公路路基是路面的基礎(chǔ),路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性是保證路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性的基礎(chǔ)條件。公路路基是一種線形結(jié)構(gòu)物,具有路線長(zhǎng),與大自然接觸面廣的特點(diǎn),其穩(wěn)定性在很大程度上受當(dāng)?shù)刈匀粭l件的各種因素影響。所以嚴(yán)格地控制路基的壓實(shí)度,是路基質(zhì)量的一個(gè)重要保證只有對(duì)路基、路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行充分壓實(shí),才能保證路基、路面的強(qiáng)度、剛度及路面的平整度,并可以保證及延長(zhǎng)路基、路面工程的使用壽命。
1 保證公路路基壓實(shí)度的技術(shù)措施
1.1 標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)
標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)是模擬現(xiàn)場(chǎng)條件,以重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn),得出路基填料的最大干密度和最佳含水量,路基壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果是否準(zhǔn)確,最大干密度起著決定作用,一個(gè)不正確的標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)是得不出最大干密度和最佳含水量的準(zhǔn)確數(shù)值的如果標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)得了同樣的最大干密度偏小,而檢測(cè)后壓實(shí)度值偏大,壓實(shí)度就達(dá)不到實(shí)際標(biāo)準(zhǔn),從路面影響路基的強(qiáng)度。因此,在路基填筑施工前,必須對(duì)取土廠代表性土樣嚴(yán)格按公路土工試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn),取得各個(gè)取土廠的最大的干密度和最佳含水量,在施工過(guò)程中,若取土廠顆粒組成發(fā)生變化時(shí),要從新做標(biāo)準(zhǔn),擊實(shí)只有這樣的標(biāo)準(zhǔn)密度才能作為衡量現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度的尺度,保證路基的施工質(zhì)量。
1.2 含水量
對(duì)某一種土用一定的方法進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)當(dāng)含水量逐漸增加時(shí),土壓實(shí)后的密度(以土的干容重表示)也逐漸增加,當(dāng)含水量達(dá)到某一數(shù)值時(shí),此時(shí)的密度最大,若再增大含水量,土的密度又逐漸減小,達(dá)到最大密度時(shí)的含水量稱(chēng)為最佳含水量相應(yīng)的密實(shí)度稱(chēng)為最佳密實(shí)度—密實(shí)度試驗(yàn)的現(xiàn)象說(shuō)明,在小于 W 的范圍內(nèi),增加含水量時(shí),飲食在土粒表面的薄膜加厚,在壓實(shí)時(shí)起到潤(rùn)滑作用而減小了土粒之間的引力和摩擦力,使土顆粒易于重新排列,成為緊密結(jié)構(gòu)而增長(zhǎng)密度,含水量超 W 時(shí)土粒間的空隙幾乎全被水分充滿或有余,外力不能直接作用于土粒上,而傳遞給了土粒周?chē)乃炕虮环忾]的空氣,因而土顆粒反而不易改變位置緊密排列,密度也相應(yīng)減小,處于最佳含水量時(shí)壓實(shí)的土,土顆粒排列緊密,空隙最小,水量不易進(jìn)入或進(jìn)入的數(shù)量最少,因此飽和后密實(shí)度降低最小,而強(qiáng)度降低也較小,即此時(shí)壓實(shí)的土體可以得到最大密度和最有利的搭配及最好的水穩(wěn)定性。這樣的土基,無(wú)論在春融期或雨天都能保證其具有較高的密度和強(qiáng)度。
1.3 填土厚度
壓實(shí)厚度對(duì)壓實(shí)效果具有比較明顯的影響,對(duì)不同厚度的壓實(shí)度,隨厚度的增加,壓實(shí)度逐漸減小,如果填土厚度過(guò)大,下面的壓實(shí)度就達(dá)不到規(guī)范的要求,施工前應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)路段確定填土厚度,松鋪系數(shù)及碾壓數(shù),在施工過(guò)程中,碾壓前應(yīng)檢測(cè)檢松鋪厚度是否符合要求,合格后方可碾壓。
1.4 壓實(shí)機(jī)具的方法
壓實(shí)土基時(shí),由于所才用的壓實(shí)機(jī)具和壓實(shí)方法(如重復(fù)作用,碾壓速度等)不同,可獲得不同的效果,壓實(shí)機(jī)具分碾壓式,夯擊式,振動(dòng)式三種,不同的壓實(shí)機(jī)具,傳播的有效深度各不相同,一般夯擊式機(jī)具的傳布深度較大,振動(dòng)式次之,碾壓式最小。
隨著壓實(shí)作用的延長(zhǎng),壓實(shí)深度也加大,并在土層碾壓密實(shí)后而趨向穩(wěn)定,所以碾壓速度越高,壓實(shí)效果越差。
2 公路路基壓實(shí)度的檢測(cè)手段
現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)質(zhì)量用壓實(shí)度表示,對(duì)于路基土及路面基層,壓實(shí)度是指工地實(shí)際達(dá)到的干密度與實(shí)試驗(yàn)所得的最大干密度的比值;對(duì)瀝青路面,壓實(shí)度是指現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際達(dá)到的密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度的比值。
目前,較為常用的現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度的測(cè)量方法有環(huán)刀法、灌砂法、核子密度儀法等。
2.1 環(huán)刀法
該法主要使用于測(cè)定不含骨料的粘性土密度。儀器設(shè)備有:環(huán)刀(內(nèi)徑 6~8cm,高 2~3cm,壁厚 1.5~2mm)、天平(感量 0.1g)、修土刀、鋼絲鋸、凡士林等。試驗(yàn)方法如下:
(1)預(yù)先在環(huán)刀內(nèi)壁涂一層凡士林,在設(shè)定檢測(cè)位置將環(huán)刀的刀口向下放在土體上。
(2)通(過(guò)修土刀或鋼絲鋸,將土樣削成略大于環(huán)刀直徑的土樣,然后將環(huán)刀垂直加壓,至土樣伸出環(huán)刀上部為止;削去兩端余土,使之與環(huán)刀口面齊平,并用剩余土樣測(cè)定含水量。 (3)擦凈環(huán)刀外壁,稱(chēng)量其質(zhì)量,準(zhǔn)確至 0.1g。(4)結(jié)果整理:計(jì)算出土樣的干密度,進(jìn)而獲得壓實(shí)系數(shù) K。
2.2 灌砂法
實(shí)行灌砂法,應(yīng)當(dāng)符合條件:當(dāng)集料的最大粒徑小于 15mm、測(cè)定層的厚度不超過(guò) 150mm時(shí),宜采用 Φ100mm 的小型灌砂筒測(cè)試;當(dāng)集料的粒徑等于或大于 15mm,但不大于 40mm,測(cè)定層的厚度超過(guò) 150mm,但不超過(guò) 200mm時(shí),應(yīng)用 Φ150mm 的大型灌砂筒測(cè)試。所需儀器設(shè)備有:灌砂筒(內(nèi)徑 100mm、總高 360mm)、金屬標(biāo)定罐、基板、臺(tái)秤(稱(chēng)量 10~15kg,感量5g)、量砂(粒徑 0.25~0.50mm、重量 20~40kg)必要的挖取土設(shè)備。試驗(yàn)方法如下: