路基压实度毕业论文.doc

毕 业 论 文论文题目 浅谈路基压实度及施工控制 系 部： 路桥工程系 专业名称： 道路桥梁工程技术 班 级： 学号： 姓 名： 指导老师： 完成时间： 2013 年 5 月 10 日目录摘要：1前言11 工程概况11.1 概况11.2 路基标准横断面21.3 路基压实度标准21.4 路基填料22 路基压实机理32.1 压实度的概念32.2 压实机理3 3 路基压实度的影响因素43.1 施工季节43.2 路基填土43.3 土的含水量43.4 松铺厚度53.5 不同压实机械对压实的影响64 路基压实质量控制方法 74.1 路基填土的选择74.2 土的含水量控制74.3 合理选用压实机具74.4 碾压过程的控制84.5 压实工作组织85 相关路基质量通病及处理85.1 软土路基及弹簧土85.2 质量通病预防及处理措施106 结束语10参考文献101浅谈路基压实度及施工控制摘 要：路基的稳定性问题一直困绕着施工质量。影响路基稳定性的因素主要有自然因素和人为因素，自然因素的影响主要依靠合理的设计来减弱和克服，人为因素主要是从规范施工过程中来克服。而路基是影响路基稳定性的关键因素之一。那么怎样有效的控制好路基的压实度呢？实际施工时路基压实度的影响因素较多，主要是土质、含水率、碾压工艺等。所以在进行公路路基施工过程中，我们必须结合实际情况，认真分析每种因素及相应的控制措施。关键词：路基压实度；土质；含水率；施工工艺 前言：本次实习主要学习了石灰稳定土的施工，故以下路基压实度均指石灰稳定土路基的压实度。石灰土具有造价低廉且具有较高的强度、较强的板体性等性能常被作为主要的路基填料。公路上经常看到路面开裂、沉陷等病害，究其原因，病害出现在路面上，但病根往往在路基上。 公路路基压实度是保证路面质量的基础，最终影响整个公路的使用效能。基层灰土压实不足，在后期使用过程中，路面上就可能产生车辙、裂纹、沉陷和水损坏，可能使整个路面产生剪切破坏。而通过压实，则可以充分发挥路基土和路面材料的强度，减少路基、路面在行车荷载作用下产生的永久形变，还可以增加路基土和路面材料的不透水性和强度稳定性，使路基及路面各结构层材料具有足够的密实度，这对于增强路基、路面的使用性能和延长寿命公路的具有十分重要的意义。1工程概况1.1概况333省道兴化段改扩建工程起于兴化市东台市的交界，路线顺接333省道东台段，终点至兴化高邮界，路线全长36.311km（不含完全利用231省道8.649km）。本项目共分为5个设计标段，本段为第五标，简称XH-5，桩号为K38+226K44+960.4，设计里程为6.734km。该标段全部为新建工程，设计路面宽度26m。实习所在施工段为施工1队，桩号K38+226K39+675，全长1.449km。其中盖板涵2处，中桥1处，暗塘2处，河塘1处。1.2路基标准横断面一般路段设计速度为100km/h，采用双向四车道一级公路标准，路基标准横断面宽26m，其中：中间带宽3.5m（含左侧路缘带宽度20.75m），行车道宽223.75m，硬路肩23.0m（含路缘带宽度20.50m），土路肩宽度为20.75m。中央分隔带为凸型，路面横坡2.0%，土路肩横坡4.0%。1.3路基压实度标准为保证路肩的稳定，土路肩培土的压实度要求90%，改沟（渠）路堤及沟（渠）底压实度90%。一般路段路基压实度应达到下表要求：项目分类路面底面以下深度（cm）压实度（%）填方路堤08096801509415093零填及路堑路床08096注：表列压实度系按公路土工试验规程（JTG E40-2007）中重型击实试验法求得最大干密度的压实度。1.4路基填料路基填筑最大松铺厚度不应超过25cm，本项目80cm路床建议分5层填筑。详勘阶段对本标段拟定的取土坑进行了相关试验，土工试验资料显示取土坑为粘性土，塑性指数16，路床及路床底面以下掺石灰进行处治，以满足路基填料CBR值的要求。路基填料掺加石灰具体处理原则如下:（1）路床顶面以下080cm范围填土均掺加6%石灰处治。（2）路基中部填料掺5%石灰，施工时可根据填料及气候等实际情况酌情调整。施工加宽（每侧不小于30cm）与路基同步填筑，加宽部分掺灰比例与同层次路基相同。（3）清表15cm表土后向下翻挖20cm采用5%石灰处治。（4）对于淤泥较深的河塘路基填筑，清淤后回填50cm碎石土，其上回填5%石灰土至原地面或反开挖的路基底槽位置，压实度路床顶面1.5m以下93%，其上压实度94%。一般河塘及沟渠采用5%石灰土回填。（5）一般路段桥头台后锥坡河构造物基坑回填采用6%石灰土。（6）路基填筑后采用堆载预压处理的段落，预压期沉降补偿采用6%石灰土。