高速公路中宕渣路基的质量控制的方法.docx
《高速公路中宕渣路基的质量控制的方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高速公路中宕渣路基的质量控制的方法.docx（11页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高速公路中宕渣路基的质量控制的方法
高速公路中宕渣路基的质量控制的方法
摘要针对宕渣路基质阿量不易控制的特点，通过试验段施工，取得松铺厚度，碾压方法、碾压遍数、压实度等工艺控制的关键参数，并总结出高速公路中宕渣路基质量控制的方法。
关键词高速公路宕渣路基质量控制
宕渣路基这个名称在现行公路技术标准和教科书上是找不到的，宕渣从材料特性上是属于一种经开采粒径大于40mm的石块含量大于30%的土石混合料。
其石块的最大粒径不大于200mm（用于路基顶面以下30cm范围内最大粒径不大于100mm）。
这种混合料大小石块混杂，石质各不相同。
碾压成型后，石料集中的部位压实度较高，而土含量多的部位压实度相对低一些。
这种压实度的不均匀，对路基的整体质量影响较大。
所以，严格地讲，宕渣不是填筑路基的理想材料。
但从矿场的废料利用和征用地少等方面来看，宕渣又不失为一种首选填料。
这样，只有在施工方法和质量控制措施上下功夫，通过试验来确定合适的松铺厚度、碾压方法、碾压遍数等工艺控制的关键参数，以确保宕渣路基的整体质量。
1、工程概况
07省道四合同（K19+900～K26+500）全长6.6km，路基宕渣填筑量达37万m3。
该段地质条件差，全线均为软弱地基。
为了取得宕渣路基的施工工艺参数和质量控制方法，拟先做试验路段，待条件许可后再进行全线路基的施工。
根据施工计划安排，试验路段选定在非软基处理段K7+150～K7+420，总长270m。
区间最大填高2.05m，最小填高0.84m，共分8层填筑。
第一阶段填筑共做了3层，一层78区，二层80区。
施工时间7月21日至8月15日，总方量约5000m2。
宕渣料来自海盐县的秦山，其混合体密度为2.514g/cm3。
2、试验段施工方法
2.1机械选型及劳力组织
2.1.1机械配置
YZ14A自行式压路机一台，击振力28T，YZT18B拖式振动碾一台，击振力58T，上海140推土机一台。
运输车辆：
东风5T自卸车20辆。
2.1.2人员组织
现场指挥一名，技术员、试验员一名，机械司机25名，铺助工10名。
2.2过程控制叙述
2.2.1在填前对已清表原地面进行压实。
报检合格后，恢复路基中、边桩（每20m一个）。
边桩用高1m的5×3cm的木条制作。
用红、白油漆相间涂饰（每30cm一格），并注明里程桩号，人工挂线控制层厚和填宽。
2.2.2在边线外侧分别挖一条临时排水沟，保证沟内排水畅通，无积水浸泡路基。
根据路基填高，对路基填筑段进行分层。
路基顶部80cm压实厚度分别为15、15、25、25cm，以下为30cm一层，依此试验段共分8层。
2.2.3在指定位置埋设沉降板，本段按设计要求只在K7+330处有一个。
为便于数据统计，在K7+200处增设一个。
同时在沉降板处插一红旗标识，提醒作业人员注意，以保护沉降板。
2.2.4东风车每车容积约5m3。
按拟定35cm的松铺厚度，则每20m长半幅需25车，交底给现场指挥布料人员。
为便于起拱，卸车时中间宜密，两侧宜疏，2%的路拱分3～4次调出。
松铺厚度每层测3～5个断面，事先相对边桩选定测点，测前后高差。
2.2.5上海140推土机整平：
整平从两侧向中间进行，要有专人指挥，上料和整平过程中安排3～4人对粒径大于15cm的石块进行破碎。
2.2.6压实：
第一、二层选用YZ14A压路机碾压；第三层选用YZT18B压路机压实。
碾压由两侧向中间进行，先静压一遍，速度宜慢，然后振动碾压两遍。
灌砂法检测固体体积率，然后每碾一遍，测定一次，直至达到要求值。
2.2.7沉降观测，路基填筑期间，采用S1水准仪每三天观测一次。
