路基压实方法与质量控制

路基压实的方法与质量控制l=JI三m1、刖言路基是高速公路的承重层，路基的压实质量控制是路基施工的重 点，它对于公路整体的质量好坏，以及下一步路面的施工都有着深远的 意义。只有对路基填料进行充分的压实，才能保证路基强度、刚度及 平整度，保证及延长路基、路面的使用寿命，减少资金浪费。通过路 基的压实，提高了其强度和稳定性，降低路基的透水性，减少因冰冻 而引起的不均匀变形，从而保证路面具有足够的抵抗车辆荷载作用的 力学强度和稳定性能，提高道路的使用年限。2、路基压实度的定义路基压实度是指工地上填料实际达到的干密度与室内标准击实实 验所得的最大干密度的比值，即：路基压实度二试样干密度/最大干密 度（100%）。路基压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一，表 征现场压实后的密度状况，压实度越高，密度越大，材料整体性能越 好。3、影响路基压实的主要因素3.1路基土质在路基填方土中，填方土质的好坏，对于路基压实影响较大。根 据土的性质不同，土的干密度和含水率就不同。不良的土质，尽管松 铺厚度适中，碾压符合要求，仍难达到压实度标准。 在同一压实功 能作用下，含粗粒越多的土，其最大干密度越大，而最佳含水量越小。 就填筑路堤而言，最适宜的是砂砾土、砂土及砂性土，这些土容易压实， 有足够的稳定性和水稳定性，最难压实的土是黏土，黏土的特点是液限 大，最佳含水量比其他土类大，而最大干密度较小，但经压实的黏土仍 具有良好的不透水性。3.2地基表层处理不当路基填筑前对路床内的淤泥、杂草、腐植土、耕植土清理不彻底; 施工时出现的弹簧土没有得到清理；路床内的积水没有得到及时排除 就填筑上一层土，使之出现夹层；对路基范围内的软土处理方案不合 理，都能造成路基局部下沉。3.3 土的含水率控制不严含水率的大小是影响压实度的关键，土的最佳含水率是由土的击 实试验确定的，在最佳含水率情况下压实的土水稳性最好，当含水率 较小时，由于粒间引力使土壤保持着比较疏松的状态或凝聚结构，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；含水率逐渐增大时，水膜变厚，引力缩小，水膜 起润滑作用，外部压实功能容易使土体相对移动，压实效果渐佳；土 中含水率过大时，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。 然而，含水率较小时，土粒间引力较大，虽然干密度较小，但其强度 可能比最佳含水率时还要高。可是此时因密实度较低，空隙多，一经饱水，其强度会急剧下降。因此，在最佳含水率情况下压实的土水稳性最好。3.4松铺厚度过大或过小在路基施工中，填土的松铺厚度往往不被施工单位重视，过厚碾 压的现象普遍存在，由于超厚填土，虽然上层检测符合压实度要求， 但开挖后就发现，下层仍然比较松散，越到下面压实效果越小，这就 为以后路基的稳定埋下了隐患。另外，路基填土过薄，在碾压时就会 出现龟裂等不良情况，同样也达不到压实度标准，另外，对不同压实 机械和不同的土质，压实时需控制的厚度不同。3.5施工机械设备不配套如果施工机械设备未能根据不同的填料而采用适宜的施工工艺， 机械设备的不配套、使用状况差，从而直接影响到路基的压实度。 3.6构造物台背回填达不到设计要求。台背回填不合格是路面汽车出现“跳车”的重要原因，也是长期 困扰工程技术人员头痛的问题。由于台背使用重型压实机械不方便， 轻型压实机械或人工夯实又达不到要求，运营后构造物下沉量较少， 而台背路基下沉量较大，致使路面出现裂纹以致破损。4、压实质量控制4.1路基下卧层处理路基下卧层承担着路基上层的全部荷载，要控制好下卧层的施工 质量，一是路基填筑前应彻底清理路床内的淤泥、杂草；二是路床内 的积水要及时排干净、晒干，保证其有一定的强度；三是发现局部弹 簧现象，要彻底清除，并用好料回填；四是在路基填土前用推土机将 路床推平，并用压路机进行辗压；五是软土处理要彻底，不能留有隐 患。4.2路基填料控制4.2.1路基填料选择用于填筑路基的沿线土石材料，其性质往往有较大的变化。