学习情境3.3 土质路基施工

1、公路工程施工公路工程施工 学习情境学习情境3 土质路基施工土质路基施工 1 . 1 . 掌握影响压实效果的因素。掌握影响压实效果的因素。 2 2 . 掌握土基压实标准与工序控制。掌握土基压实标准与工序控制。 1 1能够进行路基压实度的检测。能够进行路基压实度的检测。 2 2能够正确的选择压实机械。能够正确的选择压实机械。 3 3能够根据影响因素进行工序控制。能够根据影响因素进行工序控制。 子学习情境子学习情境3.3 3.3 土质路基压实土质路基压实 影影响压实响压实的因素的因素 路基压实的意义与原理路基压实的意义与原理 土的土的压实压实方法方法 土土质质路基路基压实标压实标准准 子学习情境子学

2、习情境3.3 3.3 土质路基压实土质路基压实 气相 固相 液相 + + + 构成土骨架，起决定作用构成土骨架，起决定作用重要影响重要影响 土体 次要作用次要作用 1、土体压实原理：、土体压实原理： mSmw1ma1 VSVw1Va1 e1 V mSmw2 VS 1 1 Vw2 e2 P P 土体压实，其结构和体积均发生变化土体压实，其结构和体积均发生变化 一、路基压实的意义与原理一、路基压实的意义与原理 填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为：填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为： 土的含水量土的含水量、压实功、压实功、土质土质以及以及每层铺土厚度每层铺土厚度。 影影响压实

3、响压实的因素的因素 2、压实作用：、压实作用： 使路基具有足够的使路基具有足够的强度强度与与稳定性稳定性 改善土基塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能改善土基塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能 对压实效果较显著对压实效果较显著 最大干密度最大干密度0 0所对应的含水量所对应的含水量 最佳含水量最佳含水量0 0 施工：过大，施工：过大，“弹簧弹簧”；过小，压不；过小，压不 实实 含水量含水量 干容重干容重 0 0 n工地简单判工地简单判 断黏土最佳含断黏土最佳含 水量的方法是？水量的方法是？ 土过干应加水，土过干应加水， 过湿应翻松晒过湿应翻松晒 晾晾。 6 含水量的影响含水量的影响

4、图表显示图表显示 a在相同压实功作用下，一定含水量之前土的干在相同压实功作用下，一定含水量之前土的干 密度随含水量的增加而提高，原因是水在土颗粒密度随含水量的增加而提高，原因是水在土颗粒 之间起润滑作用，土粒间阻力减小，压实时土粒之间起润滑作用，土粒间阻力减小，压实时土粒 易于移动挤紧，孔隙减小，干密度得以提高；易于移动挤紧，孔隙减小，干密度得以提高； a干密度达到最大值后，含水量越大占的体积越干密度达到最大值后，含水量越大占的体积越 多，压实时水不能压缩，更不易被挤出，而水的多，压实时水不能压缩，更不易被挤出，而水的 密度较土颗粒低，故土的干密度随含水量增加而密度较土颗粒低，故土的干密度随含

5、水量增加而 降低。降低。 二、影响压实的因素二、影响压实的因素 含水量的影响含水量的影响 0 4 8 12 16 20 24 28 含水量含水量w(%) 2.0 1.8 1.6 1.4 干密度干密度 d(g/cm3) 饱和曲线饱和曲线 dmax=1.86 wop=12.1 结论结论 在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接 影响。较为干燥的土，由于土颗粒之间的摩阻力较大，因影响。较为干燥的土，由于土颗粒之间的摩阻力较大，因 而不易压实。而不易压实。当土具有适当含水量时，水起了润滑作用，当土具有适当含水量时，水起了润滑作用， 土颗粒之间的摩