表1压实前后标高测定
测点K7+400K7+350K7+300K7+250
左中右左中右左中右左中右
第八层压实前标高2.772.882.752.772.882.78
压实后标高2.722.862.712.732.862.74
第七层压实前标高3.003.212.982.983.233.012.742.862.76
压实后标高2.963.172.962.963.192.982.722.832.72
第六层压实前标高3.233.523.223.233.563.262.973.152.992.732.832.75
压实后标高3.213.503.193.203.553.242.933.122.962.712.802.73
单位：
m
表2松铺厚度与压实厚度测定
测点K7+400K7+350K7+300K7+250平均值压实系数
左中右左中右左中右左中右
第八层松铺厚度26372424352528.5
压实厚度213520203321251.14
第七层松铺厚度28352725372724362629.4
压实厚度24312521332422332226.11.13
第六层松铺厚度27352627372825322726362829.5
压实厚度253323243626212924243326271.09
单位：
cm
2.3试验结果
2.3.1压实度
对级配良好的宕渣，在用YZ14A压路机振动碾压三遍以后，78%的固体体积率是可以保证的。
碾压4～5遍后，80%的固体体积率也完全可以达到。
对YZT18B压路机，在同样的松铺厚度下，达到同样的值可以减少1～2遍。
但若分布均匀，全是细粒料或粗骨料则很难达到规定值，所以最关键的是填料级配。
由于秦山宕渣石多土少，且石料大颗粒居多，若宕渣含水量偏小，其中的细料则难以碾压成型，路层整体松散。
因此对于嵌缝细料或土应适当提高含水量，这样有利于增强碾压效果。
（见表3）
表3压实度及含水量实测值汇总
取样桩号分层压实度/含水量（%）
78区80区
左中右左中右
K7+365883/2.5
K7+390880.7/2.0
K7+390782.5/2.782.3/2.5
K7+355782.3/2.3
K7+410783.4/2.6
K7+270680.7/1.4
K7+300683.5/2.0
K7+310683.9/2.5
K7+345681.5/1.2
K7+388682.3/2.0
K7+399683.5/2.2
2.3.2平整度
鉴于秦山料的特性，路基整平采用推土机进行，人工跟班配合，由于填料材质不均匀，在推土机平整完后，压路机先静压一遍，人工用小斗车装料对坑洼地段进行填补。
填补前用羊镐将底面已压实部分的表层刨松，然后再继续碾压。
在80区段，人工挂线进行调整，以确保平整度符合要求。
2.3.3层厚控制
首先控制每平方上料方量，其次控制好平整度，碾压前抽样检测松铺厚度（见表2），对超限的应重新进行平整。
表4碾压遍数对压实度的影响
机械型号松铺厚度（cm）混合体密度碾压遍数压实结果
含水量固体体积率
YZ-14A302.514g/cm323.0%75.4%
YZ-14A302.514g/cm332.7%78.9%
YZ-14A302.514g/cm342.0%81.7%
YZT18B302.514g/cm313.1%77.2%
YZT18B302.514g/cm322.1%80.5%
YZT18B302.514g/cm332.3%87.2%
经过以上分析，确定以下施工参数：
碾压遍数不少于3遍，松铺厚度35cm。
3、确定全段路基的施工工艺
3.1机械、人员配备
每个施工队至少应配备YZ14A压路机1台，YZT18B压路机1台，上海140推土机1台，平地机1台（全线用）。
现场指挥1名，技术员、试验员各1名，机械司机25名（上料整平及碾压），辅助工10名，运输车辆根据码头及料场的远近按实际配备。
3.2工作面
每个施工队至少有三个工作面，交替施工。
3.3施工措施