需采 用能被压实到规定密实度能形成稳定的填方路基的材料，不使用沼泽 土、淤泥、冻土、有机土及泥炭及液限50和塑性指数大于26的土。 同时土中不应含有草皮、树根等易腐朽物质，受条件限制采用黄土、 膨胀土作填料时，必须经过处理满足规范要求时方可使用。在路基填 筑施工前，必须对主要取土场采集代表性土样，进行土工试验，用规 定方法求得各个土场土样的最大干密度和最佳含水率，以便指导路基 土的施工。施工时，土质应均匀，并不得使各种土质混杂使用，同一 种土填筑厚度不能小于50cm（两层）。4.2.2填土材料的填前试验（1）液限、塑限、塑性指数、天然稠度和液性指数；（2）颗粒大 小分析试验；（3）含水率试验；（4）密度试验；（5）相对密度试验； （6）土的击实试验；（7）土的强度试验（cbr值）。根据这些数据从 理论上能够判定出土的种类，剔出不合格的土质。通过土的重型击实 试验，绘出填方用土的干密度与含水率关系曲线。以便确定各类型土 的最大密度和达到最大干密度的最佳含水率。4.3试验段控制试验的目的是确定正确的压实方法，确保土方工程达到规定的密 度。内容有：压实设备选择、压实工序、压实遍数、压路机的行走速 度，以及确定填料的有效厚度。压实试验中，应详细记录各种已定的 填筑材料的压实工序、压实设备类型，各种填筑材料的含水率界线、 松铺厚度和压实遍数、测量高程变化等参数，压实试验必须按规定达 到密实度的要求为止。4.4含水率的控制施工中首先做好路基排水工程以及施工场地的临时排水设施，路 堑施工土方含水率控制重点是人工降低地下水位，可开挖纵、横向渗 水沟。土场内外挖纵、横渗水沟或采用无砂管降水，使土方含水率降 低。测定土方水分散失系数，可指导洒水、确定碾压作业段长度，减 少二次洒水所造成的损失。由于含水率是影响路基土压实效果的主要 因素，故需检测欲填入路基中的土的含水率。用透水性不良的土做填 料时，应控制其含水率在最佳含水率的2%之内时开始碾压。4.5 土质的控制在最佳含水率下压实可以花费最少的压实功，得到最好的压实效 果。但不同的土质会出现不同的效果，可以归类到粉质低液限砂士， 最佳含水率12 %16%。细砂、粉质低液限砂土、粉质中液限粘土， 高液限粘土、最佳含水率9%12%。过一、二天稳定后，为达到更理 想效果，亦可采用轻型振动式压路机进行碾压，碾压含水率可控制在 10%左右，压实遍数视具体情况而定。采用此种方法，对于纯砂或粘聚 性差的砂性土路基是非常适用的。在工地上，判断土是否接近最佳含水率可采用简易鉴定方法：用 手捏土（或灰土等）可成团，较费劲，手掌无水印，土团自50cm处落 在地上散成蒜瓣状，自100cm高处落在坚实地面上即松散，出现这些 现象即表明土已接近最佳含水率。4. 6填料分层厚度控制路基填筑时的松铺厚度必须严格控制。一般路段松铺厚度小于或 等于30cm，构造物两侧（桥涵头处理）松铺厚度不得大于15cm，路床 顶面最后一层的最小压实厚度大于或等于10cm，如果填土厚度过薄， 也会出现脱皮开裂的现象。填土分层的压实厚度和压实遍数与压实机 械类型、土的种类和压实度有关，应通过试验路来确定，同样质量的 振动压路机比光轮静碾压路机的有效深度在1.5-2.5倍，如果压实遍 数超过10遍仍达不到压实度要求，则应减小压实厚度。只有各填筑层 具备相当理想的压实度和良好的整体板体性后路基整体才能得以稳 定，才能实现对地表水的防渗封闭和对地下水的隔断作用，否则，某 一局部强度不足，将扩至一片到整个道路产生破坏。4.7路基碾压填筑路基时，应要求从基底开始在路基全宽范围内分层向上填土 和碾压，尤其应注意路堤的边缘部分。路堤边缘往往压实不到，处于 松散状态，雨后容易滑坍，故两侧可采取宽填4050cm，压实工作完 成后再按设计宽度和坡度予以刷齐整平。路基压实时，第一遍用振动 压路机静压进行稳压，然后再振动压实，具体要求：4.7.1直线段和大半径曲线段，应先压边缘，后压中间；小半径曲线段因有较大的超高，碾压顺序应先低（内侧）后高（外侧）。4.7.2压路机碾压轮重叠轮宽的1/31/2。4.7.3碾压遍数，振动压路机振约68遍，一般就可以达到密实 度要求。4.7.4压路机的行驶速度过慢影响生产率，过快则对土的接触时 间过短，压实效果差。