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公路工程填方路基强度探析

2020-05-01 来源:好走旅游网
公路工程填方路基强度探析

通过近几年的公路建设实践认识到,路基强度和路基稳定性是保证公路运行的关键。这与路基填料、性质、边坡坡度、地基性质、水文状况、路基压实机具、施工方法等有关。高填方路基的施工,由于是放在半无限体上的线性工程,环境千变万化,所处地段的水文地质情况复杂又暴露在野外环境中,填土的密实与自身固结都需要时间,且常年受重复荷载的作用。因此,在工程施工过程中和工程完工后的车辆营运阶段,发生的病害较多,且较难处治。

1.填方路基施工技术

道路工程中的填方路基施工常用的施工机械有:装载机、推土机、铲运机、挖掘机、平地机等,根据填方路基施工方式的不同,我们可以分为以下几种。(1)水平分层填筑法,这种方法是路基填筑的常用方法,其特点是按照道路的横断面全宽分成水平层次,逐层向上填筑。(2)纵向分层填筑法,当道路地面纵坡>12%时,通常采用这种方式。依路线纵坡方向分层,用推土机从路堑取料填筑,逐层向上填筑,这种方式有不易碾压密实的缺点。(3)当在无法自下而上填筑的深谷、陡坡、断岩、泥沼等机械无法进场的路堤,可以用横向填筑法。从路基一端或两端按横断面全高逐步推进填筑,由于一次填筑的深度比较大,所以这种方法不易压实。(4)联合填筑法,当因地形限制或填筑堤身较高而不宜采用水平分层法或横向填筑法自始至终进行填筑时,可以采用该方法。路堤下层用横向填筑而上层用水平分层填筑,一般沿线路分段进行,但每段的距离不宜过长,通常以20-40m为宜。

2.路基施工过程质量控制 (1)确定石灰用量

在路基施工过程中,如果是素土填筑,只要通过试验确定了最佳含水量和最佳填筑厚度,并保证碾压质量,一般不会出现质量问题。但如果是石灰土,需要注意的事项就比较多了。首先,在生石灰的选择上,要保证三级以上的石灰标准,并在施工前7~10天充分消解,石灰消解后要保持一定的湿度,具体标准为干而不飞散,湿而不结团。可根据公式W石灰重=(V石灰土-W石灰重量÷2)×R土×I%来计算石灰的用量,其中R为土的干密度,I%为石灰含量。石灰按土方施工

的方法划出方格堆放后,人工将石灰均匀摊开, 石灰用量还有根据石灰的含水量和松密度进行校对,看是否合适。

(2)石灰土拌和

石灰土拌和分为几个程序,首先用轮胎拖拉机耕耙,再用稳定土拌和机拌和,拌和时要设专人负责,为保证拌和后石灰土的均匀性,要随时检查拌和深度,避免其各层之间的素土“夹层”,并保证拌和深度达到下层表面1cm厚。在拌和过程中要及时检查含水量,对于超出标准尺寸的大颗粒及时拣出,对于非常潮湿的地方,要进行松散晾干达到要求后再及时整平、碾压。当填筑最后三层时要严格控制好路基纵向平整度和横向坡度,为路面施工顺利进行打下良好基础。

3.填方压实的措施控制 (1)压实标准确定

在路基施工中,所谓压实度是将工地实际达到的干容重与室内的标准实验所得的最大干容重进行比值计算, 其值即为压实度。通过最大干密度和最佳含水量用室内标准击实试验来求得压实标准。但对于高等级公路,现行规范以重型击实条件下获得最大干密度及相对应的最佳含水量作为表征土基的密实程度的技术指标,而不是实验室数据,以此来控制施工检测。在路基填筑施工之前,试验室要在主要取土场采集土样,通过试验确定各主要取土场的最大干密度和最佳含水量,以便指导路基的压实施工。

(2)压实机械控制

在对填土进行压实施工时,压路机的行走速度要根据现场的实际情况进行控制。行驶速度过慢不仅影响施工效率,达不到工期的要求,还会由于对土的接触时间过短,出现压实效果不理想的现象。所以压路机的行驶速度一般控制在2km/h-4km/h。当道路对压实度要求高,或者高填筑路基,压路机的行驶速度则可以降低一些,以保证充分压实。初始碾压的几遍,宜用慢速,随着土层逐渐密实,在终了碾压的几遍则可以提高速度。为了保证土体不被破坏,压实机的压实重量不应超过填筑土的强度极限。开始碾压时,土体较疏松,强度低,故宜先轻压,随着土体密度的增加,再逐步提高压强。碾压的施工顺序要根据道路的线形来确定,直线段的,由两边向中间,曲线段的,则内侧向外侧纵向进退式进行。为杜绝漏压、死角、碾压不均匀等现象,相邻两次的轮迹应重叠轮宽的1/3。

(3)压实功能控制

压实功能主要指压实机具重量、作用时间、碾压次数等。试验表明:在同样的工况下,相同土体的最大干密度随压实功能的增大而增加,最佳含水量随压实功能的增大而减少。当含水量相同时,压实功能越高,土基密度越高。由此可见, 当土质偏湿时, 增加压实功能对提高干密度影响不大,用加大压实功能的办法来提高土的密实度是行不通的,不仅易出现“弹簧土”现象,压实效果差,造成返工浪费,所以非常不经济。但偏干时,则收效明显,在工程施工中可适当增加压实功能以提高路基强度和压实度。

(4)土层松铺厚度的控制

土层的松铺厚度对压实度的影响也是非常重要的因素之一。我们知道,在相同的压实功能和相同的质条件下,压实度随着土层的厚度递减,因此,施工过程中要严格控制好碾压层厚度。碾压层的厚度要从机械性能、压实产量、生产进度、经济效益等几个方面来综合考虑,并通过试验得出最佳厚度,在施工过程中要严格控制这一厚度,确保填筑土每层的压实质量。

(5)含水量的控制

压实效果的影响比较显著的另一个因素是土中的含水量。在击实功能不变,土质相同的情况下, 压实度随着土体含水量的逐渐增大而增大。但达到极限含水量以后,若继续增加含水量,压实度反而降低,最大压实度对应的含水量即为最佳含水。因此,在填筑路基时, 要确保土的含水量在最佳含水量±2%以内,工程施工人员和试验室人员应随时检测填入路基中土的含水量,当土体过湿则将土摊开、晾干,土体过干时,均匀加水;这样做不仅有效提高了土的密实度,而且减少了压实功率,避免造成机械浪费,从而节约施工成本,保证施工质量。

4.结语

要保证路面的强度与稳定性,必须先保证路基的强度和稳定性,路基的先天条件是路面的基本保障。为使路基具有足够的强度和稳定性,我们采用压实机械通过合理的碾压以提高其密实程度。大量试验证明,路基压实后,路基的渗透系数、塑性变形、毛细水作用及隔温性能等都有明显改善。因此,在路基施工过程中,严格控制碾压工序的施工质量,在确定了最佳含水量之后,严格控制有效松铺厚度,采取分层碾压,必要时适当增加压实功能及碾压次数,以保证路基填土的压实度。

参考文献

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