3.3.1原地面处理完成后（或第二层砂砾施工完成，搅拌桩养护一个月后），恢复线路中，边桩（每20m一个）。
边桩用高1m的木桩；其上按分层厚度画格，用以控制层厚和宽度。
3.3.2边桩外侧分别挖一条排水沟，施工期间应随时疏通，确保沟内无积水，以避免积水浸泡路基。
3.3.3对路基填筑段进行分层，每层的松铺厚度按测定值控制，在设计位置埋设沉降板。
3.3.4宕渣填筑前，首先应计算好每车料所铺平方数，然后按梅花形上料，中间宜密，两侧宜疏。
3.3.5采用上海140推土机整平，设专人指挥，上料和整平过程中派3～4人对粒径大于15cm石块进行破碎或捡除。
路基外侧一米范围及上路床（0～80cm）宜用较细颗粒。
3.3.6碾压：
碾压前一定要检查推土机整平后的路拱和纵坡，必要时用平地机整平。
碾压时先边缘后中间，并保证压路机每道轮迹搭接1/3宽度。
路基顶0～80cm范围，先用推土机粗平，然后采用人工挂线平地机精平。
表5不同压实要求施工方法
固体体积率机械型号碾压方式
78%YZ14A静压一遍、振动两遍
80%YZ14A静压一遍、振动三遍
YZT18B振动两遍（先YZ14A静压一遍）
82%YZ14A静压一遍、振动四遍
YZT18B振动三遍（先YZ14A静压一遍）
83%YZ14A静压一遍、振动四遍
YZT18B振动三遍（先YZ14A静压一遍）
3.4每段路基施工时制定详细的施工计划，填高3米以下路段，每用填筑不超过1.5米，填高3米以上的路段，每月填筑不超过1.0米。
3.5严格按设计文件，招标文件及规范施工，把好质量关及施工形象，施工进度。
4、小结
通过试验路段的施工，对高速公路中的宕渣路基质量控制有以下几点体会：
①填料的选材及级配很重要。
每一压实层的全宽，必须使用同一种填料，对于级配不合理的宕渣，应予以现场处理或清退，为保证边坡的压实质量，填筑时两侧至少要各加宽30cm。
②路基的下层平整度对上层压实度的影响不容忽视，若下层的平整度差，则上层的松铺厚度的控制很难掌握，在同等的碾压条件下，较薄部分压实度已达到，而厚度超标的位置却有欠缺，这样，压实度的检验结果往往不能真实地反映路基压实的实际状况。
因此，对路基的82、83区必须采用推土机粗平，人工5m挂线，平地机反复精平的方法来控制压实层的厚度和平整度，来确保压实度的合格率。
③宕渣路基除采用试验方法（灌砂法）检验路基的压实质量外，在实际操作中也可采用观察法来初步判断。
即用YZ14A压路机开大振在已碾压成型的路段中速行驶，若无明显的轮迹变化，即说明该段路基的压实度已基本达到，可作试验判定（主要对82、83区）。
④必须严格遵照试验方法中提出的错车和碾压方法碾压，并且松铺厚度不得大于35cm，采用YZ14A压路机碾压遍数不得少于3遍。
⑤当料场或宕渣性质变化时，应及时做试验确定最大于密度，并适当调整铺料厚度，碾压遍数（须征得监理同意）。
⑥由于宕渣是一种渗水性材料，在施工中，须确保路拱防止路基层面积水。
每层路基交验前其表面应无明显的颗粒间隙，必须重视雨后复压，它的作用可能比正常碾压时的效果好几倍。
小论路基压实
摘要路基的压实是路基施工的重要环节。
路基压实效果主要与材料的含水量及压实功能有关。
在施工中应充分考虑到各种因素的影响，尽可能提高路基的压实效果。
关键词路基压实受力工作区影响因素含水量压实功能
在高速公路的路基施工中，路基的压实是一道非常关键的工序。
对路基进行了认真太实的道路，路基的强度高，整体承载能力强且稳定性好，在使用过程中不易发生路堤沉陷，反之，在较短时间内会产生局部沉陷，纵向裂缝，甚至产生结构性破坏。
因此，对路基的压实是保证路基应有强度和稳定性的一项非常重要的技术措施。
1、路基的受力与工作区
1.1路基受力
作用于路基的荷载，有路基的自重（即静载）和汽车的轮重（即活载）。
荷载引起路基相当深度内处于应力状态，见图1。
图1：
路基中按深度的应力分布QZ——轮重P所引起的应力；
QB——路基自重引起的应力；QZ+QB——应力之和。
轮重在路基内所引起的应力，主要按鲍辛尼斯公式进行计算。
