第一篇:基于公路路基壓實度標準提高的施工措施(上傳)
基于公路路基壓實度標準提高的施工措施
摘要:隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展,國家財政以及社會資金對基礎(chǔ)設(shè)施的投入力度在不斷加大,公路工程作為基礎(chǔ)設(shè)施中非常重要的組成部分,其建設(shè)規(guī)模也隨之在不斷的擴大,相關(guān)部門對于公路工程施工質(zhì)量的要求也變得更加嚴格。這就要求公路工程從業(yè)人員不斷的學(xué)習(xí)先進的施工技術(shù),并且能夠積極的總結(jié)施工經(jīng)驗,從而達到提高公路工程施工質(zhì)量的目的?;诖?,本文就針對公路路基壓實度標準提高的施工措施進行分析。
關(guān)鍵詞:公路路基;壓實度標準;施工措施 中圖分類號:U416 文獻標識碼:A 1公路路基壓實質(zhì)量的影響因素
1.1氣候與地質(zhì)
各個地區(qū)氣候特點不同,因此應(yīng)根據(jù)各自的氣候特點進行施工季節(jié)的選擇。地下水對填土的含水量產(chǎn)生的影響力是巨大的,因此,控制難度也十分大。有時因施工進度的要求,多在雨季進行施工,必然對施工質(zhì)量造成影響。為確保路基的穩(wěn)定,應(yīng)建立完善的路基排水系統(tǒng),在挖方段,為降低雨水對路基的破壞,便于雨后的復(fù)工工作,應(yīng)建立完善的縱向臨時排水系統(tǒng)。1.2含水量
土體具有被壓實后遇水變形的特性,而含水量可對土體的這一特性造成影響,還會影響其強度的穩(wěn)定性。早期曾有研究,可在干側(cè)形成絮凝結(jié)構(gòu),這種絮凝結(jié)構(gòu)定向排列較差,而在濕側(cè)對黏土進行壓實,可形成分散結(jié)構(gòu),這種分散結(jié)構(gòu)是定向排列的,經(jīng)電子顯微鏡檢查,可發(fā)現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)造成了這種差別。在干側(cè)壓實,形成的結(jié)構(gòu)均勻性不強,而在濕側(cè)進行壓實,所形成的結(jié)構(gòu)均勻性更強。1.3土質(zhì)壓實功作用
相同的條件下,土類不同,其最佳含水量與最大干密度也不同。壓實功不變,土的最大干密度與土中所含粗顆粒的多少成正比,而最佳密度與土中所含顆粒的多少成反比。在實際的路基壓實施工過程中,應(yīng)根據(jù)土類的不同對最大干密度和最佳含水量進行確定。1.4壓實功能
在壓實條件相同的情況下,對不同深度土層的密實度進行測量可發(fā)現(xiàn),隨著深度的增加,密實度逐漸遞減,表層5cm密實度最高。選用的壓實工具不一樣,產(chǎn)生的壓實深度也有很大的不同。在壓實工具類型、土質(zhì)等各種因素不一致的情況下,分層壓實的厚度規(guī)定數(shù)值是不同的。在實際施工過程中,為保證壓實質(zhì)量,應(yīng)先進行現(xiàn)場試驗,再對攤鋪厚度進行確定。1.5壓實厚度
壓實功能包含多種因素,除了含水量以外,壓實功能是影響壓實質(zhì)量的一個重要因素。因此,在公路路基壓實的施工中,應(yīng)提高壓實功能,例如,選用重碾、延長錘落的作用時間,以增加路基強度,或者降低含水量。增強路基強度,提高壓實功能的效果是有限制的,當(dāng)提高壓實功能至一定程度時,效果提升空間變小,將增加工程成本,加大工程施工組織的難度。單純強調(diào)壓實功能,有可能對土基結(jié)構(gòu)造成破壞,或者減少相對的含水量,進而降低了穩(wěn)定性。與提高壓實功能相比,對最佳含水量進行嚴格控制,效果較好。在含水量不足且灑水工作難度較大時,應(yīng)適當(dāng)提高壓實功能。若土的含水量較高,提高壓實功能只能降低壓實效果,若進行返工,將降低工作效率,增加施工成本。公路路基壓實度標準提高的施工措施
2.1提高填料質(zhì)量措施
無論何種工程,任何部位,原材料對施工質(zhì)量的影響都是非常大的,道路的路基工程也不例外,首先應(yīng)該保證填料的質(zhì)量合格,對原材料進行優(yōu)選,選擇最適宜做路基填料的材料來進行使用,填料質(zhì)量不合格會對壓實度造成很大的影響,在同一壓實功能作用下,含粗粒徑越多的土,最大干密度越大,最佳含水量越小,就越容易壓實,所以應(yīng)該優(yōu)先選擇級配良好的粗粒土作為路堤填料,填料的最小強度和最大粒徑應(yīng)該符合規(guī)范要求。比如石質(zhì)土、砂土以及砂性土都是良好的路基填料。2.2含水率控制措施
含水量的控制是保證壓實度達標的又一主要指標,填料的含水量只有控制在最佳含水量附近時,通過碾壓才可能達到規(guī)定的壓實度,含水量偏大或者偏小,壓實效果都不理想,含水量過大時進行碾壓,易出現(xiàn)彈軟翻漿現(xiàn)象,含水量過小則無法壓實,所以只有含水量控制在最佳含水量附近(一般控制在最佳含水量±2%范圍內(nèi)),才能達到最佳的壓實效果。2.3松鋪厚度控制措施
在進行土質(zhì)路基施工時,如果松鋪厚度太厚,則下層的無法壓實,實踐證明,土方路基經(jīng)壓實后,表面 5cm 的壓實度是最高的,但是如果松鋪厚度較薄,就會大大增加施工成本,這樣是不經(jīng)濟的,所以就要選擇一個既經(jīng)濟,壓實度又能夠保證的厚度來進行松鋪,規(guī)范規(guī)定土方路基每層的填筑厚度不得大于 30cm,松鋪厚度在 30cm以內(nèi),壓實效果最好。2.4壓實機械控制措施
現(xiàn)在壓實機械的種類已經(jīng)很多,有牽引式和自行式的輪胎壓路機,有普通的光面鋼輪壓路機、有牽引式和自行式的振動壓路機、有多種形式的羊角碾等等,并且在功用上各具特色。既然有這么多種壓路機,為什么路基還壓實不足呢?那是因為壓路機的選擇上出現(xiàn)了問題,不同的土質(zhì)應(yīng)該選擇的壓實機械是不同的,比如,羊角碾適用于碾壓細粒土,凸塊式振動壓路機適合碾壓各種土層,手扶式振動壓路機不適宜碾壓巨粒土,碾壓采用先輕后重,最后碾壓采用不小于 18t 級的壓路機。
2.5碾壓方式控制措施
路基壓實必須遵循“先輕后重、先靜后振、先慢后快、直線段先兩邊后中間、曲線超高段先低后高”的碾壓方式進行碾壓,壓路機最快速度不宜超過 4km/h,碾壓遍數(shù)按照試驗段得出的數(shù)據(jù)進行操作。這是路基碾壓的總原則。按照這種方式進行碾壓,不但可以保證壓實度,對于提高平整度也是有利的。但是這種碾壓方式也不是在什么時候都適用的。比如碾壓碎石土?xí)r,由于土中含有集料,則采用振動壓路機高頻低幅、緊跟慢壓的方式進行碾壓,這樣會收到比較好的效果。路堤鋪筑到結(jié)構(gòu)物附近的地方或鋪筑到采用壓路機無法壓實的地方,采用機夯、夯錘予以夯實,使這些地方壓實度達到規(guī)范規(guī)定。
結(jié)束語
多種因素可制約公路路基壓實質(zhì)量的提高,如不良氣候與條件、含水量、土質(zhì)、壓實功能、壓實厚度等。在對公路路基壓實質(zhì)量進行控制前,應(yīng)對公路路基壓實的原理及影響因素進行充分的了解,并根據(jù)實際情況合理選擇控制措施,提高壓實機械的工作效率與公路路基的壓實質(zhì)量。
參考文獻
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第二篇:公路路基壓實度的影響因素及保證壓實度的措施
《路基壓實度影響因素及保證措施》
2013 年 4 月 15 日
公路路基壓實度的影響因素及保證措施
路基在施工過程中通過挖、運、填等工序,土料原始天然結(jié)構(gòu)被破壞,呈松散狀態(tài),為使路基具有足夠的強度和穩(wěn)定性,必須進行人工壓實使其呈密實狀態(tài)。利用壓實機具對土基進行壓實時,使三相土體中土的團塊和土的顆粒重新排列,互相靠近、擠緊,使小顆粒土填充于大顆粒土的空隙中,使空氣逸出,從而使土的空隙減小,單位體積的重量提高,形成密實整體,內(nèi)摩擦力和粘聚力大大增加,是土基強度增加,穩(wěn)定性提高。在一般情況下,經(jīng)過壓實的土,土顆粒之間的摩擦力、分子引力都提高了,其塑性變形、滲透系數(shù)、毛細水作用及隔溫性能都有明顯改進。因此,對于填方工程,土壓實是最重要的工作,填方的質(zhì)量也是由土的壓實程度來判斷的。在公路施工中,影響路基壓實度的因素有填土的好壞、地基處理、含水量控制、松鋪厚度以及施工機械設(shè)備的配套情況等。所以土基的壓實工作是路基施工過程中的一個重要工序,是保證路基強度和穩(wěn)定性的根本措施之一?,F(xiàn)以本人從事多年公路工程施工過程中的施工經(jīng)驗為例,淺談路基壓實度的影響因素及保證壓實度的措施。
一、影響路基施工壓實度因素
1、施工季節(jié)的選擇
氣候因素影響著路基施工的質(zhì)量,不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)本地氣候特點選擇合理的施工季節(jié)。例如遼寧省四季差別明顯,夏季本市地區(qū)多雨,路基填土含水量難以控制,也是造成路基壓實質(zhì)量好壞的重要因素。
2、含水量對壓實過程的影響 ①、影響土方壓實的主要因素是含水量。當(dāng)土中的含水量較小時,土的結(jié)構(gòu)在土粒間的吸力作用下保持著比較疏松的狀態(tài),此時較大的孔隙互相連同??障吨袣怏w比水份多,在此種情況下,進行壓實,空隙中的氣體排出而使土得到較小程度的壓實,但因水少而使土粒間的水膜潤滑作用不大,土粒位置變動小,所以壓實效果差而使土不能充分壓實。逐漸加入水分后,含水量逐漸增大,包圍土粒的水膜也隨之增厚,其潤滑作用也加大了,此時壓實,就能使土粒產(chǎn)生較大的互相位置的變動而濟緊,壓實度逐漸增加;然而水分增加到一定的程度,土中的含水量超過一定限度時,土顆粒間水份過多而出現(xiàn)了水膜以外的自由水,使土粒間相互距離增大,自由水抵消了一部分壓實功能,壓實效果反而降低。所以在進行擊實試驗時,在相同的錘擊次數(shù)下,逐步將土樣的含水量增加,此時的效果是干容重也漸增加,當(dāng)含水量增加到一定限度時,干容重卻反而逐漸減小,如將含水量和其對應(yīng)的干容重繪出曲線,可以看到曲線中的干容重有一最大值,而此時與其對應(yīng)的含水量,就是最有利于壓實的含水量,即稱之為最佳含水量而此時的干容重被稱為最大干容重,也可以認為土體獲得了最大的密度。