（7）清表补偿15cm原地面压实补偿10cm采用掺5%石灰填筑。2路基压实机理2.1压实度的概念 压实度（degree of compaction）：指的是土或其他筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，以百分率表示。它是路基路面施工质量检测的关键指标之一，表征现场压实后的密度状况，压实度越高，密度越大，材料整体性能越好。 对于路基、路面半刚性基层及粒料类柔性基层而言，压实度是指工地上实际达到的干密度与室内标准击实实验所得最大干密度的比值。2.2压实机理不同的土质其化学成分和物理性质都可能存在着一定的差异对特殊路段加强检测，提高试验频率，遵循规范的要求，取得了很好效果，通常情况下对路基进行碾压时，产生的物理现象有：使大小块重新排列，和互相靠近。使单个土颗粒重新排列和互相靠近，使小颗粒进入大的颗粒中，多种路基结构层材料通常主要是由各种不同粒径的单位粒径组成的。在碾压过程中，主要发生的现象是大小块重新排列，互相靠近和小颗粒进入大颗粒的空隙中，产生这些不同物理现象的结果是增加单位体积内固体颗粒的数量，减少空隙率，这个过程称做压实。故从集料的角度来说，级配是影响路基压实度的重要因素。压实度的试验以环刀法、灌砂法居多，环刀法适应砂土，路基填筑中广泛运用此类方法，灌砂法适用于粒径较大的填土材料。但无论用何种方法，其理论依据都大同小异，都是以路基施工压实土的干密度（即检测的干密度成果）与试验室标准击实所得的最大干密度的比值来确定路基的压实程度的，以百分率表示。压实度用K表示，它的理论计算公式为：K = d/dmaxK: 压实度（%）d: 所检测路段压实土的干密度（g/cm3）dmax:标准击实所得的最大干密度（g/cm3） 从上式我们可以看出击实所得的最大干密度dmax的准确与否将直接影响路基检测压实度的试验结果，它能真实地反映路基压实程度。3路基压实度的影响因素3.1 施工季节 气候因素影响着路基施工的质量，不同地区应根据本地气候特点选择合理的施工季节。例如江苏省四季差别明显，夏天泰州地区春季多雨，路基填土含水量难以控制，故不是理想的施工季节。 3.2 路基填土 我国的地域辽阔、地形复杂，能用于土方路基填筑的自然建筑材料大体可分为：粘性土、亚粘性土、粉性土、砂性土、夹石土等，这些自然建筑原材料在性能及其本身的特点不同，施工单位和建设单位又是处于经济效益方面考虑的因素，大多数都是遵循就地取材的原则，来进行公路路基建设。在路基施工中，如果土质不良，即使松铺厚度适中，碾压合乎规范，仍然很难达到压实度标准。所以，一切路基填土都必须经过试验。在路基、路面基层材料等的施工中表明，粒料的级配对所能达到的密实度有明显的影响。均匀颗粒的砂，单一尺寸的砾石和碎石，都很难碾压密实。只有在良好级配的条件下才能达到要求的密实度，也才能满足强度和稳定性的要求。 3.3 土的含水量 影响土方压实的主要因素是含水量。当土中的含水量较小时，土的结构在土粒间的吸力作用下保持着比较疏松的状态，此时较大的孔隙互相连同。空隙中气体比水份多，在此种情况下，进行压实，空隙中的气体排出而使土得到较小程度的压实，但因水少而使土粒间的水膜润滑作用不大，土粒位置变动小，所以压实效果差而使土不能充分压实。逐渐加入水分后，含水量逐渐增大，包围土粒的水膜也随之增厚，其润滑作用也加大了，此时压实，就能使土粒产生较大的互相位置的变动而济紧，压实度逐渐增加；然而水分增加到一定的程度，土中的含水量超过一定限度时，土颗粒间水份过多而出现了水膜以外的自由水，使土粒间相互距离增大，自由水抵消了一部分压实功能，压实效果反而降低。所以在进行击实试验时，在相同的锤击次数下，逐步将土样的含水量增加，此时的效果是干容重也渐增加，当含水量增加到一定限度时，干容重却反而逐渐减小，如将含水量和其对应的干容重绘出曲线，可以看到曲线中的干容重有一最大值，而此时与其对应的含水量，就是最有利于压实的含水量，即称之为最佳含水量而此时的干容重被称为最大干容重，也可以认为土体获得了最大的密度。土的最佳含水量是由土的击实试验确定的。由击实曲线可知，严格的控制最佳含水量是关键。但是，不同的土类其最佳含水量和最大干密度也是不同的。一般粉粒和粘粒含量多，土的塑性指数愈大，土的最佳含水量也愈大，同时其最大干密度愈小。因此，一般砂性土的最佳含水量小于粘性土，而砂性土的最大干密度也大于粘性土。含水量的大小直接影响着土的压实度，含水量越大，干密度越小。在施工中，将含水量控制在与最佳含水量相差正负2%的范围内，压实效果比较理想。土的含水量过大，压实度必然小，会造成路基稳定性降低，有时甚至出现弹簧土。