路基路面壓實技術優(yōu)化研究
時間:2022-09-16 09:13:08
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摘要:公路路基路面施工中,壓實是重點環(huán)節(jié),科學壓實有利于提高路基路面的密實性、平整性,保證車輛的安全通行和平穩(wěn)通行。路基路面壓實效果受多因素的影響,在市政道路路基路面壓實階段,需要結(jié)合工程條件識別具體的影響因素,采用有針對性地優(yōu)化壓實技術,充分保證壓實效果。鑒于此,以路基路面壓實的重要性為切入點,闡述對路基路面壓實作業(yè)造成影響的關鍵因素,再重點探討相應的壓實技術優(yōu)化措施。
關鍵詞:市政道路;路基路面;壓實技術
1路基路面壓實的作用
1.1有助于提高路基路面的強度
強度是評價路基路面施工質(zhì)量的重要指標,做好壓實作業(yè)可提高路基路面的強度,使公路整體有更突出的耐久性。反之,若在公路路基路面施工中,未將壓實作業(yè)落實到位,將導致部分路段的強度偏低。盡管其在短期未見異常狀況,但隨著使用時間的延長,在行車荷載、降雨等因素的作用下,易出現(xiàn)質(zhì)量問題,甚至威脅車輛的安全通行。
1.2有助于提高路基路面的穩(wěn)定性
對路基路面有效壓實,可保證路基路面有足夠的強度和密實度,確保公路整體的穩(wěn)定性較好,能夠正常使用。若缺乏有效壓實,路基路面會隨著時間的推移而出現(xiàn)裂縫病害。裂縫則會由于處治不及時而衍生出更為嚴重的質(zhì)量問題。從這一角度來看,加強路基路面壓實非常必要。
1.3有助于提高路基路面的平整度
在公路路基的施工中,為了保證填土的有效性,應根據(jù)路基壓實度合理控制填土量。若路基壓實不到位,將影響路面的質(zhì)量,導致路面的平整度下降,使車輛行駛時產(chǎn)生較強的顛簸感,輕則影響車內(nèi)人員的舒適性,重則誘發(fā)交通事故。由此看來,加強路基路面壓實也非常必要。
2路基路面壓實質(zhì)量的關鍵影響因素
路基路面壓實效果受多因素的影響,在市政道路路基路面壓實階段,需要結(jié)合工程條件識別具體的影響因素,采用有針對性地優(yōu)化壓實技術,充分保證壓實效果。路基路面結(jié)構如圖1所示。
2.1路基土壤的含水量
在壓實環(huán)節(jié),需要加強對路基土壤含水量的控制,盡可能減小其與最佳含水量的偏差,以便更高效地壓實,取得良好的路基壓實效果。相關研究成果表明,隨著土壤深度的變化,對應的含水量改變,壓實的密實度也不盡相同。這一系列變化隨之影響到土壤顆粒間的摩阻力,土壤應力分布狀態(tài)有所改變,最終對壓實效果帶來影響。在路基壓實環(huán)節(jié),由機械設備提供壓力作用,此時土壤的密實度增加,水分也將加大,諸如此類因素均會對壓實效果產(chǎn)生影響。為保證壓實質(zhì)量,需要加強對填料含水量的檢測與控制,將其與最佳含水量的偏差穩(wěn)定在許可范圍內(nèi)。
2.2壓實速度
路基路面壓實時,設備運行應遵循勻速原則,若過快或過慢均會影響壓實效果。為此,需要加強崗前培訓,使壓路機作業(yè)人員掌握壓實技巧,明確合適的壓實速度控制區(qū)間,以便在實際施工中有效調(diào)控,將壓實速度穩(wěn)定在合理的區(qū)間內(nèi),有條不紊地推進壓實作業(yè)。
2.3壓實方式
合理的壓實方式對提高路基路面壓實效果有重要意義。在路基路面壓實環(huán)節(jié),通常從邊緣處開始壓實,再逐步向中間區(qū)域推進,全程連續(xù)進行,非必要時不停車,以免由于中途停頓而導致局部出現(xiàn)質(zhì)量問題。
2.4壓實厚度
在相同的壓實方式下,不同壓實厚度對應的壓實效果也存在差異。若壓實厚度偏大,將加大壓實的難度,降低壓實效果。為此,宜采取分層有序填筑、壓實的作業(yè)方法,根據(jù)結(jié)構總厚度細分各層的厚度,且盡可能保證層厚的均勻性。此外,除了明確壓實厚度外,還需加強對壓實度的控制,最終取得良好的壓實效果。
3市政道路路基壓實技術優(yōu)化
本文以某市的市政道路施工工程為例進行分析。該市政道路總長度是7036.3m,雙向六車道,按照城市標準進行施工,施工完畢之后的行車道測量寬為50m。該城市的市政道路分布最廣的是人工雜填土,為此需將填筑層的厚度控制在0.3~0.31m,將市政道路的承載力控制在66kPa以上。市政道路的淤泥層中,需將填筑層的厚度控制在1.4~2.1m之間,將市政道路的承載力控制在44kPa以上。