②、土的最佳含水量是由土的擊實試驗確定的。由擊實曲線可知,嚴格的控制最佳含水量是關(guān)鍵。但是,不同的土類其最佳含水量和最大干密度也是不同的。一般粉粒和粘粒含量多,土的塑性指數(shù)愈大,土的最佳含水量也愈大,同時其最大干密度愈小。因此,一般砂性土的最佳含水量小于粘性土,而砂性土的最大干密度也大于粘性土。含水量的大小直接影響著土的壓實度,含水量越大,干密度越小。在施工中,將含水量控制在與最佳含水量相差正負2%的范圍內(nèi),壓實效果比較理想。土的含水量過大,壓實度必然小,會造成路基穩(wěn)定性降低,有時甚至出現(xiàn)彈簧土。含水量過小,難于碾壓,壓實度也難以達到規(guī)范要求。對于偏濕土我們可以采取晾曬方法,使之接近最佳含水量再碾壓可取得很好的壓實效果,但對于過濕土,在考慮進度的條件下,也可摻入適量石灰處理。對于偏干土我們可以采取增加壓路機噸位或增加碾壓遍數(shù)的辦法來進行壓實,壓實機械增大噸位和增加碾壓遍數(shù)相當(dāng)于增加了土的壓實功,盡量使土中的空氣排出,增加土的顆粒成份,增大干密度。對于土很干的時候可考慮灑水碾壓來達到最好壓實效果。
因此,土的最佳含水量和最大干容重是施工中進行壓實的兩個重要因素,在施工中掌握了最佳含水量,使土的含水量等于或接近最佳含水量,就使土方壓實效果最好,使被壓實的土能夠較快地接近最大干容重,也就是達到規(guī)范要求的壓實度,施工工作就有較高的經(jīng)濟效益。碾壓需要克服土顆粒間的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力,才能使土顆粒產(chǎn)生位移并相互靠近。土的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力是隨著密實度而增加的,土的含水量越小時,土顆粒間的內(nèi)摩阻力越大,壓實到一定程度后,某一壓實功不能克服土顆粒間的抗力,壓實所得的干密度小。當(dāng)含水量增加時,水在土顆粒間起潤滑作用,使土的內(nèi)摩阻力減小,因此,同樣的壓實功可以得到較大的干密度。在這個過程中,單位土體積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(dāng)土的含水量達到某一限度后,雖然內(nèi)摩阻力還在減小,但單位土體中空氣的體積已壓縮到最小限度,而水的體積不斷增加,由于水是不可壓縮的,因此在同一壓實功下,土的干密度反而逐漸減小,土只有在某一含水量下,才能壓實到最大干密度,這個含水量稱為最佳含水量。
3、松鋪厚度
為保證路基的強度和穩(wěn)定性,使路面有一個必要的穩(wěn)固土基,在填筑土質(zhì)路堤時,應(yīng)將填土分層壓實。在松散的黃土地區(qū)或其它松散土的挖方路段,也應(yīng)進行壓實。《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》中明確要求必須根據(jù)道路的設(shè)計斷面分層填筑、分層壓實。采用機械壓實時,分層的最大松鋪厚度,高速公路和一級公路不應(yīng)超過30cm。其他公路按土質(zhì)類別、壓實機具功能、碾壓遍數(shù)等,經(jīng)過試驗確定,但最大松鋪厚度不宜超過50cm。在路基施工中,填土的松鋪厚度往往不被施工單位重視,過厚碾壓的現(xiàn)象普通存在。由于超厚填土,造成雖然路基填土上層符合要求,但開挖后下層仍比較松散,這就為以后路基的穩(wěn)定埋下隱患。
4、碾壓厚度對壓實的影響
壓實厚度對壓實效果具有明顯影響。相同壓實條件下(土質(zhì)、濕度與功能不變),由實測土層不同深度的密實度或壓實度得知,密實度隨深度呈遞減,表層5cm最高。不同壓實工具的有效壓實深度有所差異,根據(jù)壓實工具類型、土質(zhì)及土基壓實的基本要求,路基分層壓實的厚度有具體規(guī)定數(shù)值。通過大量的實踐證明,碾壓應(yīng)有適當(dāng)?shù)暮穸?,碾壓層過厚,非但下層的壓實度達不到要求,而且碾壓層上層的壓實度也要受到不利的影響。同時,碾壓的厚度隨所用的壓路機的類型而變。
5、碾壓遍數(shù)對壓實的影響
壓實功能對壓實效果的影響,是除含水量外的另一重要因素。壓實功能與壓實效果曲線表明:同一種土的最佳含水量隨功能的增大而減小,最大干容重則隨功能的增大而提高;在相同含水量的條件下,功能越高,土基密實度越高。據(jù)此規(guī)律,工程實踐中可以增加壓實功能(噸位一定,增加碾壓遍數(shù)),以提高路基強度或降低最佳含水量。但必須指出,用增加壓實功能的辦法提高土基強度的效果有一定限度,功能增加到一定限度以上,效果提高愈為緩慢。
6、碾壓速度對壓實的影響
碾壓速度影響碾壓輪對單位面積內(nèi)材料的壓實時間。碾壓速度低時,單位面積材料的碾壓時間比速度高時要多,因而作用在被壓材料上的能量也大。實際上,傳遞到被壓材料層內(nèi)的能量與碾壓速度成反比。假定使碾壓材料層達到規(guī)定密實度所需的壓實能量不變,則碾壓速度加倍時,碾壓次數(shù)相應(yīng)加倍,并且碾壓速度過快容易導(dǎo)致路面不平整(形成小波浪)。因此,應(yīng)針對具體碾壓材料層和所用壓路機,通過鋪筑試驗路段選擇合適的碾壓速度。
7、不同壓實機械對壓實的影響
①、壓實機械對一定含水量下的路基土和路面材料的壓實狀態(tài)有很大影響。使用輕型壓路機只能得到較小的密實度,而使用重型壓路機可以得到較大的密實度,振動壓路機比相同重量的普通鋼輪壓路機的壓實效果好得多。根據(jù)土質(zhì)的不同,選擇不同的壓路機。輕型和中型光面鋼輪壓路機可用作預(yù)壓,普通的中型光面鋼輪壓路機更適宜于壓實低粘性土和非粘性土,重型光面鋼輪壓路機可壓實粘性大的土,振動式壓路機適宜壓實粘性小的土、砂礫土、礫石料、碎石混合料及各種結(jié)合料處治級配等。
②、依靠自重作用的靜壓光面鋼筒壓路機最為普通,廣泛應(yīng)用于一般填土路基的壓實。其作用是利用滾筒在 碾壓層表面來回滾動,在其壓力下使土發(fā)生一定程度的永久變形而達到壓實目的,但由于其單位線壓力較小,影響壓實層的深度較淺,所以一般予以壓整平階段使用。輕型的只適用于砂礫、砂性土、粉性土。重型的則也可用于輕、重亞粘土。
③、帶有羊足或凸塊滾筒的壓路機,羊腳或凸塊每排錯開布置,在滾壓過程中,羊腳凸塊端部面積小,故壓強增大,使土體受到強大的壓力,壓入深度較大,并向土的四周傳遞了擠壓力,對土體產(chǎn)生揉搓作用;利用其梅花行錯開布置的特點,滾筒轉(zhuǎn)動時,全面積內(nèi)使土體依次受到上述壓力的作用,因此特別適用于細粒土、粘土的壓實。羊腳與光面滾筒比較,后者易使粘土土體形成硬殼而難以傳遞力到深層,故對粘土不適合用。羊足或凸塊滾筒在碾壓砂性或礫石類土?xí)r,由于其側(cè)壓力擠壓作用會使被壓土的結(jié)構(gòu)破壞,反而會產(chǎn)生翻松現(xiàn)象,故羊足或凸塊滾筒只適用于粘土、亞粘土類土。
④、震動壓路機除具重力作用于土層,其震動力以壓力沖擊波的形式向土內(nèi)傳遞,使土的固體顆粒間的摩阻力減小,加大其在重力壓實作用下的位移,濟緊了空隙,故壓實效果比靜壓要好。特別是對巨粒土、砂礫土或土內(nèi)含有石塊的壓實效果最佳。一般認為振動碾對粘土類細粒土壓實效果較差,但實踐證明如羊足或凸塊式的震動壓路機,對粘土類也同樣有較好的壓實效果,特別是在最佳含水量范圍內(nèi),用重型羊足震動碾能夠較快的使粘土被壓實。
⑤、輪胎式壓路機由于其充氣的輪胎與土體的接觸面積在壓實過程中是變化的,最初開始碾壓時,土的沉陷較大,輪胎與土接觸面積也大,經(jīng)過碾壓后,土體較密實后強度提高,沉陷量減小,而輪胎內(nèi)氣壓變化不大,對土的接觸面也減小,壓力也相對增大。因此,輪胎式壓路機較之剛性光面壓路機效果較好。此外,輪胎壓路機還可用于調(diào)節(jié)胎內(nèi)氣壓大小的方法來增減對土的接觸壓力,故其適用于多類土壤,包括重粘土都有較好的效果。當(dāng)輪胎壓路機又具備震動性能時,則對土兼有壓和揉的作用,使壓實遍數(shù)減小,就可達到要求的壓實度。
總之,振動機械形式是多種多樣的,可以是平滾、羊足或凸塊滾與振動的結(jié)合,也可以是無振動僅靠重力靜壓的;也可是輪胎式振動或不振動的,加之按其質(zhì)量和激振力又可以分為輕型至重型的各類等級;在驅(qū)動上又可以分為托式或自行式的。所以,在施工中,應(yīng)采用哪種壓實機械最有效,還是要結(jié)合上述各種壓實機械的特點和性能,根據(jù)施工時土壤類別的實際情況及其物理力學(xué)性能,以及現(xiàn)場客觀的和自然環(huán)境以及建設(shè)的公路等級、壓實度要求等等,選用壓實機械必要時還應(yīng)通過試驗段取得的實際數(shù)據(jù)和效果來決定使用的壓實機械,才能達到既保證質(zhì)量,又經(jīng)濟快速的效果。
8、土質(zhì)與集料級配對壓實的影響
①、我國的地域遼闊、地形復(fù)雜,能用于土方路基填筑的自然建筑材料大體可分為:粘性土、亞粘性土、粉性土、砂性土、夾石土等,這些自然建筑原材料在性能及其本身的特點不同,施工單位和建設(shè)單位又是處于經(jīng)濟效益方面考慮的因素,大多數(shù)都是遵循就地取材的原則,來進行公路路基建設(shè)。在路基施工中,如果土質(zhì)不良,即使松鋪厚度適中,碾壓合乎規(guī)范,仍然很難達到壓實度標準。所以,一切路基填土都必須經(jīng)過試驗。在路基、路面基層材料等的施工中表明,粒料的級配對所能達到的密實度有明顯的影響。均勻顆粒的砂,單一尺寸的礫石和碎石,都很難碾壓密實。只有在良好級配的條件下才能達到要求的密實度,也才能滿足強度和穩(wěn)定性的要求。