含水量过小，难于碾压，压实度也难以达到规范要求。对于偏湿土我们可以采取晾晒方法，使之接近最佳含水量再碾压可取得很好的压实效果，但对于过湿土，在考虑进度的条件下，也可掺入适量石灰处理。对于偏干土我们可以采取增加压路机吨位或增加碾压遍数的办法来进行压实，压实机械增大吨位和增加碾压遍数相当于增加了土的压实功，尽量使土中的空气排出，增加土的颗粒成份，增大干密度。对于土很干的时候可考虑洒水碾压来达到最好压实效果。因此，土的最佳含水量和最大干容重是施工中进行压实的两个重要因素，在施工中掌握了最佳含水量，使土的含水量等于或接近最佳含水量，就使土方压实效果最好，使被压实的土能够较快地接近最大干容重，也就是达到规范要求的压实度，施工工作就有较高的经济效益。3.4 松铺厚度 为保证路基的强度和稳定性，使路面有一个必要的稳固土基，在填筑土质路堤时，应将填土分层压实。在松散的黄土地区或其它松散土的挖方路段，也应进行压实。公路路基施工技术规范中明确要求必须根据道路的设计断面分层填筑、分层压实。采用机械压实时，分层的最大松铺厚度，高速公路和一级公路不应超过30cm。其他公路按土质类别、压实机具功能、碾压遍数等，经过试验确定，但最大松铺厚度不宜超过50cm。3.5 不同压实机械对压实的影响 依靠自重作用的静压光面钢筒压路机最为普通，广泛应用于一般填土路基的压实。其作用是利用滚筒在碾压层表面来回滚动，在其压力下使土发生一定程度的永久变形而达到压实目的，但由于其单位线压力较小，影响压实层的深度较浅，所以一般予以压整平阶段使用。轻型的只适用于砂砾、砂性土、粉性土。重型的则也可用于轻、重亚粘土。带有羊足或凸块滚筒的压路机，羊脚或凸块每排错开布置，在滚压过程中，羊脚凸块端部面积小，故压强增大，使土体受到强大的压力，压入深度较大，并向土的四周传递了挤压力，对土体产生揉搓作用；利用其梅花行错开布置的特点，滚筒转动时，全面积内使土体依次受到上述压力的作用，因此特别适用于细粒土、粘土或凸块滚筒只适用于粘土、亚粘土类土。震动压路机除具重力作用于土层，其震动力以压力冲击波的形式向土内传递，使土的固体颗粒间的摩阻力减小，加大其在重力压实作用下的位移，济紧了空隙，故压实效果比静压要好。特别是对巨粒土、砂砾土或土内含有石块的压实效果最佳。一般认为振动碾对粘土类细粒土压实效果较差，但实践证明如羊足或凸块式的震动压路机，对粘土类也同样有较好的压实效果，特别是在最佳含水量范围内，用重型羊足震动碾能够较快的使粘土被压实。轮胎式压路机由于其充气的轮胎与土体的接触面积在压实过程中是变化的，最初开始碾压时，土的沉陷较大，轮胎与土接触面积也大，经过碾压后，土体较密实后强度提高，沉陷量减小，而轮胎内气压变化不大，对土的接触面也减小，压力也相对增大。因此，轮胎式压路机较之刚性光面压路机效果较好。此外，轮胎压路机还可用于调节胎内气压大小的方法来增减对土的接触压力，故其适用于多类土壤，包括重粘土都有较好的效果。当轮胎压路机又具备震动性能时，则对土兼有压和揉的作用，使压实遍数减小，就可达到要求的压实度。总之，振动机械形式是多种多样的，可以是平滚、羊足或凸块滚与振动的结合，也可以是无振动仅靠重力静压的；也可是轮胎式振动或不振动的，加之按其质量和激振力又可以分为轻型至重型的各类等级；在驱动上又可以分为托式或自行式的。所以，在施工中，应采用哪种压实机械最有效，还是要结合上述各种压实机械的特点和性能，根据施工时土壤类别的实际情况及其物理力学性能，以及现场客观的和自然环境以及建设的公路等级、压实度要求等等，选用压实机械必要时还应通过试验段取得的实际数据和效果来决定使用的压实机械，才能达到既保证质量，又经济快速的效果的压实。羊脚与光面滚筒比较，后者易使粘土土体形成硬壳而难以传递力到深层，故对粘土不适合用。羊足或凸块滚筒在碾压砂性或砾石类土时，由于其侧压力挤压作用会使被压土的结构破坏，反而会产生翻松现象，故羊足不适合砂性或砾石类土的压实。4路基压实质量控制方法 4.1路基填土的选择在路基施工中，如果土质不良，即使松铺厚度适中，碾压合乎规范，仍然很难达到压实度标准。所以，一切路基填土都必须经过试验。路基施工破坏土体的天然状态，致使结构松散，颗粒重新组合。为使路基土有足够的强度与稳定性，必须予以人工压实，以提高其密实程度。影响路基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）及压实时的外界自然和人为的因素。土质对压实效果的影响很大，砂性土的压实效果优于粘性土，因此施工中要选好土质。本标段的取土坑以粘土为主，间有粉质粘土，导致路基压实不均匀，后采用降低颗粒大小及含水率的方法，达到了压实要求。