筑路路基材料的选择与压实

[12-11 17:00:56]   来源:http://www.tmgc8.com  公路工程   阅读:3611


    道路路基是路面的基础,是整个道路构造的重要组成部分,与路面共同承担行车载荷。路基即指路面基层以下部分一定范围的土体,包括为获得具有均匀承载能力的路基而进行的局部换土部分,回填、移挖作填联接处的缓和区段部分,都属路基的组成部分。   

    根据路基设计标高和原地面的位置关系,一般分为路堤、路堑、半挖半填路基等几种形式。

    道路对填土的要求十分严格,对填土所用材料必须慎重选择,并按有关规范和设计要求认真压实,以保证道路的强度和稳定性。

    填土路基的强度和稳定性是一个整体,在填土选料上最好采用强度高、水稳定性好的材料。

    路基工程中常涉及到的土类,就其表现的稳定性,可分为以下几种类型:

    (1)最稳定的土:漂石(块石)、卵石(碎石)、粗砂、矿渣、石夹土、石质土,这些材料内摩擦系数大,其强度不受或很少受含水量影响,级配良好的砾石混合料,密实程度好。这类材料经合理铺筑碾压,可筑成稳定的路基,是填筑路基的很好的材料。

    (2)较稳定的土:这类土是路基填筑中最常用的材料,包括砂土、砂性土(砂粘土、粘砂土)、粘性土。

    ①砂土:无塑性,透水性强,毛细上升高度很小,具有较大的内摩擦系数,强度和水稳性均较好。用振动法或灌水法充分压实后,路基压缩变形小。在有条件情况下掺加一些粘性大的土,更能提高乐实后路基稳定性,改善路基使用质量。

    ②砂性土:既含有一定数量的粗颗粒,使路基具有足够的强度和水稳性,又含有一定数量的细颗粒,使其具有一定的粘结性,不致过分松散。遇水干得快,不膨胀,容易被压实而形成平整坚实的路基。

    ③粘性土:细颗粒比重大,内摩擦角小,而粘结力大,透水性小,吸水能力强,吸水时膨胀,干燥时收缩,毛细现象显著。干燥时坚硬,不易被水浸湿,但浸湿后亦难使之干燥,且潮湿时强度大大降低。在季节性冰冻地区,遇不良水温状况下,路基容易产生冻胀和翻浆。经充分压实并采取良好的排水措施,能筑成稳定的路基。

    (3)稳定性较差,不宜作路基填料的土:包括粉性土、重粘土、淤泥和淤泥质土、肥粘土、盐渍土、草甸土及白垩土、白僵土、泥灰岩等。

    ①重粘土:重粘土(蒙脱土、伊里土、高岭土)的工程性质与粘性土相似,但其塑性更大,潮湿时膨胀更强烈,干燥时收缩更大,透水性极低,压缩性大,压缩速度慢,抗剪强度低,是不良的筑路材料。

    ②淤泥和淤泥质土:这种土形成初期,有微生物作用,在水中形成的一种构造沉积物,其天然含水量大于液限。孔隙比大于1的砂粘土及孔隙比大于1.5的粘土都是淤泥。这种土具有高度的吸水性,且水稳定性极差,工程性质不良。

    ③肥粘土:塑性指数大于60而小于100的粘土称为肥粘土,塑性指数更大时为极肥粘土。这样土结构紧密板结,但遇水软化,含水量变大时,其体积膨胀,冻结时还易产生冻胀,一般不宜做路基填土。

    ④盐渍土:在地表层lm厚内易溶盐含量大于5%的盐土和碱土共生土壤,这种土一般遇水时稳定性变差,不宜作填土材料。

    ⑤草甸土:在地势低平、水分丰富、滋生着草甸植物(芦苇、地榆等喜湿性植物)条件下形成的土壤。土质粘重,经常处于滞水状态,干旱季节,由于水分蒸发,地表坚硬或出现龟裂现象。这种土不易压实,且如作为路基填土,一旦有机杂物腐烂变质,路基会发生松软和不均匀沉陷等现象。

    ⑥白垩土、白僵土、泥灰岩等土壤都是稳定性比较差的土壤,一般不宜作为填土材料。

    用于路基填筑的土料,必须从技术经济、环保等方面综合考虑,原则上就地取材或利用路堑挖方土,对填土材料总的要求是:具有良好的级配或一定的粘结能力,易于压实稳定,基本不受水浸软化和冻害影响等。对淤泥、腐植土等稳定性较差的土,一般不作为填土,必须使用时,应根据有关技术规范,限制使用或采取一定处理措施。

    由于各种土性质不同,在以不同种类土填筑路基时,应分层填筑,层数应尽量减少,每层总厚度应不小于0.5m。不得混杂乱填,以免形成水囊或滑动面。以透水性较小的土填路堤下层时,其顶应作成4%的双向横坡;如用以填筑上层时,不应覆盖在透水性较大的土所填筑的下层边坡上。凡不因潮湿及冻融而变更其体积的优良土应填在上层,强度较小的土应填在下层。www.tmgc8.com

