路基填筑(2)

2018-12-16 22:42

公路施工技术与管理 廖正环主编

横坡。如用以填筑上层时,除干旱地区外,不应覆盖在透水性较大的土所填的下层边坡上。

②不同性质的土应分别填筑,不得混填。每种填料层累计总厚度不宜小于0.5m。

③凡不因潮湿及冻融而变更其体积的优良土

应填在上层,强度(形变模量)较小的土应填在下层。不同土质填筑路堤的方式见图2-3-6和图2-3-7所示。 4)填石路堤的填筑方法

填石路堤的填筑,其基底处理同填土路堤。石料的强度应不小于15MPa(用于护坡的不小于20MPa)。石料的最大粒径不宜超过层厚的2/3。每层的松铺厚度:高等级公路不宜大于0.5m,其他公路不宜大于l.Om。

高等级公路和铺设高级路面的其他等级公路的填石路堤均应分层填筑,分层压实。铺设低级路面的一般公路在陡峻山坡段施工特别困难或大量爆破以挖作填时,可采用倾填方式将石料填筑于路堤下部。倾填时,路堤边坡坡脚应用直径大于30em的硬质石料码砌。码砌的厚度:填石路堤高度小于或等于6m时应不小于1m,高度大于6m时,应不小于2m或按设计规定。

倾填只能在路基下部进行,而在路床底面下不小于1.Om的范围内仍应分层填筑压实。高等级公路填石路堤路床顶面以下50cm范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实,填料最大粒径不得大于lOcm。其他公路填石路堤路床顶面以下30cm范围内填筑应符合路床要求的土并压实,填料最大粒径不应大于15cm。 5)土石路堤的混填方法

土石路堤的填筑,其基底处理同填土路堤。土石混合料中石料强度大于20MPa时,石块最大尺寸不得超过压实层厚的2/3,否则应予剔除。当石料强度小于15MPa时,石块最大尺寸不得超过压实层厚,

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超过的应打碎。

土石路堤必须分层填筑,分层压实。每层铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定,但不宜超过40cm。

混合料中石料的含量多少将影响压实效果。因此,当石料含量大于70%时,应先铺大块石料,且大而向下放平稳,然后铺小块石料、石屑等嵌缝找平,再碾压密实。当石料含量小于70%时,土石可混合铺填,但应消除硬质石块集中的现象。

土石混合料填筑高等级公路时,其路床顶面以下30—50cm范围内仍应填筑符合路床要求的土并分层压实,填料最大粒径不大于l0om。其他公路在路床顶面以下填筑30cm的砂类土,最大粒径不大于15cm。 4.碾压

碾压是路基填筑工程的一个关键工序,有效地压实路基填筑土,才能保证路基工程的施工质量。有关路基压实,将在第三节作专门叙述。

第三节 路基压实

一、路基压实的意义

路基施工破坏了土体的天然状态,使得结构松散,颗粒需要重新组合。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,土的单位质量提高,形成密实整体,最终导致强度增加,稳定性提高。 通过大量的试验和工程实践已证明:土基压实后,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。 二、影响压实效果的因素

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对于细粒土的路基,影响压实效果的因素有内因和外因两方面。内因指土质和湿度,外因指压实功能(如机械性能、压实时间与速度、土层厚度)及压实时外界自然和人为的其他因素等。下面就影响压实效果的主要因素进行讨论。 1.含水量对压实的影响

1)含水量ω与密实度(以干容重/度量)的关系 2)含水量加与土的水稳定性的关系 2.土质对压实效果的影响

土质对压实效果的影响很大。

同时通过对比可见,砂性土的压实效果优于粘性土。其机理在于土粒愈细,比表面积愈大,土粒表面水膜所需的含水量就愈多,加之粘土中含有亲水性较高胶体物质所致。另外,至于砂土的颗粒组,由于呈松散状态,水分极易散失,对其最佳含水量的概念就没有多大的实际意义。

3.压实功能对压实的影响

压实功能(指压实工具的质量、碾压次数或锤落高度、作用时间等)对压实效果的影响,是除含水量之外的另一个重要因素。据此规律,工程实践中可以增加压实功能(选用重碾,增加次数或延长作用时间等),以提高路基强度或降低最佳含水量。但必须指出,用增加压实功能的办法,赖以提高土基强度的效果,有一定限度。压实功能增加到一定限度以上,效果提高愈为缓慢,在经济效益和施工组织上,不尽合理,甚至压实功能过大,一是会破坏土基结构,二是相对应含水量减少而带来的水稳定性差,其压实效果适得其反。相比之下,严格控制最佳含水量,要比增加压实功能收效大得多。当含水量不足,洒水有困难时,适当增大压实功能可以收效,如果土的含水量过大,此时如果增大压实功能,必将出现“弹簧现象,即压实效果很差,造成返工浪费。