当轮重为集中荷载，参见图2。
集中荷载（即轮重）P在深度为Z，水平距离为r处的竖向应力QZ为：
QZ=P/Z2•3/{2π[1+（r/Z）2]5/2}⑴
设：
K=3/{2π[1+（r/Z）2]5/2}
得：
QZ=K•P/Z2⑵
当直接在轮迹中心以下（r=0）时，应力为最大，从而式⑵变为：
QZ=K•P/Z2=3/2π•P/Z2=0.4775P/Z2≈0.5P/Z2⑶
由式⑶可知，在集中荷载P固定的条件下，荷载在路基内引起的应力，与深度Z的平方成反比。
1.2路基的工作区
路基本身重量在路基内深度为Z处所引起的应力QB为：
QB=r•Z⑷
式中：
r——土的容重
在到达一定深度，当轮重所引起的应力QZ与路基土自重所引起的应力QB的比值（1/n）为很小时，可以略去，则；K•P/Z2=r•Za/n
从而得出车轮荷载所引起应力分布深度，即工作区深度的近似值为：
Za=√KnP/r
式中：
Za——路基工作区深度；P——车轮荷载；
K——系数，K=3/2π≈0.5；r——土的容重；
n——系数，n=QB/QA
当工作区深度大于路基填土高度时，行车荷载不止作用于路堤，而且还作用于原地面上部土层。
为此，原地面与路堤应同时满足荷载要求并须充分压实。
2、路基压实的意义和机理
路基施工破坏土体的天然状态，致使其结构松散，颗粒重新组合，为使路基具有足够的强度与稳定性，必须予以压实，以提高其密实程度。
所以路基的压实工作，是路基施工过程中一个重要工序，亦是提高路基强度与稳定性的根本技术措施之一。
土是三相体，土粒为骨架，颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据，压实的目的在于使土粒重新组合，彼此挤紧，孔隙缩小，土的单位重量提高，形成密实整体，最终导致强度增加，稳定性提高，而且路基压实后，路基的塑性变形，渗透系数，毛细水作用及隔温性能等均有明显改善。
3、影响压实的主要因素
对路基施工中影响压实效果的因素有内因和外因两方面。
内因指土质和含水量，外因指压实功能（如压实厚度、压实机械性能、压实遍数及速度）。
在压实过程中，材料的含水量对所能达到的密实度起着非常大的作用。
材料的干容重r随含水量w而变的规律性如图3所示，在同等条件下，一定含水量之前，r随w增加而提高，主要原因在于水起润滑作用，颗粒间阻力减小，施加外力后，孔隙减少，颗粒容易被挤紧，r得以提高。
r增至最大值后，w再继续增大，颗粒间孔隙被水分所占据，而水不易被外力所压缩，因而w增大，r随之降低，通常在一定击实条件下r的最大值被称为最大干容重r（曲线的最高点）。
所对应的含水量称为最佳含水量w。
由此可见，压实时，如能控制土的湿度为最佳含水量w。
则压实效果为最高，耗费的压实功能为最经济。
各种土类的r0与w0在一定压实功能情况下基本上是固定不变的。
因此我们可在施工过程中予以控制。
压实功能对压实效果的影响，是除含水量以外的另一重要因素，在相同含水量条件下，压实功能越高，路基的密实度r越高。
在施工过程中可增加压实功能，如增大压实机具吨位，增加辗压次数或处长压实时间等，以达到提高路基强度或降低含水量。
但用增加压实功能的办法来提高路基强度的效果有一定限度。
功能增加到一定限度以上时，压实效果的提高会越来越缓慢，在经济效益上不尽合理，相比之下，严格控制最佳含水量，要比增加压实功能效果好得多。
当含水量不足，洒水有困难时，适当增大压实功能，可以收效，如果含水量过大，此时若增大压实功能，必将出现弹簧，压实效果很差，从而造成返工。
另外，压实厚度对压实效果也具有明显影响，经试验证明，在相同压实条件下（土质、含水量与功能不变），密实度随深度递减。
用增加辗压遍数（10遍以上）来提高压实效果，不如减少压实厚度。
5、结束语
以上通过对路基压实的初步探讨，旨在说明在路基施工中路基压实的重要性，让现场施工人员对路基的压实引起重视，并根据具体情况在施工中结合影响路基压实效果的因素，选用合理的方法来提高路基的压实效果，从而达到提高路基质量的目的。
升级会员 