    选择填料是路基填筑的一个重要方面,填土压实是路基填筑的另一个重要方面。

    土壤的压实,实质上即为:一定深度范围的土体在压力作用下,克服土颗粒间的内聚力和摩擦力,使原有结构受到破坏,固体颗粒重新排列,大颗粒之间的间隙被小颗粒填充变成密实状态,达到新的平衡,以提高土体强度,且降低土体的透水性,减小毛细水的上升高度,防止水分积聚和侵蚀而导致路基土软化或因冻胀而引起不均匀变形。

    路基的填筑都要通过压实,使路基土体满足有关公路工程规范或市政工程规范及设计对压实度的要求。路基土的压实,须根据试验室按土工试验规程确定的最大干密度和最佳含水量进行施工。

    土工试验与施工实践证明,土壤压实特性如下:

    (1)土壤压实,与其含水量密切相关,同一种土在同样的施压条件下,由于含水量不同所得到的压实效果就不同。每一类土都有其各自的最佳含水量,含水量过高或过低其密实度都不能达到最大。

    (2)土壤压实,与其压实功能相关。压实功能是由碾压(或锤击)的次数及其单位压力所决定的。对一定含水量的某种土,以一定的载荷对土体施压,当工体的密实度达到一定限度后,增加施压次数,只能引起土体弹性变形,而不能进一步提高土体密实度。只有增加施压荷载,土体密实度可继续提高到另一限度,直到达到某一极限。

    (3)土体压实,随被压材料的深度增加而减弱,即压实表层密实度最大,而一定深度以下的土壤压实作用显著降低。

    (4)土体压实,与气温有关。气温太低,土壤中水的粘滞度增高,不易压实。温度低于0℃时,部分水结冰,产生阻力更大,更难达到理想的压实效果。气温过高时,由于土体中水分蒸发太快,也不利于压实。

    (5)非粘性土,以静力压实作用不明显,而以动力压实,特别是振动压实,压实效果明显。粘性土,含水量过多时,很难于压实。

    根据土壤的压实特征,路基施工前应对拟用填方土进行击实试验,确定该土的最大于密度和最佳含水量。在对路基填方碾压前,检验土的含水量,施工含水量应控制在最佳含水量的—2%~2%偏差范围以内。土的含水量过大,应采取翻晒、均匀掺入干土或吸水性填料等蔬干措施。土的含水量偏低,则应均匀洒水湿润。土的含水量接近最佳含水量时开始碾压。一般土的天然含水量接近最佳含水量,条件允许的情况下,最好是挖、运、铺、碾依次连续进行。

    路基填土前,应选择好压实机械。压实机械选定后,在路基填土含水量及虚铺厚度确定的情况下,通常以碾压遍数来大体控制压实效果。填土压实遍数,对于高速公路、一级公路以及在特殊地区或采用新技术、新材料、新工艺进行路基施工时,应通过试验性施工,确定达到设计密实度所需的碾压遍数;对于其它等级公路,有条件的情况下,也可通过试验性施工,确定达到设计密实度所需的碾压遍数。试验路段位置应选择在地质条件、断面型式均具有代表性的地段,路段长度不宜小于lOOm。确定路基填土碾压遍数后,对压路机压实行驶速度也应控制,对通过试验施工确定遍数的,以试验时行使速度为准,一般压实行驶速度以不大于4km/h为宜。尤其对于粘性土,会因碾压行驶速度过快而使表面过早结板,降低其下部土的压实功效,甚至形成“弹簧土”,故更应加以注意。

    路基碾压,应从路基边缘向路中心,再从中心向两边顺次进行,前后两次轮迹须重叠,重叠宽度大于30cm。为保障压路机安全操作,路基填土宽度应予加宽,拓宽部分土削坡拍实。分段填筑时,每层接缝处应作成斜坡形。接缝处碾压应重叠0.5m以上,上下层错缝不小于1m。碾压应达到无漏压、无死脚,确保碾压均匀。

    路基每层土碾压完毕,应取土样作压实度试验,检验其是否满足有关规范和设计要求。路基填土完毕,路床形成后,应按有关规范和设计要求,作弯沉试验。对于路基中局部“弹簧土”,应作有效处理。“弹簧土”在路基施工中常有发生,主要是因为填土中或基底含水量较大。对“弹簧土”处理主要有以下几种方式:

    (1)对“弹簧土”开挖,翻晒,待接近最佳含水量时,再分层整乎压实。

    (2)若“弹簧土”面积较大,可开挖明沟或设置盲沟,排(滤)出土内过多水份,再继续施工。www.tmgc8.com

    (3)将“弹簧土”挖尽,另换好土,重新填土分层施工。

    (4)将“弹簧土”挖开,掺人石灰,石灰不仅吸收土中多余水份,降低含水量,而且粘土颗粒等表面的少量活性氧化硅和氧化铝与氢氧化钙起化学反应,生成不溶性水化硅酸钙和水化铝酸钙,将粘土颗粒粘结起来,提高粘土的强度和耐水性,因此,粘土中掺与一定比例的熟化石灰,经碾压后,其强度大大提高。
武汉土木工程建设监理有限公司  朱贵华


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