②、集料的級配對碾壓所能達到的密實度有明顯影響。實踐證明,均勻顆粒和砂,單一尺寸的礫石、碎石都難于碾壓密實。在級配集料基層或底基層施工中,使所用的集料的級配與室內(nèi)試驗確定標準干容重時,所用的集料級配相同非常重要。在集料發(fā)生離析的情況下,添加所缺的料并進行適當(dāng)?shù)陌韬褪潜匾?。施工中,只有嚴格控制級配,才能確保達到規(guī)定的壓實狀態(tài)。
二、路基施工中保證壓實度的控制措施
1、因地制宜地選擇回填材料
如果全部采用巨粒土,具有足夠的強度但空隙率大,即密實度差。全部采用細粒土或特殊土,由于過細過粉并隨不同氣候的變化而變化,經(jīng)壓實,大部分出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象。施工實踐證明,采用粗粒土壓實效果最好,尤其是含石率達到70%左右,但每條路取土場不一定都是粗粒土,這時可以考慮采用巨粒土滲配試驗使用??傊?,不論采用何土質(zhì),必須要做土的塑性指標,即液限大于50,塑性指數(shù)大于26的土不得直接作為路基填料,同時對已滿足液限塑性后的土石最大粒徑也是要嚴格控制的指標,《規(guī)范》規(guī)定填料最大粒徑為15cm,但施工實踐表明可視壓實厚度來控制,即最大粒徑不能大于壓實層厚的2/3也可以滿足。對淤泥、沼澤土、凍土、有機土、含草皮土、生活垃圾、樹根和含有腐植物質(zhì)的土是禁止使用的。對于施工條件限制采用鹽漬土、黃土、膨脹土作填料時,將嚴格遵照《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》9.4節(jié)、9.6節(jié)及9.13節(jié)的規(guī)定施工。
2、控制最佳含水量
①、最佳含水量的控制是保證路基壓強度的關(guān)鍵。含水量是土的基本物理指標之一,它反映土的狀態(tài),其變化將使一系列力學(xué)性質(zhì)隨之而變。它又是計算土的干密度、孔隙比、飽和度等項指標的依據(jù),是檢測土工構(gòu)筑物施工質(zhì)量的重要指標。因此在路基填方過程中確定取土料場后,首先要確定最佳含水量。《規(guī)范》規(guī)定采用干土法(用風(fēng)干土依次加水作擊實試驗)與濕土法兩種方法確定最佳含水量。但施工實踐表明,對高含水量的土兩種方法求得的結(jié)果有很大差別,對于最大干密度,前者大,后者??;對于最佳含水量,前者小,后者大。因此,施工中對于天然高含水量的土,如按干土法作擊實試驗,則增大了對路基壓實的要求,施工中實際上是達不到的,所以采用濕土法比較符合實際。所謂濕土法,就是采集5個以上高的含水量土樣,每個質(zhì)量3kg左右,按以往施工經(jīng)驗?zāi)苓M行碾壓的最高含水量分別晾干至不同含水量,其中至少3個土樣小于此最高含水量,至少兩個土樣大于此最高含水量,然后按常規(guī)法進行擊實試驗,確定最大干密度時的含水量就作為施工時的最佳含水量。
②、確定最佳含水量的目的是用來指導(dǎo)施工,為此在施工過程中,每層碾壓前必須做含水量試驗,對高于最佳含水量的填土必須翻曬處理。對低于最佳含水量的土要作灑水處理,而加水困難時,可采用增加壓實功的方法來提高路基的壓實度。因為施工試驗表明,同一種土的最佳含水量隨壓實功的增加而減小,而最佳密實度隨壓實功的增加而增大,但使用此方法時要注意,增加壓實功時,壓強不能超過土的強度極限,否則會立即引起土基塑性破壞。因此施工中,最好采用按標準擊實試驗確定的最佳含水量來控制。
3、正確選擇壓實機具
壓實機具是保證路基壓實度的重點。實踐表明,確定壓實厚度后,選擇合理的壓實機具是保證路基壓實度的前提。當(dāng)填料運至現(xiàn)場后,用平地機或其它合適的機具將填料均勻地攤鋪在預(yù)定的寬度上,表面力求平整,并有規(guī)定的路拱、橫坡、同時攤鋪碾壓超寬部分,攤鋪整型后,當(dāng)填料的含水量等于或略大于最佳含水量時,立即用8t兩輪壓路機或12t~15t振動壓路機靜壓3~4遍,使粗細料穩(wěn)定就位。在直線上,碾壓從兩側(cè)開始,逐漸錯輪向路中心進行;在有超高路段上,碾壓從內(nèi)側(cè)開始,逐漸錯輪向外側(cè)進行。錯輪時每次重疊1/3寬。每靜壓一遍后應(yīng)進行找平。靜壓終結(jié)時,表面應(yīng)平整,并且有要求的路拱與橫坡,這時可采用12t~15t振動壓路機振動碾壓6~7遍后,每加壓1遍要檢測密實度,對已達到密實度的停止碾壓,否則,壓強超過土的強度極限會引起土基塑性破壞。施工實踐表明,一般靜壓3遍,振動碾壓6~7遍時壓實效果最好。
4、壓實厚度的控制
《公路路基施工規(guī)范》中,要求必須分層夯壓施工,但是對分層厚度,如何分層并沒有明確規(guī)定。我認為:必須采用水平分層填筑法施工,依據(jù)橫斷面全寬進行水平分層逐漸向上填筑。對地面不平的,應(yīng)由最低處分層填起,每填一層,經(jīng)過壓實并測定壓實度是否達到要求后方能是否同意上層填筑。至于鋪筑厚度的確定《規(guī)范》規(guī)定,分層的最大松鋪厚一般宜在30cm~50cm間,按土質(zhì)類別,壓實機具的功能,碾壓遍數(shù)等具體由試驗確定。一般情況采用12t~15t壓路機,這樣不論碾壓多少遍,松鋪厚度絕對不宜超過30cm,且碾壓遍數(shù)在8~10遍才能保證達到壓實要求。確定了最大松鋪厚度以后,大家都認為松鋪厚度越小,壓實強度越高,實踐證明并不完全是,壓實厚度小整體性結(jié)合差,即層與層的結(jié)合差,尤其是在填筑至路床頂面最后一層過薄與路面結(jié)構(gòu)層無法連接,因此,最小鋪筑厚度也應(yīng)嚴格控制,最好松鋪厚度不低于12cm,即壓實厚度不低于8cm,才能保證整個填方的整體強度。這樣,對分層夯壓提出更嚴格的要求,不能隨意分層碾壓,根據(jù)不同填方厚度,首先確定分層,既能保證每層不能超過最大松鋪厚度,也不低于最小松鋪厚度。施工表明,最好按松鋪厚度30cm進行鋪筑,以確保壓實層的勻質(zhì)性。
5、碾壓過程的控制 ⑴、壓實施工
①、壓實施工中正確選擇壓實機具并組織合理的操作,對土基壓實的技術(shù)經(jīng)濟效果影響很大。常用的壓實機具可分為靜力碾壓式、夯擊式和振動式三種類型。靜力碾壓式包括普通的二輪壓路機和三輪壓路機、輪胎壓路機等;夯擊式包括各種夯錘、夯板、夯機等;振動式為振動壓路機。實際施工時,應(yīng)按要求的壓實度根據(jù)試壓結(jié)果組織施工。
②、不同的壓實機具對不同土質(zhì)的壓實效果不同。正常條件下,對于砂性土以振動式機具效果最好,夯擊式次之,碾壓式較差;對于粘性土,則與碾壓式和夯擊式較好。此外,壓實機具的單位壓力不應(yīng)超過土的極限強度,否則會引起土基破壞。利用機械化施工時,應(yīng)盡量利用土方機械在新填土層上往復(fù)行駛以壓實土基。
③、在組織壓實操作時,還應(yīng)注意以下各點:
1)采用的壓實機具應(yīng)先輕后重,以便能適應(yīng)土體強度的增長。2)碾壓速度應(yīng)先慢后快,以免松土被機械推走。
3)組織壓實機具合理的工作路線,直線段一般應(yīng)先兩側(cè)后中間,以便保持路拱,在彎道部分設(shè)有超高時,由底的一側(cè)開始逐漸向高的一側(cè)碾壓。相鄰兩次的輪跡應(yīng)重疊輪寬的三分之一(或15-20cm),保證壓力均勻不得漏壓,對于壓不到的邊角,應(yīng)輔以人工或小型機具夯實。
4)經(jīng)常注意檢查土的含水量和密實度,并視需要采取相應(yīng)調(diào)整措施,以達到符合規(guī)定壓實度的要求。
⑵、壓實工作的控制和檢查
為保證達到規(guī)定的壓實度,在壓實施工過程中應(yīng)經(jīng)常進行壓實工作的控制和檢查,以便適時調(diào)整壓實工作。可按以下步驟進行。
①、確定壓實后要求達到的干密度。針對施工用的土類在室內(nèi)用規(guī)定的擊實試驗法求出最佳含水量和最大干密度γ,然后根據(jù)道路等級、路基填挖情況、填筑的層位、地區(qū)的自然條件按規(guī)范確定要求達到的壓實度K值,既壓實后要求達到的干密度為Kγ/100。
②、合理選擇壓實機具,根據(jù)土質(zhì)和壓實機具的效能,通過試壓確定每層填土的松鋪厚度及碾壓遍數(shù)。
③、壓實過程中嚴格控制土的含水量接近最佳含水量。含水量過大時,應(yīng)將土攤開晾曬至合適的含水量時在進行碾壓;含水量過低時,需均勻加水至合適含水量時在進行碾壓。
④、檢查土的壓實密度
密實度的測定,按規(guī)范規(guī)定,一般采用環(huán)刀法和灌砂法,一般土的最大干密度介于1.6-1.9g/cm3之間,壓實度每差1%,反映在干密度的絕對值上只差0.018 g/cm3左右。因此在工地施工檢查壓實密度時,必須按照規(guī)范進行檢測,當(dāng)密實度符合設(shè)計要求時,再進行下一層的施工。
綜上所述,路基壓實在施工過程中是一個非常重要的環(huán)節(jié),因此,我們要特別重視路基壓實的施工。路基壓實的意義是不言而喻的。在具體施工中,理論上的知識與施工中的具體指導(dǎo)應(yīng)該相結(jié)合,同時,根據(jù)每條路的不同土質(zhì)、天然含水量與最佳含水量,在嚴格按《規(guī)范》要求施工的同時,必須搞好試驗路段,試驗路段成功并取得精確數(shù)據(jù)后,再進行填筑路堤的施工,壓實度不達標是造成路面破損,使用狀況差,通行能力差,交通事故多的主要原因。雖然造成路面破損的原因很多,如:軟土地基處理不當(dāng),路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計不合理,施工質(zhì)量差等,但其中一條重要的原因就是路基施工中壓實度指標達不到要求。所以,只有在路基施工過程中對壓實度進行足夠重視,對路基結(jié)構(gòu)層充分壓實,才能保證路基強度、剛度及平整度,保證及延長路基、路面的使用壽命。
因本人的水平有限,以上內(nèi)容如有不合理之處,敬請斧正!
