道路工程路基土压实技术探析 方俊智

发表时间:2020/9/9   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:方俊智
[导读] 摘要:道路工程路基施工技术的实际应用,受压实工艺、填料含水率等因素难以有效控制的影响,在很大程度上降低了道路工程作用于道路网络系统的稳定性与耐久性。
        滕州市远通公路工程有限公司  山东滕州  277500
        摘要:道路工程路基施工技术的实际应用,受压实工艺、填料含水率等因素难以有效控制的影响,在很大程度上降低了道路工程作用于道路网络系统的稳定性与耐久性。路基压实的作用是使土重新组合,彼此紧密,孔隙减少,土的容重提高,形成密实整体,最终使路基具有较高的强度和稳性性,无数试验已反复验证。路基施工过程破坏了土体天然状态,致使土颗粒结构松散、重新组合。为使路基达到有效的强度和稳定性,压实是必要的,提升路基密实度。所以路基的压实施工,是路基施工过程中的关键工序,亦是提高路基强度与稳定性的根本技术措施。
        关键词:道路工程; 路基土压实; 技术探析
        1 道路工程路基土压实的机理
        路基土是由空气和水填充于固体的土颗粒骨架之中而形成的固—液—气三相体,是道路工程中修筑路基的基本材料。路基土颗粒之间存在摩擦阻力和粘结力,因此土的颗粒难以在位置上产生相对变动。道路工程上的路基土压实指通过施加外界压力,在克服路基土颗粒间摩擦阻力和粘结力的情况下对路基土做功,使土的颗粒分布更加均匀,土的颗粒间距被挤压缩小,土体逐渐密实化的过程。
        2 道路工程路基土压实的必要性
        结构层或路基变形导致路面损坏。路基变形源于荷载作用下的路基土塑性变形、自重作用下的短期压密沉降以及长期固结沉降。对道路工程而言,在路基的稳定性得到保证之后,其他施工环节方可顺利开展,工程质量方能达到预期效果和标准。一旦路基存在过大的变形量时,在路面板的底部往往会出现脱空的情况。板底脱空致使路面出现开裂甚至断裂。为控制路基变形量,需要对路基土进行充分的压实施工,使得路基土具有适当的抗变形能力,从而保证路基具有可靠的使用性能和耐久性。因此,在道路工程的路基修筑施工过程中,必须对路基土的压实环节给予高度重视,路基土的压实效果越好,路基可能出现的变形量越小,道路整体结构便具有更好的稳定性。
        3 土质路基压实度不足的原因分析
        很多因素都将影响路基压实的效果,主要因素是土质和含水率、土质情况、压实功能、压实机具和压实方法等,这些因素将不同程度地影响到土质路基的压实度,进而降低路基力学特性。
        3.1 含水率情况
        压实土体在高于和低于最佳含水率时,其抗剪强度和压缩特性都将表现出不同性状,这与土体结构、土中水的分布相关性极高。在路基压实施工中,如能控制压实土体含水率为最佳含水率,压实效果将为最佳。研究表明,路基填料含水率不当不仅直接影响路基压实度,还将影响道路运营阶段的剪切弹性模量。
        3.2 土质情况
        土质不同,其最佳含水率和最大干密度也将不同。液限、黏性较高的土,即分散性较高的土,拥有较高的最佳含水率和较低的最大干密度;砂类土,因其颗粒粗,呈松散态,水分易散失,故砂类土无最佳含水率的概念。孔隙比越小,剪切模量越大,且孔隙比较小时剪切模量对含水率的变化更为敏感[4],故砂类土的压实效果也优于黏质土。
        3.3 压实功能
        压实功能,是指压实机具重量、碾压次数、作用时间等。压实功能对压实效果影响较大,是一种重要的影响因素[5]。随着压实功能的提高,对于同一种土,通常其最佳含水率会相应减小,最大干密度将随之增加。因此,为提高土基密实度,增大压实功能是有效的方法之一,然而这种方法有一定局限性,因为土的密实度不会随着压实功能增加而一直增加,通常压实功能到一定程度时,密实度不会明显增长。
        3.4 压实机具和压实方法
        压实机具不同,将会导致不同的压力传布作用深度,进而引起不同压实效果。通常作用深度由深至浅依次是夯击式、振动式、静力碾压式。此外,不同压实厚度、不同压实作用时长、压实机具不同行进速度都将引起压实效果的不同。