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4.压实厚度对压实效果的影响

相同压实条件下(土质、含水量与压实功能不变)实测土层不同深度的密实度(γ或压实度)可得知,密实度随深度递减,表层5cm最高。不同压实工具的有效压实深度有所差异,根据压实工具类型、土质及土基压实的基本要求,路基分层压实的厚度有具体的规定数值。一般情况下,夯实不宜超过20cm,12—15t光面压路机,不宜超过25cm,振动压路机或夯击机,宜以 50cm为限。实际施工时的压实厚度应通过现场试验确定合适的摊铺厚度。 三、压路机的选择与操作

压实机具的选择以及合理的操作,则是影响土基压实效果的另一综合因素。土基压实机具的类型较多,大致分为碾压式、夯实式和振动式三大类型。碾压式(又称静力碾压式),包括光面碾(普通的两轮和三轮压路机)、羊足碾和气胎碾等几种。夯击式中除人工使用的石硪、大夯外,机动设备中有夯锤、夯板、风动夯及蛙式夯机等。振动式中有振动器、振动压路机等。此外,运土工具中的汽车、拖拉机以及土方机械等,也可用于路基压实。

不同压实机具,适用于不同土质及不同土层厚度等条件,这些都是压实机具的主要依据,表2-3-2所列的是几种常用机具的一般技术特性。正常条件下,对于砂性土的压实效果,振动式较好,夯击式次之,碾压式较差。对于粘性土,则宜选用碾压式或夯击式,振动式较差甚至无效。不同压实机具,在最佳含水量条件下,适应于一定的最佳压实厚度以及通常的压实遍数。表2-3-3是各种土质适宜的碾压机械的建议。

压实机具对土施加的外力,应有所控制,以防压实功能太大,压实过度,并防失效、浪费或有害。一般认为,压实时的单位压力,不应超过土的强度极限。不同土的强度极限,与压实机具的质量、相互接触的面积、施荷速度及作用时间(遍数)等因素有关。表2—3-4所列

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是在最佳含水量条件下,土质在几类压实机具作用时的强度,可供选择机具和控制压实功能时参考。实践经验证明:土基压实时、在机具类型,土层厚度及行程遍数已经选定的条件下,压实操作时宜先轻后重、先慢后快,先边缘后中间(超高路段等需要时,则从内侧至外侧宜先低后高)。压实时,相邻两次的轮迹应重迭轮宽的1/3,保持压实均匀,不漏压,对于压不到的边角,应辅以人力或小型机具夯实。压实全过程中,经常检查含水量和密实度,以达到符合规定压实度的要求。

四、土基压实标准

土基野外施工,受种种条件限制,不能达到室内标准击实试验所得的最大干容重,应予以适当降低。令工地实测干容重为了,它与室内标准击实试验得到的值之比的相对值,称为压实度K。 压实度K就是现行规范规定的路基压实标准。表2-3-5所列压实度是以交通部颁发的《公路土工试验规程》重型击实试验法为准。对于铺筑中级或低级路面的三、四级公路路基,以及南方多雨地区天然土的含水量较大时,允许采用表2-3-6轻型击实试验法求得的路基压实标准。特殊干旱地区雨水较少,地下水位也较低,压实度稍有降低不致影响路基的坚固、稳定和耐久性能,加之水量稀少,天然土的含水量大大低于土的压实最佳含水量,要加水到最佳含水量并压实到表2-3-5的规定确有困难,因此,特殊干旱地区的压实度可降低2%-3%。 填石路堤包括分层填筑和倾填爆破石块的路堤,不能用土质路基的压实度来判定路基的密实程度。其判定方法目前国内外各国规范尚无统一规定。我国城市道路路基工程施工及验收规范规定,填石路堤需用重型压路机或振动压路机分层碾压,表面不得有波浪、松动现象,路床顶面压实度标准是12—15t压路机的碾压轮迹深度不应大于5mm。国外填石路堤有采用在振动压路机的驾驶台上装设的压实计反映的计数值来判定是否达到要求的紧密程度。但无定量值的规定,且只限

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