第三篇:淺析路基壓實度的檢測
淺析路基壓實度的檢測
摘要:路基工程質(zhì)量的好壞,壓實度是最重要的內(nèi)在指標之一,只有對路基進行充分壓實,才能保證路基的強度、整體穩(wěn)定性,并保證和延長公路的使用壽命。檢測壓實度的方法有灌砂法、環(huán)刀法和核子密度儀法。路基、路面的質(zhì)量控制指標很多,而壓實質(zhì)量就是道路工程施工質(zhì)量管理最重要的內(nèi)在指標之一,只有對路基、路面的結(jié)構(gòu)層進行了充分的壓實,才能更好的延長路基、路面的使用壽命。
關(guān)鍵詞:壓實度 檢測 干密度 含水量
一、概述
不同的土質(zhì)其化學(xué)成分和物理性質(zhì)都可能存在著一定的差異對特殊路段加強檢測,提高試驗頻率,遵循規(guī)范的要求,取得了很好效果,早通常情況下對路基進行碾壓時,產(chǎn)生的物理現(xiàn)象有:使大小塊重新排列,和互相靠近。使擔(dān)擱土顆粒重新排列和互相靠近,使小顆粒進入大的顆粒中,多種路基結(jié)構(gòu)層材料通常主要是由各種不同粒徑的單位粒徑組成的,在碾壓過程中,主要發(fā)生的想象是重新排列,互相靠近和小顆粒進入大顆粒的空隙中,產(chǎn)生這些不同物理想象的結(jié)果是增加單位體積內(nèi)固體顆粒的數(shù)量,減少空隙率,這個過程稱做壓實。
2%的范圍內(nèi)。土在此狀態(tài)下,土粒間引力較小,保持有一定厚度的水膜,起著潤滑作用,外部壓實功較易使土粒相對移動,壓實效果最佳,且碾壓完成后土體穩(wěn)定。在最佳含水量時土處于硬塑狀態(tài),較易獲得最佳壓實效果,壓實到最大密實度的土體,水穩(wěn)定性最好。
(二)土質(zhì)的影響
不同性質(zhì)土的壓實性能是不一樣的,就填土壓實而言,最適宜的是砂礫土、砂土和砂性土。這些土易壓實,有足夠的穩(wěn)定性,沉陷小。在同一壓實功能作用下,含粗顆粒較多的土,其最大干密度越大,而最佳含水量越小,即隨著粗粒土增多,其擊實曲線的峰點越向左上方移動。在道路施工時,應(yīng)根據(jù)不同取土場的不同土類,分別確定其最大干密度和最佳含水量。
二、影響壓實效果的主要因素
(一)含水量的影響
土的含水量對壓實效果的影響很大,無論是路基壓實還是溝槽回填均應(yīng)控制其含水量。嚴格控制含水量在最佳含水量的±
(三)壓實工具及壓實層厚度
不同的壓實工具,其壓力傳播的有效深度也不同。夯擊式機具傳播最深,振動式次之,碾壓式最淺。一種機具的作用深度,在壓實過程中不是固定不變的,土體松軟壓力傳播較深,隨著碾壓遍數(shù)增加,上部土層逐漸密實,土的強度相應(yīng)提高,其作用深度也就逐漸減小。每一壓實土層的密實度隨深度的增加是呈遞減趨勢的,在表面5cm范圍內(nèi)的密實度最高,底部最低。
壓實過程中,壓路機速度的快慢對壓實效果也有影響,當(dāng)對壓實度要求較高,以及鋪土層較厚時,行駛速度要慢一些。碾壓開始宜用慢速,隨著土層的逐漸密實,速度逐步提高。正式碾壓時,若為振動壓路機,第一遍應(yīng)靜壓,然后振動碾壓,且由弱振至強振。這樣的話,既能使整個填土層達到良好、均勻的壓實效果,還保證了路基的平整度。
三、檢測壓實度的方法
在路基施工中,土的最佳含水量和最大干密度是兩個十分重要的指標。壓實前應(yīng)測定填土的含水量使之接近最佳含水量。土中含水量過大時,應(yīng)作翻曬處理;當(dāng)含水量較小時,應(yīng)適當(dāng)灑水補充水分,使含水量適宜。石灰穩(wěn)定土和水泥穩(wěn)定土等含有無機結(jié)合料的土,成型后本身反應(yīng)還需要一定量的水,在碾壓時更應(yīng)嚴格控制含水量。
壓實度檢測的主要方法有灌砂法、環(huán)刀法、核子密度儀法。在工地上,判斷土是否接近最佳含水量可采用簡易鑒定方法:用手捏土(或灰土等)可成團,較費勁,手掌無水印,土團自50cm處落在地上散成蒜瓣狀,自100cm高處落在堅實地面上即松散,出現(xiàn)這些現(xiàn)象即表明土已接近最佳含水量。在實驗室中,盡可能參照工程施工技術(shù)規(guī)范要求,做好最佳含水量的驗證檢測。
由于上的性質(zhì)、顆粒的差別,確定最大干密度的方法也有區(qū)別,除了一般上的“擊實法”以外,還有粗粒上和巨粒上最大干密度的確定方法。由于擊實功的不同,可分為重型和輕型擊實,兩個試驗的原理和基本規(guī)律相似,但重型擊實試驗的擊實功提高了4.5倍。擊實試驗中按采集土樣的含水量,分濕土法和干土,法;按土能否重復(fù)使用,也分為兩種,即土能重復(fù)使用和不能重復(fù)使用。選擇時應(yīng)根據(jù)下列原則進行:根據(jù)工程的具體要求,按擊實試驗方法種類中規(guī)定選擇輕型或重型試驗方法;根據(jù)土的性質(zhì)選用
于土法或濕土法,對于高含水量土宜選用濕
土法;對于非高含水量土則選用干土法;(除易擊碎的試樣外)試樣可以重復(fù)使用。各試驗方法的儀器設(shè)備、試驗步驟等詳見《公路土工試驗規(guī)程》(JTJ 051-93)。
四、壓實度不夠時的處理與預(yù)防
在施工中,路基壓實度不能滿足施工要求,主要原因包括:壓實遍數(shù)不夠;壓路機質(zhì)量偏??;填土松鋪厚度過大;碾壓不均勻,局部有漏壓現(xiàn)象;含水量偏離最佳含水量,或超過有效壓實規(guī)定值;沒有對緊前層表面浮土或松軟層進行處治;土場土質(zhì)種類多,出現(xiàn)不同類別土的混填;填土顆粒過大(>10cm),顆粒之間空隙過大,或采用不符合要求的填料,如粉質(zhì)土、有機土及高塑指的粘土等。
采取的預(yù)防措施:
(1)確保壓路機的質(zhì)量及壓實遍數(shù)符合規(guī)范要求;
(2)選用振動壓路機配合三輪壓路機碾壓,保證碾壓均勻;
(3)壓路機應(yīng)進退有序,碾壓輪跡重疊、鋪筑段落搭接超壓應(yīng)符合規(guī)范要求;
(4)填筑土應(yīng)在最佳含水量±2%時進行碾壓;
(5)當(dāng)下層因雨松軟或干燥起塵時,應(yīng)徹底處治至壓實度符合要求后再進行當(dāng)前層施工;
(6)不同類的土應(yīng)分別填筑,不得混填;每種填料層累計總厚度一般不宜小于0.6m;
(7)填土應(yīng)水平分層填筑、分層壓實,通常壓實厚度不超過20cm,路床頂面最后一層的最小壓實厚度不小于15cm。
五、對于壓實度超百的防治
(一)路基壓實度“超密”如何防治?
1.質(zhì)量問題及現(xiàn)象 路基檢驗過程中有時出現(xiàn)壓實度值超過100%的現(xiàn)象,不能客觀地反映實際壓實情況。
2.原因分析
(1)不同種類的填料混填;
(2)標準擊實所用土樣與路基填筑用土不同;
(3)壓實設(shè)備類型與擊實標準不匹配;(4)現(xiàn)場檢測壓實度時,取樣層位偏上或偏下,而路基填筑層在鋪筑、碾壓、成型過程中不同層位往往存在施水偏差,即使是同一個取樣試坑,不同層位的含水量也有偏差,甚至相差懸殊,這將直接影響試驗結(jié)果,所以取樣層位很關(guān)鍵,稍有疏忽,就可能出現(xiàn)“超百”的假象;
(5)試驗誤差所致 3.預(yù)防措施
(1)路基施工中不同種類的填料應(yīng)分層填筑,不可混填;
(2)標準擊實所用土樣應(yīng)與路基填筑用土一致,當(dāng)取土坑土層發(fā)生變化時應(yīng)及時進行標準擊實試驗,確定適宜的最大干密度;
(3)采用的壓實設(shè)備類型應(yīng)與擊實標準類型相匹配,可參照表2選用壓實設(shè)備;
(4)施工中檢驗填筑層壓實度時,應(yīng)注意試坑不同部位含水量的偏差,選取有代表性的土樣,測試其含水量,確定其壓實度。
(5)標準、標定檢驗試驗儀器;審核檢驗試驗人員資格;嚴格按試驗檢驗規(guī)程操作,正確確定測試層位,消除檢驗、試驗及操作誤差。
4.處理措施
校核試驗儀器,核查填料類型,增加檢驗試驗頻度,如仍查找不到明顯原因,則重做“標準擊實”試驗,并用“試驗路”驗證。
(二)路基壓實超過規(guī)定遍數(shù),壓實度仍然不夠,如何防治?
1.質(zhì)量問題及現(xiàn)象
路基壓實超過現(xiàn)場壓實試驗提供的控制遍數(shù),壓實度仍然達不到標準的要求。
2.原因分析
(1)填筑層超厚或填料的含水量不當(dāng);(2)碾壓速度太快,輪跡重疊寬度太小,層間搭接長度太短;
(3)壓實設(shè)備類型與擊實標準不匹配;(4)碾壓工藝不合理;
(5)路基土實際顆粒組成與標準擊實試驗樣品不一致;
(6)路基當(dāng)前壓實作業(yè)段前層存在軟土地基或未消除的“彈簧”、翻漿等病害。
3.預(yù)防措施
(1)壓實應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場“試驗路”提供的松鋪厚度和控制壓實遍數(shù)進行。若控制壓實遍數(shù)超過10遍,應(yīng)考慮減小填土層厚或改換壓實機具類型
(2)各種壓路機的碾壓行駛速度開始時宜用慢速,最大速度不宜超過4km/h;碾壓時直線段由兩邊向中間,小半徑曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)縱向進退式進行;橫向接頭對振動壓路機一般重疊0.4-0.5m。對三輪壓路機一般重疊后輪寬的1/2,前后相臨兩區(qū)段縱向宜重疊1.0-1.5m.使用夯錘壓實時,首遍各夯位宜緊靠,如有間隙,則不得大于15cm,次遍夯位應(yīng)壓在首遍夯位的縫隙上,如此連續(xù)夯實直至達到規(guī)定的壓實度。
(3)標準擊實試驗樣品應(yīng)與路基實際用土顆粒組成等技術(shù)指標相一致,否則,應(yīng)現(xiàn)場取樣重新做擊實試驗。
(4)嚴格控制碾壓含水量在最佳含水量±2%范圍內(nèi)。
(5)路基某層施工時,應(yīng)在前層軟基、“彈簧”、翻漿等病害徹底處治合格后開工。
六、提高路基壓實度檢測準確度應(yīng)注意的問題
路基壓實度檢測,是公路建設(shè)中既普遍又重要的工作。只有檢測數(shù)據(jù)準確可靠,才能真實反映出路基壓實情況。路基壓實度的檢測方法操作起來并不難,但有很多問題容易被忽略,造成檢測結(jié)果不準確。
1、提高標準擊實試驗的準確性 標準擊實試驗是模擬現(xiàn)場施工條件下,得出路基填土的最大干密度和最佳含水量。路基壓實度檢測準確與否,最大干密度起著決定性的作用。一個不正確的標準擊實試驗,是得不出最大干密度和最佳含水量的準確值的。做標準擊實試驗時應(yīng)注意一下幾個問題:
(1)悶土?xí)r間要足夠長。對于高液限粘土,悶土?xí)r間不得小于一晝夜。對于低液限粘土不得小于12h。如悶土?xí)r間較短,土與水不能充分混合,影響擊實結(jié)果。
