects,andputsforwardthecorrespondingcountermeasures,foryourreference.keywords:roadbedconstruction;analyze中图分类号:u4文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）随着西部大开发、公路大建设的步伐，我省高等级公路的建设，在设计与施工方面也取得了很大的进步；采用先进的勘察、测量手段为公路路基设计提供了可靠技术资料。路基作为公路的基本载体越来越受到人们的关注，其施工技术的高低直接影响着路基工程质量的优劣。公路路基是路面的基础，路基的强度与稳定性是保证路面强度与稳定性的基础条件。公路路基是一种线形结构物，具有路线长、与大自然接触面广的特点，其稳定性在很大程度上受当地自然条件的各种因素影响，如地形、气候与水文地质等，同时影响路基稳定性的还有人为因素，如荷载作用、路基结构、施工方法、养护措施等。为使路基具有一定的强度和稳定性，保证路面的质量，必须对路基进行压实质量控制，使路基达到经济有效的压实。1公路路基土的压实特性1.1土的压实机理通过击实试验可以得到各种土的击实曲线，它们的差异已经反映出土压实性的复杂，但其内在的压实理论尚不完善。现在认为土的压实特性同土体的组成与结构、土粒的表面现象、毛细管压力、孔隙水和孔隙气压力等均有关系，所以因素很复杂。土是固相、液相和气相的三相体，即以土粒为骨架、以水和气体占据颗粒间的孔隙。土体的压实作用是使土块变形和结构调整以致密实，当采用压实机械对土施加碾压时，土颗粒彼此挤紧，孔隙减小，顺序重新排列，形成新的密实体，粗粒土之间摩擦和咬合增强，细粒土之间的分子引力增大，从而土的强度和稳定性都得以提高。1.2压实特性1.2.1击实曲线性状击实试验所得的击实曲线如图1所示，它是研究土的压实特性的基本关系图。击实曲线的峰值对应土的最佳含水量ωop和最大干容重γ dmax在一定的压实功下，只有当压实土料为最佳含水量时，压实效果才可能最好，达到最大干密度。从击实曲线还可以看出曲线左段比右段的坡度陡，这表明含水量变化对于干容重的影响在偏干(指含水量低于最佳含水量)时比偏湿(指含水量高于最佳含水量)时更为明显。另外,在图1中还给出了饱和曲线,它表示当土处于饱和状态时γd—ω关系。从饱和曲线与击实曲线的位置关系说明，击实土是不可能被击实到完全饱和状态的。1.2.2不同土类与不同压实功对压实特性的影响在同一压实功下，不同土类的压实特性不一样。含粗粒越多的土样其最大干容重越大，而最佳含水量越小。同一土样在不同击实功下所得的压实曲线则如图2所示。随着压实功的增加，击实曲线的形态不变，但位置向左上方发生了移动，即γdmax增大了而ωop减小了。图2中的曲线形态还表明，当土偏干时，增加击实功对提高压实度是不经济的。2土基施工中的压实控制含水量是影响土壤压实的关键因素之一。用一定的压实机械，碾压某种土壤使之达到一定的压实度，合适含水量的波动各有一固定的范围，这个范围就是习称的施工控制含水量。至今，国内规范或标准中多以击实试验的最佳含水量为基准，执行“+2，-3”的控制含水量标准。这种规定是根据当时的施工条件和设计要求摸索出来的经验，似有道理但又缺乏理论依据。那么在施工中如何选择填压土样、控制压实土的含水量、选择压实遍数以及一定的压实功，对路基的压实度及路基的稳定性显得尤为重要。2.1土样的选择试验证明，粗粒料(细粒成分含量少的土，如砂性土和塑性指数不大的砂砾土、碎石土) 在施工碾压时，其密度对含水量的变化不敏感，可以放宽对含水量的控制。在投入使用后水的浸入不会使土体发生明显膨胀；含水量减小，土体也不会明显收缩。这类土的水稳性好，是较好的筑路材料。细粒土(细粒成分含量多的土，如粘性土，特别是塑性指数大的粘土)，水的浸入使土体含水量增加，体积发生明显膨胀，且膨胀率和初始含水量有关，初始含水量越小，膨胀率越大；相反，土体含水量变小，体积发生明显收缩，引起土体开裂。有人曾根据轻型击实曲线，在几个不同含水量和干密度下制备试件，使其变干和变湿来研究其体积变化，如在含水量19%和干密度1.67g/cm3下成型的试件，加湿使其含水量增大到25%，则干密度减小31.58mg/cm3。由此可以看出，水的浸入使单位体积内土颗粒的质量减小(即干密度减小)，使土的承载力下降。因此，在道路使用期间路基可能浸水的情况下，对于细粒土，不宜在含水量小的情况下压实。2.2压实遍数的影响根据上面所述的粗粒土、细粒土两种土样的工程适宜性的不同，分别对这两种有代表性的填料进行对比试验。其性质如表1所示。表1试验粗粒土和细粒土的性质类别天然含水量重型击实试验ρdmax/g·cm-3ωopt /%细粒土13．71．9610．8粗粒土12．12．0210．2为了避免所制填料含水量过大或过小，造成压实效果不佳。根据工程经验，仿照击实试验，制备6种不同含水量的填料。然后对粗粒土和细粒土分别进行碾压试验。用于细粒土碾压的是wb1803d自行式振动压路机，粗粒土用的是yzt18b型拖式振动压路机。每种填料按不同含水量分段连续摊铺，松铺厚度均为40cm。平整后，按常规方法进行碾压。每层碾压两遍，用容积仪法(细粒土用灌砂法，粗粒土用灌水法)测其压实系数k，结果见表2，表3。根据表2，表3可以绘制出不同含水量ω，压实系数k及碾压遍数之间的关系曲线。表2细粒土压实试验数据表表3粗粒土压实试验数据表另外，和击实试验可以得到击实曲线一样，碾压试验也可以得到碾压压实曲线。根据表1可以做出不同压实遍数下的压实系数k与含水量ω的关系曲线，也即该压实条件下标准压实曲线。可以得出以下结论：2.2.1一般路基压实系数都应大于0.9。对于细粒土，当含水量在压实最佳含水量附近时，要达到k≥0.9的要求，一般只需要碾压3遍～4遍。如当ω=9.6%时，碾压两遍即可；当ω为9.6%，7.7%时，碾压3遍～4遍即达到要求。如ω=6.3%时，当含水量偏离压实最佳含水量很大，则至少要碾压6遍以上。同样，对于粗粒土，当填料用于基床以下路堤填筑，要达到k≥ 0.9的要求，一般只需要碾压3遍～5遍即达到要求。如ω为6.1%，15.4%时，当含水量偏离压实最佳含水量很大，一般则要碾压6遍以上。当填料用于基床底层填料，要达到k≥0.95的要求。如ω为8.7%，7.8%时，一般需碾压6遍～8遍。若含水量偏离最佳含水量(ω=13.2%)则需碾压8遍以上。'