6、阻力减小，从而易压实。土颗粒之间的摩阻力减小，从而易压实。 各种土壤都有其最佳含水量。各种土壤都有其最佳含水量。土在这种含水量的条件下，土在这种含水量的条件下， 使用同样的压实功进行压实，可得到最大干密度。各种土使用同样的压实功进行压实，可得到最大干密度。各种土 的最佳含水量和所能获得的最大干密度，可由击实试验取的最佳含水量和所能获得的最大干密度，可由击实试验取 得。得。 二、影响压实的因素二、影响压实的因素 2520151050 15 16 17 18 19 干容重(KN/m3) 含水量(%) 14 亚砂土亚砂土 亚粘土亚粘土 粘土粘土 几种土质的压实曲线图几种土质的压实曲线图 土质土质 l

7、土质类型对压实效果影响很大。土质类型对压实效果影响很大。土质类型不同，相应的最大土质类型不同，相应的最大 干容重和最佳含水量也不同。一般来说，干容重和最佳含水量也不同。一般来说，粉粒，粘粒越多，粉粒，粘粒越多， 愈大，愈大，愈小愈小。如图所示。如图所示。 l其机理在于：其机理在于：土颗粒越细，比土颗粒越细，比 面积越大，土颗粒表面水膜所需之面积越大，土颗粒表面水膜所需之 湿度就越高加之粘土中含有亲水性湿度就越高加之粘土中含有亲水性 较高的胶体物质所致。但砂类土因较高的胶体物质所致。但砂类土因 颗粒粗大，成松散状态，水分极易颗粒粗大，成松散状态，水分极易 散失，最佳含水量的概念对其没有散失，最佳

8、含水量的概念对其没有 多大意义。多大意义。 二、影响压实的因素二、影响压实的因素 19 18 17 16 15 14 5 101520 25 30 干容重(KN/m3) 含水量(%) 04 03 02 01 600k Nm 1150kNm 2300kNm 3400kNm 不同压实功能压实曲线图不同压实功能压实曲线图 l 包括包括压实工具的重量，辗压次数，辗压速度，作业时间压实工具的重量，辗压次数，辗压速度，作业时间等，对压等，对压 实效果的影响程度仅次于含水量。实效果的影响程度仅次于含水量。 l 必须指出，必须指出，用增加压实功能的办法用增加压实功能的办法 来提高土基强度的效果，有一定限来提高

9、土基强度的效果，有一定限 度，当功能增加到一定限度以上，度，当功能增加到一定限度以上， 效果趋向缓慢，功能过大会破坏土效果趋向缓慢，功能过大会破坏土 基结构，效果适得其反。基结构，效果适得其反。 图表显示图表显示 1 1）同一类土）同一类土 压实功压实功 wowo PdmaxPdmax 相同含水量的土相同含水量的土 压实功压实功 PdmaxPdmax 压实功的影响压实功的影响 二、影响压实的因素二、影响压实的因素 n夯击式机具的压力传布最深夯击式机具的压力传布最深n振动式振动式次之次之 n碾压式最浅碾压式最浅。 铺土厚度的影响铺土厚度的影响土在压实功的作用下，压应力随土在压实功的作用下，压应力

10、随 深度增加而逐渐减小，其影响深度与压实机械、土的性质和含水量深度增加而逐渐减小，其影响深度与压实机械、土的性质和含水量 等有关。等有关。 P铺土厚度应小于压实机械压土时的作用深度，但其中还有最优土铺土厚度应小于压实机械压土时的作用深度，但其中还有最优土 层厚度问题，铺得过厚，要压很多遍才能达到规定的密实度。铺得层厚度问题，铺得过厚，要压很多遍才能达到规定的密实度。铺得 过薄，则也要增加机械的总压实遍数。过薄，则也要增加机械的总压实遍数。 P恰当的铺土厚度能使土方压实而机械的功耗费最恰当的铺土厚度能使土方压实而机械的功耗费最 少。少。 二、影响压实的因素二、影响压实的因素 压实机具压实机具每层