(2)擊實筒要放在具有一定剛性的地面上。如地面剛性不好,在擊實過程中,錘下落擊到土表面時將產(chǎn)生能量損失,擊實效果不好,使最大干密度值偏低。建議有條件的單位應(yīng)在地面下打一個水泥混凝土座。
(3)填土層厚度要均勻。
(4)錘的落點應(yīng)分布均勻,無盲點。(5)擊實結(jié)束之后,擊實筒內(nèi)土的高度要略高于擊實筒。如果土低于擊實筒,使土的體積偏低,導(dǎo)致試驗失敗。如土樣高于擊實筒太多,則在擊實時,一部分能量浪費在多余的土上,產(chǎn)生能量損失,使試驗結(jié)果偏低。
2、實際工作中一些經(jīng)驗
由于土質(zhì)變化很大,標準擊實試驗所做的土樣不能代表實際檢測的路基填土,或者是標準擊實試驗做得不準確而導(dǎo)致最大干密度較低時,即使壓實效果不好,沒有達到規(guī)范要求,檢測數(shù)據(jù)也可能合格。怎樣判斷最大干密度不準確,數(shù)值較低呢?在正式檢測之前,可選擇碾壓較好的幾處路基,分別測它們的干密度與含水量,如果測得的含水量沒達到最佳含水量,而干密度已超過最大
干密度,這時就應(yīng)懷疑擊實試驗的準確性,應(yīng)重新原地取樣做擊實試驗。再者選擇碾壓較差有明顯輪跡的幾點,分別檢測它們的干密度與含水量,如含水量沒達到最佳含水量,而壓實度卻達到了規(guī)范的要求,也應(yīng)懷疑標準擊實試驗的準確程度,重新做擊實試驗,以上方法僅供參考。當(dāng)然最好的方法是增加擊實試驗頻率,并將擊實試驗結(jié)果與路基填土相對應(yīng)。
七、結(jié)語
強化路基、路面工程施工與管理、確保工程質(zhì)量及施工安全是一項系統(tǒng)工程,需要堅持標本兼治的原則。質(zhì)量是一項工程的生命。在建筑工程中,質(zhì)量關(guān)系著整個工程的成敗,為了保證工程質(zhì)量,必須對路基路面進行壓實實驗檢測,進而確保工程質(zhì)量和施工進度,才能夠更好的取得了良好的經(jīng)濟效益。
參考文獻
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第四篇:路基壓實度試驗檢測方法
路基壓實度試驗檢測方法
路基、路面壓實質(zhì)量是道路工程施工質(zhì)量管理最重要的內(nèi)在指標之一,只有對路基、路面結(jié)構(gòu)層進行充分壓實,才能保證路基、路面的強度。剛度及路面的平整度,并可以保證及延長路基、路面工程的使用壽命。
現(xiàn)場壓實質(zhì)量用壓實度表示,對于路基土及路面基層,壓實度是指工地實際達到的干密度與室內(nèi)標準擊實試驗所得的最大于密度的比值;對瀝青路面,壓實度是指現(xiàn)場實際達到的密度與室內(nèi)標準密度的比值。
一、標準密度(最大干密度)和最佳含水量的確定方法
由于筑路材料結(jié)構(gòu)層次等因素的不同,確定室內(nèi)標準密度的方法也多樣化,有些方法需在實踐中進一步完善。最大干密度是指在標準擊實曲線(駝峰曲線)上最大的干密度值,該值對應(yīng)的含水量即為最佳含水量。
(一)路基土的最大子密度和最佳含水量確定方法
路基受到的荷載應(yīng)力,隨深度而迅速減少,所以路基上部的壓實度應(yīng)高一些;另外,公路等級高,其路面等級也高,對路基強度的要求則相應(yīng)提高,所以對路基壓實度的要求也應(yīng)高一些。因此,高速、一級公路路基的壓實度標準,對于路床0~80cm應(yīng)不小于95%,路堤80~150cm應(yīng)不小于93%,150cm以下應(yīng)不小于90%;對于零填及路塹、路槽底面以下0~30cm應(yīng)不小于95%。
在平均年降雨量少于150mm且地下水位低的特殊干旱地區(qū)(相當(dāng)于潮濕系數(shù)≤ 0.25地區(qū))的壓實度標準可降低2%~3%。因為這些地區(qū)雨量稀少,地下水位低,天然土的含水量大大低于最佳含水量,要加水到最佳含水量情況下進行壓實確有很大困難,壓實度標準適當(dāng)降低也不致影響路基的強度和穩(wěn)定性。在平均年降雨量超過2000mm,潮濕系數(shù)>2的過濕地區(qū)和不能晾曬的多雨地區(qū),天然土的含水量超過最佳含水量5%時,要達到上述的要求極為困難,應(yīng)進行穩(wěn)定處理后再壓實。
由于上的性質(zhì)、顆粒的差別,確定最大干密度的方法也有區(qū)別,除了一般上的“擊實法”以外,還有粗粒上和巨粒上最大干密度的確定方法。由于擊實功的不同,可分為重型和輕型擊實,兩個試驗的原理和基本規(guī)律相似,但重型擊實試驗的擊實功提高了4.5倍。擊實試驗中按采集土樣的含水量,分濕土法和干土,法;按土能否重復(fù)使用,也分為兩種,即土能重復(fù)使用和不能重復(fù)使用。選擇時應(yīng)根據(jù)下列原則進行:根據(jù)工程的具體要求,按擊實試驗方法種類中規(guī)定選擇輕型或重型試驗方法;根據(jù)土的性質(zhì)選用于土法或濕土法,對于高含水量土宜選用濕土法;對于非高含水量土則選用干土法;(除易擊碎的試樣外)試樣可以重復(fù)使用。
振動臺法與表面振動壓實儀法均是采用振動方法測定土的最大干密度。前者是整個土樣同時受到垂直方向的振動作用,而后者是振動作用自上體表面垂直向下傳遞的。研究結(jié)果表明,對于無粘聚性自由排水土這兩種方法最大干密度試驗的測定結(jié)果基本一致,但前者試驗設(shè)備及操作較復(fù)雜,后者相對容易,且更接近于現(xiàn)場振動碾壓的實際狀況。因此,使用時可根據(jù)試驗設(shè)備擁有情況擇其一即可,但推薦優(yōu)先采用表面振動壓實儀法。已有的國內(nèi)外研究結(jié)果表明,對于砂、卵、漂石及堆石料等無粘聚性自由排水上而言,一致公認采用振動方法而不是普通擊實法。因此,建議采用振動方法測定無粘聚性自由排水土的最大干密度。
各試驗方法的儀器設(shè)備、試驗步驟等詳見《公路土工試驗規(guī)程》(JTJ 051-93)。
(二)路面基層混合料最大干密度及最佳含水量確定方法
常見的路面基層材料有半剛性基層及粒料類基層,粒料類基層最大干密度的確定可參照粗粒土和巨粒土的振動法。半剛性基層材料按照《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》(JTJ057-94)執(zhí)行,用標準擊實法求得,但當(dāng)粒料含量高時(50%以上),由于擊實筒空間的限制,現(xiàn)行方法就不能得出真正的最大干密度,若以此為準,按施工規(guī)范要求的壓實度成型,所測得的強度和有關(guān)參數(shù)大小,據(jù)此進行設(shè)計,勢必造成浪費。同樣,如以此為準進行施工質(zhì)量控制,必然要求太低,不能保證施工質(zhì)量,因此,需要尋求更科學(xué)的方法、下面介紹一種確定最大干密度和最佳含水量的方法,即理論計算法。
1。石灰土、二灰穩(wěn)定粒料
根據(jù)室內(nèi)試驗測得結(jié)合料的最大干密度ρ 1 和集料的相對密度γ,把已確定的結(jié)合料與集料的質(zhì)量比換算為體積比V1 :V2,則可計算混合料的最大干密度。石灰土、二灰穩(wěn)定粒料的最佳含水量w0 是結(jié)合料的最佳含水量w1 和集料飽水裹覆含水量w2 的加權(quán)值。飽水裹覆含水量是指把集料浸水飽和后取出,不擦去表面裹覆水時的含水量。除吸水率特大的集料外,此值對于礫石可以取3%,碎石可取4%。2.水泥穩(wěn)定粒料
此類材料的最大干密度ρ0 與集料的最大干密度ρG 和水泥硬化后的水泥質(zhì)量有關(guān)。
水泥加水拌勻后,在105℃烘箱中烘干,稱試驗前水泥質(zhì)量和烘干后硬化的水泥質(zhì)量,即可求得水泥水化的水增量。
因水泥中含有水化水,故用烘箱法不能正確測出水泥穩(wěn)定粒料的最佳含水量。根據(jù)對比試驗,水泥穩(wěn)定粒料的最佳含水量w0 由水泥的水化水、集料的飽水裹覆含水量和拌和水泥所需要的水(水灰比為0.5)三者組成。
(三)瀝青混合料標準密度確定方法
瀝青混合料標準密度,以瀝青拌和廠取樣試驗的馬歇爾密度或者試驗段密度為準,當(dāng)采用前者方法時,壓實度標準比后者高(詳見第二章),無論是用哪種方法,均存在對試件(馬氏試件或芯樣試件)測密度的問題,在進行密度試驗時應(yīng)根據(jù)混合料本身的特點,可采用下列方法之一:
(1)水中重法:本法僅適用于密實的Ⅰ型瀝青混凝土試件,不適用于采用了吸水性大的集料的瀝青混合料試件。
(2)表干法,本法適用于表面較粗但較密實的 Ⅰ 型或 Ⅱ 型瀝青混凝土試件:但不適用于吸水率大于2%的瀝青混合料試件。
(3)蠟封法:本法適用于吸水率大于2%的Ⅰ 型或Ⅱ 型瀝青混凝土試件以及瀝青碎石混合料試件,不能用水中重法或表干法測密度時,應(yīng)用蠟封法測定。
(4)體積法:本法適用于空隙率較大的瀝青碎石混合料及大空隙透水性開級配瀝青混合料試件。
具體的試驗方法見《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTJ052一2000)。
二、現(xiàn)場密度試驗檢測方法
(一)灌砂法
灌砂法是利用均勻顆粒的砂去置換試洞的體積,它是當(dāng)前最通用的方法,很多工程都把灌砂法列為現(xiàn)場測定密度的主要方法。該方法可用于測試各種土或路面材料的密度,它的缺點是:需要攜帶較多量的砂,而且稱量次數(shù)較多,因此它的測試速度較慢。
采用此方法時,應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)當(dāng)集料的最大粒徑小于15mm、測定層的厚度不超過150mm時,宜采用Φ100mm的小型灌砂筒測試。
(2)當(dāng)集料的粒徑等于或大于15mm,但不大于40mm,測定層的厚度超過150mm,但不超過200mm時,應(yīng)用Φ150mm的大型灌砂筒測試。1.儀具與材料
(1)灌砂筒:有大小兩種,根據(jù)需要采用。儲砂筒筒底中心有一個圓孔,下部裝一倒置的圓錐形漏斗,漏斗上端開口,直徑與儲砂筒的圓孔相同,漏斗焊接在一塊鐵板上,鐵板中心有一圓孔與漏斗上開口相接,儲砂筒筒底與漏斗之間沒有開關(guān)。開關(guān)鐵板上也有一個相同直徑的圓孔。
(2)金屬標定罐:用薄鐵板制作的金屬罐,上端周圍有一罐緣。
(3)基板:用薄鐵板制作的金屬方盤,盤的中心有一圓孔。
(4)玻璃板:邊長約5m~600mm的方形板。
(5)試樣盤:小筒挖出的試樣可用鋁盒存放,大筒挖出的試樣可用300mm x 500mm x 40mm的搪瓷盤存放。
(6)天平或臺稱:稱量10 ~15kg,感量不大于1g。用于含水量測定的天平精度,對細粒土、中粒土、粗粒土宜分別為0.01g、0.1g、1.0g。
(7)含水量測定器具:如鋁盒、烘箱等。
(8)量砂:粒徑0.30~0.60mm 及0.25~0.50mm清潔干燥的均勻砂,約2040kg,使用前須洗凈、烘干,并放置足夠長的時間,使其與空氣的濕度達到平衡。
