1、公路路基压实的影响因素摘要:在公路建设中,路基压实施工是公路工程路基施工中重要组成部分,同时肩负着提高路基稳定性与强度的重要使命。压实技术是一项综合技术,包含内容很多,涉及面较广,因而影响压实的因素较多。本文对影响公路路基压实的因素进行了分析。 关键词:公路 路基 压实 影响因素 近年来,我国公路建设快速发展,在公路工程中,路基工程的质量好坏直接关系到路面的行车效果,它决定着整条路的使用寿命,而路基的压实施工是路基工程施工的重点,路基的好坏决定于它的强度,而压实度是控制强度的主要指标,所以路基的压实是整个路基工程的重点。因为压实技术是一项综合技术,包含内容很多,涉及面较广,因而影响压实的因素必
2、然较多,本文探讨了被压材料、压实设备及压实工艺等方面的原因。 1、被压材料对路基压实的影响 1.1 土壤的含水量 在压实过程中,我们习惯用密实度或土壤的干容重来反映土壤被压实的程度。被压土壤的含水量对其压实度有很大的影响,土的含水量较小时,土颗粒间的内摩阻力大,压实到一定密实度后,若压实功不能再克服土的内力,密实度就不可能再增加;当土的含水量逐渐增加时,水在土颗粒间起着润滑作用,使土的内摩阻力减少,因此,同样的压实功就可得到较大的密实度。但当含水量继续增加到超过某一限度后,虽然土的内摩阻力还在减少,但单位土体中的空气体积已减至最小限度,而土的体积却在不断增加,由于水是不可压缩的,因此,在同样的
3、压实功下,土的密实度反而逐渐减小,这对压实是不利的。 1.2 土壤的类型 土壤的类型不同,所体现的压实特性也不同。一般来讲,级配土具有较好的压实性能,易于获得较理想的压实度,而细粒粉土或粘土以及单一颗粒尺寸的干砂压实性能较差;土壤的分类方法有许多种,例如在公路桥涵地基与基础设计规范中将土壤分为砂土、砂性土、粉性土、粘性土和重粘土五大类,各类又可分为亚类。不同类型的土壤对于各种压实作用方式,其敏感性是不同的,入粘性土壤对于常规的振动压实几乎没有什么变化,即使对于很强的振动,粘性土仅呈现整体的变形,而土壤颗粒间不产生相对运动,因而不可能有好的密实效果。但其对于冲击碾压较为敏感,故此冲击对于粘性土壤
4、可获得较好的压实效果。 1.3 土壤的级配 压实的过程就是土壤颗粒进行重新排列、趋于密实的过程。因而级配良好的土壤,在压实过程中,除了各种颗粒在外力作用下,逐渐相互靠近趋于密实外,大小颗粒相互镶嵌,小颗粒自动进入大颗粒的缝隙之中,使总体空隙体积减小,密实度提高,所以呈现了较好的压实特性,对于单一颗粒尺寸的土壤,由于缺乏这一特点,因而压实困难。所以,土壤的级配对其压实性能有一定的影响。 2、压实设备对压实的影响 压实过程和压实效果必然要受到压实设备的影响,下面就从主要的几个方面来分析压实设备对压实的影响。 2.1 线压力 线压力定义为沿碾轮轴向方向单位长度上的压力,它应包括静线压力和动线压力两部
5、分,静线压力主要来源于压路机的重量。一般来讲,大吨位的压路机,其线压力高,则压实效果较小吨位的压路机要好。所以为了提高静碾压路机的压实效果,主要途径就是增加压路机的重量。但它有一界限值,在这一界限值下,适当增加压路机的线压力可以提高压实效果。超过这一界限值后,再盲目地增加压路机的线压力,不仅不能使压实效果提高,还会产生“剥切”或“挤出“现象,这种现象常发生在碾压塑性较大的土质时,这显然不利于压实效果的提高。 2.2 压实力的作用方式 压实力的作用方式不同,其压实效果差异很大,同吨位的压路机相比较,静作用力压实效果最差,能压实的有效深度也最浅;振动压实无论在压实效果上还是有效压实深度上,都比静作