        4 道路工程路基土压实的检测
        路基土的压实效果通过压实度反映。

压实度指施工路段压实后测得的干密度与标准击实后测得的最大干密度之比。路基土压实度越大则表明其密实度越高,压实效果越好。灌砂法、环刀法和核子仪法为常用的压实检测方法。各种检测方法均存在局限性,应根据实际情况进行选择。各类土压实情况均可用灌砂法进行检测。细粒土特别是粘性土干密度的检测往往选择环刀法。核子仪在标定后方可使用,并需与灌砂法比较,进行数值修正,才能得到准确的检测结果。
        5道路工程路基土压实的施工要点
        5.1分层压实
        施工距离路面越近的路基部分需要承受越强的荷载作用,所以在路基施工中,对不同深度的路基土提出的压实度要求是不同的。距离路面越近的路基土层,应该具有越大的压实度。因此,进行分层压实施工是保障路基土实现预期压实效果的必要措施。
        5.2压实试验
        在路基土正式压实之前,需要先对拟压实方案进行试验。对试验路段的压实效果进行检测和评价,并以此为根据,对压实方案的进行调整和优化,确定出符合压实标准的最佳分层厚度、压实次数、压实速度等施工参数。基于压实试验对压实方案进行的再次调整,不但能够优化压实效果,还能够使工程更加经济,是路基土压实不可或缺的环节。
        6提升道路工程路基稳定性的方法
        6.1改进公路路基设计
        公路设计需要充分考虑各种因素,把公路路基的稳定性当作衡量工程质量的主要标准。设计人员需要参考公路路基的实际情况开展综合设计,给公路路基施工提供一定的参考。在开展道路路基稳定性设计工作的时候,要想提升路基的稳定性,会选择使用锚杆。锚杆的主要作用就是在道路路基设计时期起到一个悬吊的效果,锚杆穿过软弱土层和松动不稳定的岩石体,通过提供较大的拉力避免出现岩土体滑落的情况。而且能够起到一个挤压加固的效果,在合理的范围中产生压缩区,锚杆相互之间产生压缩袋,借助整体的加固可以显著提升路基的稳定性。最后就是锚杆也能够起到一个组合拱的作用,锚杆固力作用下的地层间进行相互挤压,层间的摩擦阻力持续增加,内应力不断减少,最主要的就是地层的承载能力显著增强。
        6.2勘查技术
        路基属于道路工程的重要组成部分,路基的稳定性和路基工程质量和道路工程质量有着紧密的联系,会直接影响到道路工程建设单位的经济效益。所以要想更好地保障路基质量,施工单位就需要去施工现场开展勘察工作,综合分析各种影响因素,选择合理的因素进行应对,确保能够有效地保障整体的工程质量。
        6.3路基稳定法
        如今可以选择在之前公路的基础上对于地基开展加固处理或者是改建,或者是就是在之前公路的基础上修建地下工程,其中能够选择合理的施工技术来加固地基,可以选择的方法包括基础加宽法和地基加固法等。综合托换法及桩式托换法。
        6.4换土垫层法
        在软弱土开挖到一定程度之后,整体的回填抗剪强度也会显著提升,如此就需要开展分层夯实,确保可以产生双层的地基。要是垫层的压缩性较小可以有效地扩散地基,增强整体的承载力。
        6.5排水固结法
        首先就是设置垂直的排水井,改进地基的排水条件,在这个时期需要借助抽气和加压等方法来增强地基土的强度和固结速度,确保可以有效地提升地基土地稳定性,如此也能够及时地完成沉降。
        结束语
        近年来,我国的交通量逐年快速增长,科学技术不断发展,施工的水平和要求也逐步提高,道路交通建设越来越受到重视。为提高道路工程的工程质量,必须对路基土压实施工环节给予高度的重视和严格的控制,只有如此,才能为其他施工环节的顺利开展和整体道路结构的稳定提供必要保障。
        参考文献
        [1]孙立军.铺面工程学[M].上海:同济大学出版社,2012:51.
        [2]林向东.瑞雷面波法在铁路路基压实度检测中的应用及理论研究[D].兰州交通大学,2015.
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