(9)盛砂的容器:塑料桶等。
(10)其他:鑿子、改錐、鐵錘、長把勺、小簸箕、毛刷等。2.試驗方法與步驟
(1)標定筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量
①在灌砂筒筒口高度上,向灌砂筒內(nèi)裝砂至距筒頂15mm左右為止。稱取裝人筒內(nèi)砂的質(zhì)量m1,準確至1g。以后每次標定及試驗都應(yīng)該維持裝砂高度與質(zhì)量不變。
②將開關(guān)打開,讓砂自由流出,并使流出砂的體積與工地所挖試坑內(nèi)的體積相當(dāng)(可等于標定罐的容積),然后關(guān)上開關(guān),稱灌砂筒內(nèi)剩余砂質(zhì)量 m5,準確至1g。
③不晃動儲砂筒的砂,輕輕地將灌砂筒移至玻璃板上,將開關(guān)打開,讓砂流出,直到筒內(nèi)砂不再下流時,將開關(guān)關(guān)上,并細心地取走灌砂筒。
④收集并稱量留在板上的砂或稱量筒內(nèi)的砂,準確至1g。玻璃板上的砂就是填滿錐體的砂m2。
⑤重復(fù)上述測量三次,取其平均值。
(2)標定量砂的單位質(zhì)量γ。
①用水確定標定罐的容積V,準確至1mL。
②在儲砂筒中裝人砂并稱重,并將灌砂簡放在標定罐上,將開關(guān)打開,讓砂流出,在整個流砂過程中,不要碰動灌砂筒,直到砂不再下流時,將開關(guān)關(guān)閉,取下灌砂筒,稱取筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量準確至1g。
③計算填滿標定罐所需砂的質(zhì)量。
④重復(fù)上述測量三次,取其平均值。
⑤計算量砂的單位質(zhì)量。
(3)試驗步驟
①在試驗地點,選一塊平坦表面,并將其清掃干凈,其面積不得小于基板面積。
②將基板放在平坦表面上。當(dāng)表面的粗糙度較大時,則將盛有量砂的灌砂筒放在基板中間的圓孔上,將灌砂筒的開關(guān)打開,讓砂流入基板的中孔內(nèi),直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時關(guān)閉開關(guān)。取下灌砂筒,并稱量筒內(nèi)砂的質(zhì)量準確至1g。當(dāng)需要檢測厚度時,應(yīng)先測量厚度后再進行這一步驟。
③取走基板,并將留在試驗地點的量砂收回,重新將表面清掃干凈。④將基板放回清掃干凈的表面上(盡量放在原處),沿基板中孔鑿洞(洞的直徑與灌砂筒一致)。在鑿洞過程中,應(yīng)注意勿使鑿出的材料丟失,并隨時將鑿出的材料取出裝人塑料袋中,不使水分蒸發(fā),也可放在大試樣盒內(nèi)。試洞的深度應(yīng)等于測定層厚度,但不得有下層材料混人,最后將洞內(nèi)的全部鑿松材料取出。對土基或基層,為防止試樣盤內(nèi)材料的水分蒸發(fā),可分幾次稱取材料的質(zhì)量。全部取出材料的總質(zhì)量為mw,準確至1g。
⑤從挖出的全部材料中取出有代表性的樣品,放在鋁盒或潔凈的搪瓷盤中,測定其含水量(w,以%計)。樣品的數(shù)量如下:用小灌砂筒測定時,對于細粒土,不少于100g;對于各種中粒土,不少于500g。用大灌砂筒測定時,對于細粒土,不少于200g;對于各種中粒土,不少于1000g對于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等元機結(jié)合料穩(wěn)定材料,宜將取出的全部材料烘干,且不少于2000g,稱其質(zhì)量m d,準確至1g。當(dāng)為瀝青表面處治或瀝青貫人結(jié)構(gòu)類材料時,則省去測定含水量步驟。
6.將基板安放在試坑上,將灌砂筒安放在基板中間(儲砂筒內(nèi)放滿砂質(zhì)量m 1),使灌砂筒的下口對準基板的中孔及試洞,打開灌砂筒的開關(guān),讓砂流入試坑內(nèi)匕在此期間,應(yīng)注意勿碰動灌砂筒,直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時,關(guān)閉開關(guān)。小心取走灌砂筒,并稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量m4,準確到1g。7.如清掃干凈的平坦表面的粗糙度不大,也可省去上述②和③的操作。在試洞挖好后,將灌砂筒直接對準放在試坑上,中間不需要放基板。打開筒的開關(guān),讓砂流入試坑內(nèi)。在此期間,應(yīng)注意勿碰動灌砂筒。直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時,關(guān)閉開關(guān),小心取走灌砂筒,并稱量剩余砂的質(zhì)量m’4,準確至1g。
8.仔細取出試筒內(nèi)的量砂,以備下次試驗時再用,若量砂的濕度已發(fā)生變化或量砂中混有雜質(zhì),則應(yīng)該重新烘干、過篩,并放置一段時間,使其與空氣的溫度達到平衡后再用。3.計算
(1)計算填滿試坑所用的砂的質(zhì)量mb。
(2)計算試坑材料的濕密度ρw。
(3)計算試坑材料的干密度ρd。(4)水泥、石灰粉、煤灰等無機結(jié)合料穩(wěn)定土,計算干密度ρd。
當(dāng)試坑材料組成與擊實試驗的材料有較大差異時,可以試坑材料作標準擊實,求取實際的最大子密度。4.試驗中應(yīng)注意的問題
灌砂法是施工過程中最常用的試驗方法之一。此方法表面上看起來較為簡單,但實際操作時常常不好掌握,并會引起較大誤差;又因為它是測定壓實度的依據(jù):故經(jīng)常是質(zhì)量檢測監(jiān)督部門與施工單位之間發(fā)生矛盾或糾紛的環(huán)節(jié),因此應(yīng)嚴格遵循試驗的每個細節(jié),以提高試驗精度。為使試驗做得準確,應(yīng)注意以下幾個環(huán)節(jié):
(1)量砂要規(guī)則。量砂如果重復(fù)使用,一定要注意晾干,處理一致,否則影響量砂的松方密度。
(2)每換一次量砂,都必須測定松方密度,漏斗中砂的數(shù)量也應(yīng)該每次重做。因此量砂宜事先準備較多數(shù)量。切勿到試驗時臨時找砂,又不作試驗;僅使用以前的數(shù)據(jù)。
(3)地表面處理要平整,只要表面凸出一點(即使1mm),使整個表面高出一薄層,其體積也算到試坑中去了,會影響試驗結(jié)果。因此本方法一般宜采用放上基板先測定一次粗糙表面消耗的量砂,按式(6-7)計算填坑的砂量,只有在非常光滑的情況下方可省去此操作步驟。
(4)在挖坑時試坑周壁應(yīng)筆直,避免出現(xiàn)上大下小或上小下大的情形:這樣就會使檢測密度偏大或偏小。
(5)灌砂時檢測厚度應(yīng)為整個碾壓層厚,不能只取上部或者取到下一個碾壓層中。
(二)環(huán)刀法
環(huán)刀法是測量現(xiàn)場密度的傳統(tǒng)方法。國內(nèi)習(xí)慣采用的環(huán)刀容積通常為200cm3,環(huán)刀高度通常約5cm。用環(huán)刀法測得的密度是環(huán)刀內(nèi)土樣所在深度范圍內(nèi)的平均密度。它不能代表整個碾壓層的平均密度。由于碾壓土層的密度一般是從上到下減小的,若環(huán)刀取在碾壓層的上部,則得到的數(shù)值往往偏大,若環(huán)刀取的是碾壓層的底部,則所得的數(shù)值將明顯偏小,就檢查路基土和路面結(jié)構(gòu)層的壓實度而言,我們需要的是整個碾壓層的平均壓實度,而不是碾壓層中某一部分的壓實度,因此,在用環(huán)刀法測定土的密度時,應(yīng)使所得密度能代表整個碾壓層的平均密度。然而,這在實際檢測中是比較困難的;只有使環(huán)刀所取的土恰好是碾壓層中間的土,環(huán)刀法所得的結(jié)果才可能與灌砂法的結(jié)果大致相同。另外,環(huán)刀法適用面較窄,對于含有粒料的穩(wěn)定土及松散性材料無法使用。
1.儀具與材料
(1)人工取土器或電動取土器:人工取土器包括環(huán)刀、環(huán)蓋、定向筒和擊實錘系統(tǒng)(導(dǎo)桿。落錘、手柄)。環(huán)刀內(nèi)徑6~8cm,高23cm,壁厚1.52mm。電動取土器由底座、行走輪、立柱、齒輪箱、升降機構(gòu)、取芯頭等組成。電動取土器主要技術(shù)參數(shù)為:工作電壓DC24V(36Ah);轉(zhuǎn)速5070r/min,無級調(diào)速;整機質(zhì)量約35kg。
(2)天平:感量0.1g(用于取芯頭內(nèi)徑小于70mm樣品的稱量),或1.0g(用于取芯頭內(nèi)徑100mm樣品的稱量)。
(3)其他:鎬、小鐵鍬、修土刀、毛刷、直尺、鋼絲鋸、凡士林、木板及測定含水量設(shè)備等。2.試驗方法與步驟
(1)用人工取土器測定粘性土及無機結(jié)合料穩(wěn)定細粒土密度
①擦凈環(huán)刀,稱取環(huán)刀質(zhì)量m2,準確至0.1g。
②在試驗地點,將面積約30cmx 30cm的地面清掃干凈。并將壓實層鏟去表面浮動及不平整的部分,達到一定深度,使環(huán)刀打下后,能達到要求的取土深度,但不得擾動下層。
③將定向筒齒釘固定于鏟平的地面上,順次將環(huán)刀、環(huán)蓋放人定向筒內(nèi)與地面垂直。
④將導(dǎo)桿保持垂直狀態(tài),用取土器落錘將環(huán)刀打人壓實層中,至環(huán)蓋頂面與定向筒上口齊平為止。
⑤去掉擊實錘和定向筒,用鎬將環(huán)刀及試樣挖出。
6.輕輕取下環(huán)蓋,用修土刀自邊至中削去環(huán)刀兩端余土,用直尺檢測直至修平為止。7.擦凈環(huán)刀外壁,用天平稱取環(huán)刀及試樣合計質(zhì)量m1 ,準確至0.1g。8.自環(huán)刀中取出試樣,取具有代表注的試樣,測定其含水量。(2)用人工取土器測定砂性土或砂層密度
①如為濕潤的砂土:試驗時不需要使用擊實錘和定向筒。在鏟平的地面上、細心挖出一個直徑較環(huán)刀外徑略大的砂土柱,將環(huán)刀刃口向下,平置于砂土柱上,用兩手平穩(wěn)地將環(huán)刀垂直壓下,直至砂土柱突出環(huán)刀上端約2cm時為止。
②削掉環(huán)刀口上的多余砂土,并用直尺刮平。
③在環(huán)刀上口蓋一塊平滑的木板,一手按住木板,另一只手用小鐵鍬將試樣從環(huán)刀底部切斷,然后將裝滿試樣的環(huán)刀轉(zhuǎn)過來,削去環(huán)刀刃口上部的多余砂土,并用直尺刮平。
④擦凈環(huán)刀外壁,稱環(huán)刀與試樣合計質(zhì)量m1,精確至0.1g。
⑤自環(huán)刀中取具有代表性的試樣測定其含水量。
6.干燥的砂土不能挖成砂土柱時,可直接將環(huán)刀壓人或打入土中。(3)用電動取土器測定元機結(jié)合料細粒土和硬塑土密度