4.2 土的含水量控制土在最佳含水量时进行压实才能达到最大密实度，因此，在路基填土压实过程中， 必须随时控制土的含水量， 当含水量过大时，应晾晒风干至最佳含水量再碾压。施工过程应连续作业，减少雨淋、暴晒，防止土壤中的含水量发生大的变化。工程中偶尔有翻晒过度，此时需洒水以提高含水率，以增加可压性。对于粘性土，压实后还应注意洒水养护，以防止路基表面开裂。4.3合理选用压实机具土层填土厚度以不超过30cm为宜，分层铺筑压实。施工中尽可能采用重型压实机具进行施工，对于同一类土来说，采用轻型压实所得出的最大干密度较采用重型压实得到的最大干密度小，而最佳含水量又较采用重型压实的大， 现行普遍采用的重型压实所相匹配的压实机械如50t震动压路机，每层压实厚度不超过30cm， 而采用吨位更大的压实机械时，它的压实功可以增加，而其所能达到的压实度可以进一步提高，同时由于压实力的增加， 施工时土的含水量又可以降低。由于土基密实度的提高、含水量降低从而可以提高路基的回弹模量。本标段土质主要为粘土，故压实以24t光轮压路机为主，采用先震后静方式。4.4碾压过程的控制由于高等级公路路基压实度高于一般公路，所以对碾压过程的控制就更加严格。一般在碾压过程中采用先轻后重、先静后动、先外侧后中间的碾压方法。碾压速度控制在1.52.5km/h，碾压遍数控制在46遍。本标段的压实机械包括22t光轮压路机2台及18t振动压路机一台。压实厚度控制在825cm。先震动，后静压，因为土质以粘土为主，故施工时以静压为主。4.5压实工作组织压实工作组织应根据压实原理，以尽可能小的压实功能获得良好的压实效果为目的。压实工作必须很好的组织，并应注意以下要点 （1）填土层在压实前应先整平，可自路中线向路堤两边作2%4%的横坡；（2）压实机具应先轻后重，以适应逐渐增长的土基强度；（3）碾压速度应先慢后快，以免松土被机械推走；（4）压实机具的工作路线，应先两侧后中间，以便形成路拱，再从中间向两边顺次碾压。在弯道部分设有超高时，由低的一侧向高的一侧边缘碾压以便形成单向路拱横坡，前后两次轮迹（或夯击）须重叠1520cm。压实时特别注意均匀，否则可能引起不均匀沉陷。（5）在碾压过程中经常检查土的含水量，并视需要采取相应措施。5相关路基质量通病及预防处理5.1软土路基及弹簧土造成原因：在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基，因为如果有软土地基，一般情况在设计时应该根据地质资料，提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同，出现局部地基承载力达不到设计要求，或者由于局部地段含水量过大（原有排水系统不畅，原有地基土质渗水性不好）造成地基软弹（翻浆，弹簧土地段）。本次实习中所遇的弹簧其起因不外乎清表不彻底与翻晒不足。处理措施： （1）换填。这是最常用的方法。这种方法最大有效处理深度3米。采用人工或机械挖除路堤下全部软土，换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。换填的深度要根据承载力确定。 （2）抛石挤淤。片石不小于30cm，自中向两侧抛，横坡陡于1：10时，自高向低抛，抛出水面后用小石子填塞垫平，重型压路机碾压，再铺反滤层，再填土。 （3）盲沟。就是在要处理的路段根据要处理的路段的长度，在横向或纵向挖盲沟，盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入不同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接，以便把路基中的水排出路基。 （4）排水砂垫层。排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层，作用是在软土顶面增加一个排水面，在填土的过程中，荷载逐渐增加，促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水，要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般的厚度为0.6-1.0米。为了保证砂垫层的渗水作用，在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟，通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外，保持路基的稳定。 以上介绍的几种工地常用的处理软基础以及弹簧土的方法，还要根据工地的具体