一般光轮静压压路机的最佳速度为25公里/ 小时，振动压路机为36公里/小时。所以各种压路机械的最大速度 不应超过4公里/小时。4.7.5影响压实效果的主要因素一般来说是含水率、土类，以及 压实功能。根据现场施工经验，在压实前最好实测一下路基土的实际 含水率，经验证明土壤的实际含水率在最佳含水率的正负1%3%进 行碾压效果最好。现场实测含水率的简单办法是用酒精燃烧法简单易 做很适合施工现场操作。如果因工期关系没有时间晾晒，可以考虑掺 拌石灰的方法减少土的含水率。4. 8压实工具及压实层厚度控制不同的压实工具，其压力传播的有效深度也不同。夯击式机具传 播最深，振动式次之，碾压式最浅。一种机具的作用深度，在压实过 程中不是固定不变的，土体松软压力传播较深，随着碾压遍数增加， 上部土层逐渐密实，土的强度相应提高，其作用深度也就逐渐减小。 当压实机具很重时，土的密实度随施荷时间增加而迅速增加，超过某 一限度后，土的变形急剧增加，甚至达到破坏；当压实机具过重，以 至超过土的强度极限时，会立即引起土体结构破坏。压实过程中，压路机速度的快慢对压实效果也有影响，当对压实 度要求较高，以及铺土层较厚时，行驶速度要慢一些。碾压开始宜用 慢速，随着土层的逐渐密实，速度逐步提高。正式碾压时，若为振动 压路机，第一遍应静压，然后振动碾压，且由弱振至强振。这样的话， 既能使整个填十层达到良好、均匀的压实效果，还保证了路基的平整 度。土压实层的密度随深度递减，表面5cm的密度最高。填土分层的 压实厚度和压实遍数与压实机械类型、土的种类和压实度要求有关， 应通过试验来确定。一般认为，对于细粒土，用1225t光轮压路机 时压实厚度不超过20cm，用2225t振动压路机时（包括激振力）， 压实厚度不超过50cm。4. 9平整度控制规范中路基土分层填筑时未对平整度作规定，长期的施工经验告 诉我们，压路机在平整的路面上行驶时，对每一处的压实功能都是相 等的，碾压完成后各点的压实度比较均匀，统计曲线离散程度小。平 整度差的路基在碾压时，压路机对路基土产生向下的冲击力，由于力 的分布不匀，碾压完毕后各点得到的压实功各不相同，压实度也不均 匀，可能出现某一段落、某一区域的压实度达不到要求，还必须增加 检测频率，划分出不合格区域，重新碾压。4.10台背回填区压实度的控制由于台背回填是路基压实中的薄弱环节，因此，施工时应特别引起 重视。首先应将台背区划分为特别夯实区，并划定特别夯实区的宽度, 一般不小于3m。在此范围内的压实度应高于同一层次的路基压实度。 二是要改善填料的结构，长期以来，填料多采用路基填表土，由于重 型压实机械在台背范围内难以操作，故压实度很难达到规范要求。所 以，必须从设计角度出发，改善填料的结构，采用填砂、级配砂砾、砾 石等材料。三是严格分层夯实，台背回填的松铺厚度应小于路基填土 松铺10-15cm。四是通道、涵洞、可采取先填筑路堤后开挖基坑的方 法，从而减少夯实宽度，并回填级配砂砾，以确保回填质量。总之， 对台背回填应主要注意：选择渗水性较好土质；必须保证桥头路基有 足够压实度，达到设计规范要求；加强桥头路基的排水。4.11压实度检测路基压实度的检测方法较多，最常采用的有灌砂法、灌水（水袋） 法、核子密度仪测定方法、环刀法等。一般采用是灌砂法，该方法工 作量大，做实验所需时间较长，但实验数据较直接、真实、精度高， 为现在砾类土检测压实度最常用的方法。第二种方法是环刀法，该方 法操作简单、数据准确，深受质检部门和施工单位的欢迎。但环刀法 对于砾类土不适于做为检测方法，第三种方法是核子密度仪测定方法。 该方法可测定填表土的密度、含水率。有使用方便、快速的优点，但 由于其精确度不高，不宜作仲裁试验及验收的依据。不管采用上述何种方法，均应严格遵守试验规程，使检测出的任 何一组数据真实可靠。5、结语公路路基施工质量的好坏将直接影响到路面的稳定性。在施工中，需综合考虑土质、含水量、压实功能及压实时外界的自然和人为等因 素，施工中采取有效质量控制措施，施工人员应树立强烈的责任感，从我做起，按规范施工，重视施工中的每一个小环节，以保证路基的 压实质量，为下一步路面施工提供有力的保障。