①裝上所需規(guī)格的取芯頭。在施工現(xiàn)場取芯前,選擇一塊平整的路段,將四只行走輪打起,囚根定位銷釘采用人工加壓的方法,壓入路基土層中。、松開鎖緊手柄,旋動升降手輪,使取芯頭剛好與上層接觸,鎖緊手柄。
2.將電瓶與調(diào)速器接通,調(diào)速器的輸出端接人取芯機電源插口。指示燈亮,顯示電路已通;啟動開關(guān),電動機工作,帶動取芯機構(gòu)轉(zhuǎn)動。、根據(jù)土層含水量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,操作升降手柄,上提取芯機構(gòu),停機,移開機器。由于取芯頭圓筒外表有幾條螺旋狀突起,切下的土屑排在筒外順螺紋上旋拋出地表,因此,將取芯套筒套在切削好的土芯立柱上,搖動即可取出樣品。
③取出樣品,立即按取芯套筒長度用修土刀或鋼絲鋸修平兩端,制成所需規(guī)格土芯,如擬進行其他試驗項目,裝人鋁盒,送試驗室備用。
④用天平稱量土芯帶套筒質(zhì)m1,從土芯中心部分取試樣測定含水量。3.計算
按下式分別計算試樣的濕密度 ρw。及干密度ρd。
(三)核子密度濕度儀法
該法是利用放射性元素(通常是 射線和中子射線)測量土或路面材料的密度和含水量。這類儀器的特點是測量速度快,需要人員少。該類方法適用于測量各種土或路面材料的密度和含水量,有些進口儀器可貯存打印測試結(jié)果。它的缺點是,放射性物質(zhì)對人體有害,另外需要打洞的儀器,在打洞過程中使洞壁附近的結(jié)構(gòu)遭到破壞,影響測定的準確性,對于核子密度濕度儀法,可作施工控制使用,但需與常規(guī)方法比較,以驗證其可靠性。1.儀具與材料
(1)核子密度濕度儀:符合國家規(guī)定的關(guān)于健康保護和安全使用標準,密度的測定范圍為1.12~2.73g/cm3,測定誤差不大于± 0.03,含水率測量范圍為0~0.64 , 測定誤差不大于 ± 0.015 g/cm3。它主要包括下列部件:
① γ 射線源:雙層密封的同位素放射源,如銫一137、鈷-60 或鐳-226等。
②中子源:如镅(241)一鈹?shù)取?/p>
③探測器:γ射線探測器或中子探測器等。
④讀數(shù)顯示設(shè)備:如液晶顯示器。脈沖計數(shù)器、數(shù)率表或直接讀數(shù)表。
⑤標準板:提供檢驗儀器操作和散射計數(shù)參考標準用。
⑤安全防護設(shè)備:符合國家規(guī)定要求的設(shè)備。6.刮平板、鉆桿、接線等。
(2)細砂:0.15~0.3mm。
(3)天平或臺稱。
(4)其他:毛刷等。2.試驗方法與步驟
本方法用于測定瀝青混合料面層的壓實密度時,在表面用散射法測定,所測定瀝青面層的層厚應(yīng)不大于根據(jù)儀器性能決定的最大厚度。用于測定土基或基層材料的壓實密度及含水量時打洞后用直接透射法測定,測定層的厚度不宜大于20cm.。1)準備工作(1)每天使用前按下列步驟用標準板測定儀器的標準值:
①接通電源,按照儀器使用說明書建議的預(yù)熱時間,預(yù)熱測定儀。
②在測定前,應(yīng)檢查儀器性能是否正常,在標準板上取34個讀數(shù)的平均值建立原始標準值,并與使用說明書提供的標準值校對,如標準讀數(shù)超過使用說明書規(guī)定的界限時,應(yīng)重復(fù)此標準的測量,若第二次標準計數(shù)仍超出規(guī)定的界限時,需視作故障并進行儀器檢查。
(2)在進行瀝青混合料壓實層密度測定前,應(yīng)用核子法對鉆孔取樣的試件進行標定;測定其他材料密度時,宜與挖坑灌砂法的結(jié)果進行標定。標定的步驟如下:
①選擇壓實的路表面,按要求的測定步驟用核子儀測定密度,記錄讀數(shù);
②在測定的同一位置用鉆機鉆孔法或挖坑灌砂法取樣,量測厚度,按規(guī)定的標準方法測定材料的密度;
③對同一種路面厚度及材料類型,在使用前至少測定15處,求取兩種不同方法測定的密度的相關(guān)關(guān)系,其相關(guān)系數(shù)應(yīng)不小于0.9。
(3)測試位置的選擇
①按照隨機取樣的方法確定測試位置,但與距路面邊緣或其他物體的最小距離不得小于30cm。核子儀距其他射線源不得少于10m。
②當(dāng)用散射法測定時,應(yīng)用細砂填平測試位置路表結(jié)構(gòu)凹凸不平的空隙,使路表面平整,能與儀器緊密接觸。
③當(dāng)使用直接透射法測定時,應(yīng)在表面上用鉆桿打孔,孔深略深于要求測定的深度,孔應(yīng)豎直圓滑并稍大于射線源探頭。
(4)按照規(guī)定的時間,預(yù)熱儀器。2)測定步驟
(1)如用散射法測定時,應(yīng)將核子儀平穩(wěn)地置于測試位置上。
(2)如用直接透射法測定時,將放射源棒放下插入已預(yù)先打好的孔內(nèi)。
(3)打開儀器,測試員退出儀器2m以外,按照選定的測定時間進行測量,到達測定時間后,讀取顯示的各項數(shù)值,并迅速關(guān)機。
各種型號的儀器具體操作步驟略有不同,可按照儀器使用說明書進行。3.使用安全注意事項(1)儀器工作時,所有人員均應(yīng)退到距儀器2m以外的地方。
(2)儀器不使用時,應(yīng)將手柄置于安全位置,儀器應(yīng)裝人專用的儀器箱內(nèi),放置在符合核幅射安全規(guī)定的地方。
(3)儀器應(yīng)由經(jīng)有關(guān)部門審查合格的專人保管,專人使用。對從事儀器保管及使用的人員,應(yīng)遵照有關(guān)核幅射檢測的規(guī)定,不符合核防護規(guī)定的人員,不宜從事此項工作。
(四)鉆芯法測定瀝青面層密度
瀝青混合料面層的施工壓實度是指按規(guī)定方法測得的混合料試樣的毛體積密度與標準密度之比,以百分率表示。對瀝青混合料,國內(nèi)外均以取樣測定作為標準試驗方法。1.儀具與材料
(1)路面取芯鉆機。
(2)天平:感量不太于0.1g。
(3)溢流水槽。
(4)吊籃。
(5)石蠟。
(6)其他:卡尺、毛刷、勺、取樣袋(容器)、電風(fēng)扇。2,試驗方法與步驟 1)鉆取芯樣
按“路面鉆孔及切割取樣方法”鉆取路面芯樣,芯樣直徑不宜小于Φ100mm。當(dāng)一次鉆孔取得的芯樣包含有不同層位的瀝青混合料時,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)組合情況用切割機將芯樣沿各層結(jié)合面鋸開分層進行測定。2)測定試件密度
(1)將鉆取的試件在水中用毛刷輕輕刷凈粘附的粉塵。如試件邊角有松散顆粒,應(yīng)仔細清除。
(2)將試件晾干或用電風(fēng)扇吹干不少于24h,直至恒重。
按現(xiàn)行《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程(JTJ 052-2000)的瀝青混合料試件密度試驗方法測定試件的視密度或毛體積密度。當(dāng)試件的吸水率小于2%時,采用水中重法或表干法測定;當(dāng)吸水率大于2%時,用蠟封法測定;對空隙率很大的透水性混合料及開級配混合料用體積法測定。3.計算
(1)當(dāng)計算壓實的瀝青混合料的標準密度采用馬歇爾擊實試件成型密度或試驗路段鉆孔取樣密度時、瀝青面層的壓實度計算是芯樣的視密度或毛體積度除以標準密度乘100。
(2)由瀝青混合料實測最大密度計算壓實度時,進行空隙率折算,作為標準密度,再計算壓實度。
4.試驗檢測中應(yīng)注意的問題
壓實度的大小取決于實測的壓實密度,同樣也與標準密度的大小有關(guān)。但目前對標準密度的規(guī)定并不統(tǒng)一,有些工程在壓實度達不到時便重新進行馬歇爾試驗,調(diào)整標準密度使壓實度達到要求,這樣實際上是弄虛作假。為防止這種情況,新的檢測方法規(guī)定了三種標準密度,一種是馬歇爾擊實試件密度;一種是試驗路段鉆孔取樣密度;第三種是由實測最大密度按空隙率折算的標準密度。在進行檢測時,應(yīng)結(jié)合工程實際情況,采用相應(yīng)的標準密度。
(五)落錘頻譜式路基壓實度快速測定儀
落錘頻譜式路基壓實度快速測定儀是利用落錘的沖擊使土體產(chǎn)生反彈力、,并利用低頻測出土體響應(yīng)值的一種不測含水量就能得到路基壓實度的測試儀器。檢測時,不需挖坑;每測一個點,只需2~3min。該儀器體積?。▋x器外形尺寸:320mm ×140mm ×3oomm,沖擊架高460mm),質(zhì)量輕(8.8kg),攜帶使用方便;既可在施工工地現(xiàn)場使用,也可在實驗室土槽中使用。1,工作原理
在已碾壓的路基表面上:使落錘自由落下,接觸地面時;土體表面隨即產(chǎn)生一反彈力。從理論上講,土體愈密實,吸能作用愈弱壩,反彈力愈強。反彈力隨即使加速度傳感器工作,記錄加速度值。經(jīng)過電荷放大器的前置放大;并以電壓信號輸出、隨即又通過低通濾彼器,進入峰值采樣保持電路。然后,再由閥值觸發(fā)電路,進入10位數(shù)(精度高)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,CPU8098單片機進行數(shù)據(jù)處理,最后,由LED顯示器顯示,同時,由16針打印機輸出壓實度數(shù)值。
2.使用技術(shù)要點(1)壓實度曲線的標定
路基壓實度曲線的標定工作十分重要,應(yīng)在儀器各部分功能正常的情況下進行。標定工作實質(zhì)上就是制作標定線,這種工作一般在試驗室內(nèi)進行。標定時一定要選擇工程所使用的土類,而且,選擇的土類要具有工程代表性,這是確保標定精度的必要條件。壓實度標定就是建立壓實度加速度傳感器響應(yīng)值與壓實度大小的關(guān)系曲線。(2)測點數(shù)與測點布置
路基壓實度測定以兩次平均值作為測點壓實度數(shù)值。夕矚兩次壓實度測值的相對誤差超過1%呢,則需要進行第三次實測,利用三次平均值作為壓實度最終結(jié)果。幾次測定測點位置的安排主要取決于落錘的底面直徑人以及路基土沖擊后回彈恢復(fù)的時間t。當(dāng)t=1min之內(nèi),就要將落錘的位置向旁側(cè)移動1.50d的距離作第二次測定;當(dāng)t=3min時,則可在同一位置測定第二次,這樣的安排不會引起誤差。
三、壓實度檢測結(jié)果評定
路基、路面壓實度以1~3km長的路段為檢驗評定單元,按要求的檢測頻率及方法進行現(xiàn)場壓實度抽樣檢查,求算每一測點的壓實度Ki。壓實度評定要點是:
(1)控制平均壓實度的置信下限:似保證總體水平;
(2)規(guī)定單點極值不得超出給定值,防止局部隱患;
(3)規(guī)定扣分界限以區(qū)分質(zhì)量優(yōu)劣。