3.1根據(jù)試驗確定壓實作業(yè)方案
3.1.1組織試驗的必要性路基的力學性質(zhì)、土體的含水量、路基地層的強度等,均會對路基壓實效果造成影響,且各項因素往往共同作用,使整個影響機制錯綜復雜。為了順利壓實路基,需要在正式施工前,選取具有代表性的路段組織試驗。根據(jù)實際施工反饋的信息動態(tài)優(yōu)化壓實細節(jié),如壓實厚度、壓實速度、壓實遍數(shù)等,最終得到一套可行的壓實方案,為正式壓實提供指導。試驗段的施工數(shù)據(jù)具有重要的參考價值,因此合理選擇試驗段尤為關鍵。3.1.2試驗過程一般要求路段的長度達到100m以上,且選取路段的地質(zhì)條件、斷面形式均要具有代表性。試驗段施工的主要內(nèi)容如下:在現(xiàn)場選取土樣,做重型擊實試驗,此舉目的在于明確最大干密度和最佳含水量。再基于土樣的試驗數(shù)據(jù)繪制兩者的關系曲線圖,以便判斷土壤的特性,有針對性地控制實際含水量。經(jīng)過壓實試驗后,確定合適的層厚和壓實遍數(shù)。對于層厚的確定,主要考慮的因素是現(xiàn)場土質(zhì)特性和壓路機的性能。通常,將試驗環(huán)節(jié)的松鋪厚度設定為30cm。不同土壤的壓實難易程度存在差異,達到相同壓實效果所需的壓實遍數(shù)也不相同。例如,黏性土的壓實通常需要較多的遍數(shù),砂性土則更易壓實,壓實遍數(shù)較少。從設備的角度來看,在相同壓實要求的前提下,碾壓遍數(shù)由多至少依次為光輪壓路機、輪胎壓路機、振動壓路機。經(jīng)過試驗路段的壓實施工后,根據(jù)期間記錄的數(shù)據(jù)編制試驗報告,確定一套具有可行性的壓實作業(yè)參數(shù)。其中包括土體含水量、壓實設備進行速度、壓實遍數(shù)等,為正式壓實打好基礎。
3.2壓實機械設備的選擇
以壓實范圍內(nèi)的土壤類型為主要參考依據(jù),確定適宜的壓實機械設備。若現(xiàn)場為黏性土,宜采用夯壓機,或采用振動壓路機;若現(xiàn)場為砂性土,要優(yōu)先考慮振動壓路機,不宜采用光輪壓路機。各類壓路機的適用性和運行性能有所不同,需要遵循因地制宜的原則,根據(jù)實際情況合理選擇[1]。
3.3含水量的檢測與控制
路基的強度和穩(wěn)定性是決定路基使用效果的關鍵,壓實則是重要的實現(xiàn)途徑,在有效的壓實方式下,路基將獲得足夠的強度和穩(wěn)定性。路基壓實環(huán)節(jié),壓實度易受到含水量的影響,施工中需要加強對含水量的控制,以使其達到最大干密度。允許實測含水量適當高于試驗確定的最佳含水量,但超出幅度不宜在1%以上。若路基土的實測含水量偏低,可采取適量加水的方法調(diào)整,使含水量達到要求。加水量不可過多或過少,需經(jīng)過計算確認,其公式如下:M=(ω+ω0)·Q(1)式中:M——加水量,kg;ω——路基土的最佳含水量,%;ω0——路基土的實際含水量,%;Q——路基土的質(zhì)量,kg。加水時間的控制較為關鍵,宜在取土前1d完成,以便補充的水能夠滲透至路基土中。此外,可以先將待使用的路基土運輸至現(xiàn)場,再用水車灑水,經(jīng)過水量的補充后,用拌和設備充分攪拌,保證水分均勻分布。
3.4正式壓實
壓實前,先檢測土體的含水量,對比分析實測值與試驗確定的最佳含水量。若兩者的偏差在許可范圍內(nèi),則正式壓實,否則予以調(diào)整。含水量偏高時,以灑水悶料的方法提高該值;含水量偏低時,以翻曬的方法降低該值,直至實際測定的含水量滿足要求為止。待各項準備工作均落實到位后,正式進入路基壓實環(huán)節(jié)。壓實初期,設備的運行速度需控制在4km/h以內(nèi),做到慢速壓實。對于直線段,從兩側(cè)開始壓實,逐步向中間區(qū)域推進。對于小半徑曲線段,先完成內(nèi)側(cè)的壓實,在逐步轉(zhuǎn)向外側(cè)。對于施工中存在的橫向接頭,可以采用振動壓路機碾壓,重疊量需在0.4~0.5m;也可采用三輪壓路機,此時的重疊量取后輪寬度的1/2。壓實作業(yè)需全面,不遺漏任何一處。在振動壓路機運行過程中,首先安排1遍靜壓,再由慢速壓實逐步轉(zhuǎn)為快速壓實,且壓實全程需遵循“先弱振、后強振”的基本原則。部分路段有大型車輛通過,此時可根據(jù)現(xiàn)場交通狀況合理規(guī)劃行車路線,充分發(fā)揮出大型車輛的荷載優(yōu)勢,以達到壓實的效果。大型車輛的軸載較大,其在行駛過程中可以對路基產(chǎn)生壓實作用。但需注意的是,若大型車輛長時間行駛于某特定的路線上,可能會出現(xiàn)過度壓實的狀況,路基產(chǎn)生車轍,路基的平整性、完整性、穩(wěn)定性均受到影響。針對該問題,建議大型車輛在路幅寬度內(nèi)有序行駛,保證壓實的均勻性。