6、用压路机要好;冲击或夯击的有效压实深度最大,所获得的压实度也较高,但其压实的均匀性方面不如振动压实。所以,压实力的作用方式对压实效果有显著的影响作用。在压实施工中,不仅要注意选择压路机的吨位,还要根据施工的具体情况选用压实力的作用方式,这样才能获得满意的压实效果。 2.3 压实功的大小 在压实过程中,只有输入的压实功所相应的作用力大于土壤内颗粒间的摩擦力或连接力时,才能使土壤颗粒产生相对位移,相互靠近,趋于密实。否则,当输入的压实功所相应的作用力小于土壤内部土颗粒间的摩擦力或连接力时,土颗粒间不会产生任何相对运动,因而也就不可能实现压实。所以输入的压实功的大小对压实效果有至关重要的影响。对于厚
7、铺层填料和难以压实的土壤,为了得到规定的压实效果,提高设备的压实功是解决这类问题、实现强化压实的主要途径之一。一般而言,正常碾压时,压实功越大压实效果越好。 2.4 碾轮的状念 在碾压过程中,碾轮是处于驱动轮状态还是从动轮状态,被压土壤的受力状态截然不同,驱动轮作用给被压土壤的力是将土壤送进轮子底下,因而压实表面的平整度和压实效果均较高,而从动轮作用给土壤的力是将土壤向前推壅,势必造成压实表面的平整度和压实效果变差,正是此原因才导致了三轴式压路机和双驱双振压路机的产生。 3、压实工艺对压实的影响 3.1 碾压速度 一般来讲,碾压速度在一定范围与碾压效果成反比关系,碾压速度过快,压实效果变差。这
8、是因为在碾压过程中,碾轮速度过快的话,有些土壤在碾轮作用下产生的变形还没有来得及转变为完全的塑性变形时应力一旦去除,这部分变形就可能恢复,使压实效果变差。但若碾压速度过慢,势必导致整个压实工作效率很低。 3.2 碾压遍数 在压实施工中,疏松的土壤随着碾压遍数的增加,压实度会随之增加,但当压实度达到某值时,碾压遍数再增加,土壤的压实度变化很小或不再变化,这说明,这种吨位、这种作用方式的压路机对该土壤的压实效果已达到极限水平。想通过增加碾压遍数来提高压实度已是徒劳无益的了。过多的碾压遍数只能降低整个压实作用的生产率,显然也是不经济的;此种情况,只能更换大吨位的压路机或其它作用方式的压路机来进一步提
9、高压实度,所以考虑压实的综合效果时,碾压遍数应有一最佳值。碾压遍数过少,土壤的压实度会太低;碾压遍数过多虽然压实度较好,但整个压实生产率降低,也是不合适的,在施工中应根据具体情况,认真考虑。 3.3 铺层厚度 从压实度的角度出发,对某一确定的压路机,薄铺层的土壤较厚铺层的土壤易于获得较高的压实度。从整个压实施工来看,铺层薄虽然压实度提高,但压实生产率低,使施工成本增加,经济性变差。因此在施工中,必须根据具体施工情况和设备情况,选择合适的铺层厚度,使压实效果和经济效果均比较满意。 3.4 碾压方式 碾压方式主要指碾压工序的编排,它对压实效果有较明显的影响,目前我们采用的是“前轻后重,先慢后快由弱振到强振”的原则,在被压土壤具有一定的承载力后,再使用振动压实,每次碾压应重叠1/31/2 轮宽,保证压实的均匀性,对于振动压路机,在操作上一般遵循先起步、后起振及先停振、后停机的操作规程。 4、结语 要控制好路基的压实质量,首先应充分认识影响压实的各种因素,然后根据现场实际情况采取各种技术措施,充分发挥现场压实机械的工作效率,使所施工的路基达到压实标准的要求。 参考文献: 1.马君倩.浅谈路基施工中影响压实效果的因素J.技术与市场.2011(07) 2.叶思论.浅谈公路路基压实度的影响因素及有效控制措施J.价值工程.2011(12)