11、铺土厚度（每层铺土厚度（mm)mm)每层压实遍数每层压实遍数 平碾平碾2003002003006868 羊足碾羊足碾200350200350816816 蛙式打夯机蛙式打夯机2002502002503434 人工打夯人工打夯不大于不大于2002003434 填方每层的铺土厚度和压实遍数填方每层的铺土厚度和压实遍数 在实际施工中，在实际施工中， 不要盲目过多地不要盲目过多地 增加压实遍数。增加压实遍数。 二、影响压实的因素二、影响压实的因素 轮式压路机轮式压路机 振动压路机振动压路机 双轮压路机双轮压路机 碾压机具和方法影响碾压机具和方法影响 n碾压遍数越多，土的密实度越高碾压遍数越多，土的密实

12、度越高，但其，但其 增长有一个极限值。增长有一个极限值。 n碾压速度越高，压实效果越差。碾压速度越高，压实效果越差。 二、影响压实的因素二、影响压实的因素 碾压法碾压法 夯实法夯实法 振动压实法振动压实法 三、土基压实方法三、土基压实方法 碾压法碾压法是利用滚轮沿是利用滚轮沿 着被压实面往返滚动，借滚轮着被压实面往返滚动，借滚轮 自重的静压力作用，使被压实自重的静压力作用，使被压实 层产生永久变形的压实方法。层产生永久变形的压实方法。 这种滚动静力式的压实机械，这种滚动静力式的压实机械， 在筑路工程中使用很普遍。在筑路工程中使用很普遍。 碾压法碾压法 羊足碾羊足碾 羊足碾羊足碾单位面积的压力比

13、较大，单位面积的压力比较大， 土壤压实的效果好。土壤压实的效果好。羊足碾一羊足碾一 般用于碾压粘性土，不适于砂般用于碾压粘性土，不适于砂 性土，因在砂土中碾压时，土性土，因在砂土中碾压时，土 的颗粒受到羊足较大的单位压的颗粒受到羊足较大的单位压 力后会向四面移动而使土的结力后会向四面移动而使土的结 构破坏。构破坏。 夯实法夯实法是利用重物自一是利用重物自一 定的高度打落下，冲击压实被压定的高度打落下，冲击压实被压 层的压实方法。层的压实方法。 这种夯实机械目这种夯实机械目 前使用的有动力夯锤和自行式打前使用的有动力夯锤和自行式打 夯机等。由于它不宜用于大面积夯机等。由于它不宜用于大面积 的压实

14、工作，的压实工作， 故在筑路工程中很少使用故在筑路工程中很少使用。 夯实法夯实法 夯锤是借助起重机悬挂一重锤，夯锤是借助起重机悬挂一重锤， 提升到一定高度，自由下落，重提升到一定高度，自由下落，重 复夯击土基表面。夯锤锤重复夯击土基表面。夯锤锤重1.5 1.5 3 T 3 T ，落距，落距2.5 4m2.5 4m。 振压法振压法是利用重物在被压是利用重物在被压 实表面上进行高频率振动，使被实表面上进行高频率振动，使被 压材料颗粒产生位移，相互挤压压材料颗粒产生位移，相互挤压 而增加被压层密实度的压实方法。而增加被压层密实度的压实方法。 这种振实机械目前使用的有振捣这种振实机械目前使用的有振捣

15、器和振动压路机等。振动压路机器和振动压路机等。振动压路机 由于压实效果好、经济效益高、由于压实效果好、经济效益高、 自重较轻、节省钢材和能源自重较轻、节省钢材和能源( (油料油料) )， 故有广阔的发展前途。故有广阔的发展前途。 振动压实法振动压实法 宁杭高速南京段宁杭高速南京段 机具名称机具名称 最大有效压实最大有效压实 厚（厚（m） 碾压行程次数碾压行程次数 适宜的土类适宜的土类 粘性土粘性土亚粘土亚粘土粉砂土粉砂土砂粘土砂粘土 人工夯实人工夯实0.1034342323粘性土与砂性土粘性土与砂性土 牵引式光面碾牵引式光面碾0.1575粘性土与砂性土粘性土与砂性土 羊足碾（羊足碾（2个）个）