4市政道路路面壓實技術優(yōu)化
4.1瀝青混凝土的找平
路面壓實前,先安排找平。各結(jié)構層施工選用的礦料類型存在差異,各自的質(zhì)地不盡相同,需要根據(jù)具體情況選擇適宜的找平方法。例如,下面層銜接基層和面層的作用,其除了作為路面結(jié)構外,還能在一定程度上彌補基層的不足。根據(jù)此特點,需要加強對下面層標高和層厚的控制;中面層的平整度會影響到上面層,因此需要在下面層上進行調(diào)平,最終得到平整、穩(wěn)定的中面層。
4.2路面壓實
瀝青路面壓實的細節(jié)較多,各項細節(jié)必須得到施工人員的充分重視,以科學的方法處理,如此才可保證路面的壓實效果。具體做如下分析:路面的混合料攤鋪后,對其進行詳細檢查,若存在不規(guī)則的部位,以人工作業(yè)的方式調(diào)整,此后方可正式壓實。路面壓實分階段完成,即初壓、復壓、終壓,根據(jù)試驗段的施工情況,確定合適的壓實機械設備。初壓需要緊跟混合料攤鋪,盡可能在混合料溫度較高時進行。此階段混合料的溫度以130~140℃為宜,連續(xù)靜壓2遍,壓路機的驅(qū)動輪面向攤鋪機,駕駛?cè)藛T需精準控制壓路機的運行姿態(tài),保證實際路線與規(guī)劃路線相符,否則易導致局部混合料推移。初壓后,檢測路面的路拱和平整度,針對存在的問題做適當?shù)男拚?。復壓緊跟初壓,先用振動壓路機做3~4遍的壓實,再用輪胎壓路機做4~6遍的壓實。經(jīng)過復壓后,路面的壓實度應能滿足要求。復壓后安排終壓。此環(huán)節(jié)的設備可選用雙鋼輪壓路機或用振動壓路機(必須關閉振動器),以便消除路面上殘留的痕跡,使路面具有足夠的平整性?;旌狭蠝囟瓤刂品矫妫瑝簩嵑鬁囟刃柙?0℃以上。初壓、振動碾壓時,設備以慢速的狀態(tài)運行,若過快則容易出現(xiàn)混合料推移現(xiàn)象。加強現(xiàn)場管理,盡可能在混合料溫度較高時安排壓實,初壓環(huán)節(jié)混合料的溫度需在130℃以上,復壓、終壓也均要在混合料溫度較高時完成,以便取得良好的壓實度和平整度[2]。以試驗段確定的壓實方案為準,組織路面壓實作業(yè),要求各項施工行為均符合規(guī)范,在源頭上保證路面壓實效果。壓實過程中,壓路機的運行姿態(tài)應合理,禁止在尚未完全硬化的路面調(diào)頭、制動與停留,否則均會影響路面的平整性和密實性。此外,需結(jié)合現(xiàn)場施工條件制定可行的技術措施,以防止機械設備運行時油料、潤滑脂等物質(zhì)灑落在路面上,否則將導致路面受到污染,影響路面的施工效果。接縫部位的處理也較為關鍵,具體包含橫向接縫、縱向接縫及其他原因而產(chǎn)生的施工縫。若接縫部位混凝土的溫度偏低,可用專用的加熱設備處理加熱,以提高該部分混凝土的溫度。待實測溫度達到要求后,方可安排壓實,從而消除接縫部位的縫跡,保證該處的平整性和密實性。
5結(jié)語
綜上所述,路基路面壓實工作的落實,是提高整體施工質(zhì)量的關鍵途徑。路基路面壓實效果受多因素的影響,在市政道路路基路面壓實階段,需要結(jié)合工程條件識別具體的影響因素,采用有針對性地優(yōu)化壓實技術,充分保證壓實效果。在市政道路建設中,施工單位需要從現(xiàn)場條件出發(fā),制定適應于路基、路面的壓實作業(yè)方案,再做好設備配套、技術交底等工作,以便正式施工的順利進行。此外,還需路基路面壓實階段加強質(zhì)量檢測與控制,及時發(fā)現(xiàn)不平整、不密實等問題,有效處理,最終保證路基路面的壓實效果。
參考文獻
[1]夏白田.市政道路路基路面工程的施工及其質(zhì)量控制[J].工程建設與設計,2020(5):186-187.
[2]陳新,余啟蒙.市政道路施工工藝與技術分析[J].工程建設與設計,2021(6):139-140.
作者:邱威 單位:中鐵十九局第五工程有限公司
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