計算檢驗評定段的壓實度代表值K(算術(shù)平均值的下置信界限)。1.路基、基層和底基層:K≥K0,且單點壓實度Ki 全部大于等于規(guī)定值減2個百分點時,評定路段的壓實度可得規(guī)定滿分;當(dāng)K≥K0,且單點壓實度全部大于等于規(guī)定極值時,對于測定值低于規(guī)定值減2個百分點的測點,按其占總檢查點數(shù)的百分率計算扣分值。
K 摘 要:在高等級公路施工中,路基壓實情況經(jīng)常影響公路施工質(zhì)量,如何達到施工壓實標準,克服由于壓實原因帶來的路基不均勻沉降,是公路工程施工中急待解決的重要問題。本文就影響路基壓實的因素和控制方法進行分析和討論。關(guān)鍵詞:公路 路基 壓實度 控制 一、影響公路施工壓實度的分析 一般來講影響壓實的因素主要有以下幾種。1.含水量對壓實過程的影響 壓實的機理是通過錘擊或碾壓克服土顆粒間的內(nèi)摩擦力和黏結(jié)力,使土顆粒產(chǎn)生位移并互相靠近。土的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力是隨著密實度而增加的,土的含水量小時,土顆粒間的內(nèi)摩阻力大,壓實到一定程度后,某一壓實力不能克服土顆粒間的抗力,壓實所得的干密度小。當(dāng)含水量增加時,水在土顆粒間起潤滑作用,使土的內(nèi)摩阻力減小,因此,同樣的壓實功可以得到較大的干密度。在這個過程中,單位土體積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(dāng)土的含水量達到某一限度后,雖然內(nèi)摩阻力還在減小,但單位土體中空氣的體積已壓縮到最小限度,而水的體積不斷增加,由于水是不可壓縮的,因此在同一壓實功下,土的干密度反而逐漸減小,土只有在某一含水量下,才能壓實到最大干密度,這個含水量稱為最佳含水量。因此,在現(xiàn)場施工中,細粒土以及天然沙礫土、級配碎石、石灰穩(wěn)定土和水泥穩(wěn)定土等多種路基材料都有在一定的含水量條件下才能壓實到最大的干密度。若含水量小,要想達到較大的干密度非常困難;若含水量過大,不但不能得到較大的干密度,而且還會出現(xiàn)“彈簧現(xiàn)象”。對于特別干旱或潮濕的地區(qū),更要注意這一點。2.碾壓厚度對壓實的影響 壓實厚度對壓實效果具有明顯影響。相同壓實條件下(土質(zhì)、濕度與功能不變),由實測土層不同深度的密實度或壓實度得知,密實度隨深度呈遞減,表層5cm最高。不同壓實工具的有效壓實深度有所差異,根據(jù)壓實工具類型、土質(zhì)及土基壓實的基本要求,路基分層壓實的厚度有具體規(guī)定數(shù)值。通過大量的實踐證明,碾壓應(yīng)有適當(dāng)?shù)暮穸龋雺簩舆^厚,非但下層的壓實度達不到要求,而且碾壓層上層的壓實度也要受到不利的影響。同時,碾壓的厚度隨所用的壓路機的類型而變。3.碾壓遍數(shù)對壓實的影響 壓實功能對壓實效果的影響,是除含水量而外的另一重要因素。壓實功能與壓實效果曲線表明:同一種土的最佳含水量隨功能的增大而減小,最大干容重則隨功能的增大而提高;在相同含水量的條件下,功能越高,土基密實度越高。據(jù)此規(guī)律,工程實踐中可以增加壓實功能,以提高路基強度或降低最佳含水量。但必須指出,用增加壓實功能的辦法提高土基強度的效果有一定限度,功能增加到一定限度以上,效果提高愈為緩慢。4.碾壓方式對壓實質(zhì)量的影響 路基的施工技術(shù)規(guī)范都要求碾壓時必須“先輕后重,先慢后快,先邊緣后中間”,這是碾壓時的總原則。這種合適的碾壓方式既有利于提高壓實度,又有利于提高平整度。但是,這種方式不是萬能的,遇到特殊情況,碾壓方式要隨之改變。如碾壓碎石穩(wěn)定土?xí)r,由于土基中含有一定的碎石,采用高頻低輻,緊跟慢壓就比較好。碾壓過后不但密實而且平整,在有超高路段時,則宜先低后高。壓實是路基施工的最后工序,是保證路基質(zhì)量、使其物理力學(xué)性質(zhì)和功能特性符合設(shè)計要求的重要環(huán)節(jié)。而影響路基壓實質(zhì)量的因素來自各個方面,既有自然因素,又有人為因素,為此要求我們在施工中嚴格控制碾壓施工中的各個環(huán)節(jié),保證路基壓實質(zhì)量達到設(shè)計要求。5.碾壓速度對壓實的影響 在公路施工中,不管使用哪種形式或質(zhì)量的壓路機進行碾壓,其碾壓速度對路基土所能達到的密度有明顯的影響。碾壓速度低時,單位面積材料的碾壓時間比速度高時要多,因而作用在被壓材料上的能量也大。實際上,傳遞到被壓材料層內(nèi)的能量與碾壓速度成反比。假定使碾壓材料層達到規(guī)定密實度所需的壓實能量不變,則碾壓速度加倍時,碾壓次數(shù)相應(yīng)加倍,并且碾壓速度過快容易導(dǎo)致路面不平整。因此,在施工現(xiàn)場應(yīng)針對具體的碾壓層的材料和所用的壓路機,通過鋪筑實驗路段選擇合適的碾壓速度。另外,對于碾壓層厚和難以壓實的土?xí)r,應(yīng)采用較小的碾壓速度。6.壓實機械對壓實的影響 壓實機械對一定含水量的路基土的壓實質(zhì)量有很大的影響。一般情況下,使用輕型壓路機只能得到較小的密實度,使用重型壓路機可以得到較大的密實度。但是壓實機械對土的施加外力應(yīng)有所控制。若施加壓力過大,就會造成壓實過度,浪費人力物力,嚴重的還會對路基有害。施加外力的一般原則是:壓路機碾壓時的單位壓力,不應(yīng)超過土的強度極限。7.集料級配對壓實的影響 集料的級配對碾壓所能達到的密實度有明顯影響。實踐證明,均勻顆粒和砂,單一尺寸的礫石、碎石都難于碾壓密實。在級配集料基層或底基層施工中,使所用的集料的級配與室內(nèi)試驗確定標準干容重時所用的集料級配相同是很重要的。在集料發(fā)生離析的情況下,添加所缺的料并進行適當(dāng)?shù)陌韬褪潜匾?。施工中,只有嚴格控制級配,才能確保達到規(guī)定的壓實狀態(tài)。 8.地基或下承層強度對壓實的影響 大量試驗證明,在填筑路堤時,如地基沒有足夠的強度,路堤的第一層是難于達到較高的壓實度的。因此,在填筑路堤之前,必須先碾壓地基即清場,使其達到足夠的壓實度和強度。若地基比較濕軟,如公路修在稻田或沼澤地帶,直接在上面填筑路堤,往往會發(fā)生困難。在這種情況下,即使使用重型壓路機進行碾壓,土層也會發(fā)生“彈簧現(xiàn)象”,碾壓遍數(shù)越多,“彈簧現(xiàn)象”愈嚴重。在這種情況下,應(yīng)該先利用石灰或固化劑處理地基,或者先將地基土用砂、沙礫土或其他類似的材料換填1~3層,進行適當(dāng)碾壓后再進行填土。試驗證明,用相同的壓實機械和壓實方法碾壓時,如土基強度高,碾壓層的密實度就大,反之,碾壓層的密實度就小。 二、路基壓實度控制方法 1.路基填土的選擇 在路基施工中,如果土質(zhì)不良,即使松鋪厚度適中,碾壓合乎規(guī)范,仍然很難達到壓實度標準。所以,一切路基填土都必須經(jīng)過試驗。路基施工破壞土體的天然狀態(tài),致使結(jié)構(gòu)松散,顆粒重新組合。為使路基土有足夠的強度與穩(wěn)定性,必須予以人工壓實,以提高其密實程度。影響路基壓實效果的因素有內(nèi)因和外因兩方面。內(nèi)因指土質(zhì)和濕度,外因指壓實功能(如機械性能,壓實時間與速度,土層厚度)及壓實時的外界自然和人為的因素。土質(zhì)對壓實效果的影響很大,砂性土的壓實效果優(yōu)于粘性土,因此施工中要選好土質(zhì)。2.土的含水量控制 土在最佳含水量時進行壓實才能達到最大密實度,因此,在路基填土壓實過程中,必須隨時控制土的含水量,當(dāng)含水量過大時,應(yīng)晾曬風(fēng)干至最佳含水量再碾壓。施工過程應(yīng)連續(xù)作業(yè),減少雨淋、暴曬,防止土壤中的含水量發(fā)生大的變化。3.合理選用壓實機具 土層填土厚度以不超過30cm為宜,分層鋪筑壓實。施工中盡可能采用重型壓實機具進行施工,對于同一類土來說,采用輕型壓實所得出的最大干密度較采用重型壓實得到的最大干密度小,而最佳含水量又較采用重型壓實的大,現(xiàn)行普遍采用的重型壓實所相匹配的壓實機械如50T震動壓路機,每層壓實厚度不超過30cm,而采用噸位更大的壓實機械時,它的壓實功可以增加,而其所能達到的壓實度可以進一步提高,同時由于壓實力的增加,施工時土的含水量又可以降低。由于土基密實度的提高、含水量降低從而可以提高路基的回彈模量。4.碾壓過程的控制 由于高等級公路路基壓實度高于一般公路,所以對碾壓過程的控制就更加嚴格。一般在碾壓過程中采用先輕后重、先靜后動、先外側(cè)后中間的碾壓方法。碾壓速度控制在1.5~2.5km/h,碾壓遍數(shù)控制在4~6遍。 三、壓實工作組織 壓實工作組織應(yīng)根據(jù)壓實原理,以盡可能小的壓實功能獲得良好的壓實效果為目的。壓實工作必須很好的組織,并應(yīng)注意以下要點: (1)填土層在壓實前應(yīng)先整平,可自路中線向路堤兩邊作2%~4%的橫坡;(2)壓實機具應(yīng)先輕后重,以適應(yīng)逐漸增長的土基強度;(3)碾壓速度應(yīng)先慢后快,以免松土被機械推走; (4)壓實機具的工作路線,應(yīng)先兩側(cè)后中間,以便形成路拱,再從中間向兩邊順次碾壓。在彎道部分設(shè)有超高時,由低的一側(cè)向高的一側(cè)邊緣碾壓以便形成單向路拱橫坡,前后兩次輪跡(或夯擊)須重疊15~20cm。壓實時特別注意均勻,否則可能引起不均勻沉陷。(5)在碾壓過程中經(jīng)常檢查土的含水量,并視需要采取相應(yīng)措施。 路基施工的壓實度標準與施工方法,理論上認為很簡單,但在生產(chǎn)實踐中,由于施工環(huán)境(溫度、濕度)、施工企業(yè)管理、技術(shù)與經(jīng)濟實力等因素的影響,往往造成局部地方路基壓實度達不到規(guī)范規(guī)定的要求,運營過程中,在車輛荷載作用下,瀝青混凝土路面出現(xiàn)早期病害比較普遍,因而縮短了公路的使用壽命,降低了公路服務(wù)水平,也給公路維護與管理在經(jīng)濟上帶來很大壓力。 四、結(jié)論 公路路基的壓實并達到合理的密實度,是公路施工的重要工序,也是達到有關(guān)公路施工的國家標準,實現(xiàn)高等級公路使用壽命和服務(wù)質(zhì)量的重要保證之一。充分壓實可以發(fā)揮路基土的強度,減少路基在行車荷載作用下產(chǎn)生的永久變形,同時還可以增加路基土的不透水性和強度穩(wěn)定性,增強道路的使用性能和延長道路的使用壽命。參考文獻 [1] 胡長順,黃輝華.高等級公路路基路面施工技術(shù).[M].北京.人民交通出版社.2003.[2] 郭凌霄.影響公路路基壓實質(zhì)量的幾個因素.[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟.2006.9.[3] 雍曉華.路基路面壓實度檢測方法及影響因素討論.[J].新疆石油科技.2005.2.第五篇:路基壓實度控制技術(shù)