16、0.201086粘性土粘性土 自动式光面碾自动式光面碾5t0.1512107粘性土与砂性土粘性土与砂性土 自动式光面碾自动式光面碾10t0.251086粘性土与砂性土粘性土与砂性土 气胎路碾气胎路碾25t0.4556453423粘性土与砂性土粘性土与砂性土 气胎路碾气胎路碾50t0.7056453423粘性土与砂性土粘性土与砂性土 夯击机夯击机0.5t0.404321砂性土砂性土 夯击机夯击机1.0t0.605432砂性土砂性土 夯板夯板1.5t落高落高2m0.656521砂性土砂性土 履带式履带式0.256868粘性土与砂性土粘性土与砂性土 振动式振动式0.4023砂性土砂性土 压路机的技术

17、性能压路机的技术性能 l在机具类型、土层在机具类型、土层 厚度及碾压形成遍数厚度及碾压形成遍数 已经选定的条件下，已经选定的条件下， 压实操作时，宜压实操作时，宜先轻先轻 后重、先慢后快、先后重、先慢后快、先 边缘后中间，超高路边缘后中间，超高路 段宜先低后高。段宜先低后高。 路堤边缘两侧可路堤边缘两侧可 采取多填采取多填3030 50cm50cm，压实完成，压实完成 后再刷坡整平；后再刷坡整平； l相邻两次碾压的轮相邻两次碾压的轮 迹应重叠轮宽的三分迹应重叠轮宽的三分 之一，保持压实均匀，之一，保持压实均匀， 不漏压，对于压实不不漏压，对于压实不 到的边角，辅以人力到的边角，辅以人力 或小型

18、机具夯实。或小型机具夯实。 3 3）按）按“先慢后快，先慢后快， 先轻后重，先边后先轻后重，先边后 中，轮迹重叠中，轮迹重叠”的的 原则进行压实。原则进行压实。 1 1）严格控制）严格控制松松 铺层厚度铺层厚度，压实，压实 前可自路中心向前可自路中心向 路两边作路两边作2%4%2%4% 的横坡对松铺层的横坡对松铺层 进行整平。进行整平。 2）严格控制）严格控制在最在最 佳含水量佳含水量规定范围规定范围 内进行压实。内进行压实。 4 4）正确合理的使）正确合理的使 用压实机具。用压实机具。 5 5）注意全宽压实及压实）注意全宽压实及压实 的均匀性，为保证路基的均匀性，为保证路基 边缘的压实度，施

19、工中边缘的压实度，施工中 一般每侧超一般每侧超30cm50cm30cm50cm。 碾压过程中碾压过程中 出现弹软现象出现弹软现象 出现压不实出现压不实 现象现象 成片出现弹簧现象成片出现弹簧现象填料含水填料含水 量过大；量过大； 处理方法：翻松晾晒或加生石灰处理方法：翻松晾晒或加生石灰 处理；处理； 局部出现弹簧现象局部出现弹簧现象局部有湿局部有湿 粘土团；粘土团； 处理方法：局部换填处理；处理方法：局部换填处理； 碾压过程中的常见问题碾压过程中的常见问题 成片出现松散现象成片出现松散现象含水量不含水量不 足；足； 处理方法：补水碾压；处理方法：补水碾压； 压实度达不到规定值或超百；压实度达不

20、到规定值或超百； 原因：碾压不足、填料发生变化；原因：碾压不足、填料发生变化； 处理方法：补水碾压、重做击实处理方法：补水碾压、重做击实 试验；试验； max o 100% 土的压实度土的压实度K K是现场压实后土的干密度 是现场压实后土的干密度 o o 与室内用重型压实标准仪测定的土的最大干密度与室内用重型压实标准仪测定的土的最大干密度 max 的比值百分数，的比值百分数，是目前我国控制土基压实的标准。是目前我国控制土基压实的标准。 3 0 ( /) 10.01 g cm W g g= + 土的实际干密度土的实际干密度ro 式中式中rr土的湿密度土的湿密度(g/cm3)(g/cm3)； WW土的含水量土的含水量( () )。 如用上式算得的如用上式算得的oo rdrd，则压实合格；若，则压实合格；若r0rdr01.51.593 93 92 9