公路工程路基压实施工技术措施探讨
唐光均
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引言
公路作为交通运输的重要基础设施,其质量直接关系到交通运输的安全性和效率。路基作为公路的基础结构,承载着路面传来的车辆荷载,并将其传递到地基中。路基压实度是衡量路基施工质量的关键指标,良好的路基压实能够有效提高路基的强度、稳定性和抗变形能力,减少路基的沉降和不均匀变形,延长公路的使用寿命。随着我国公路建设事业的快速发展,对公路工程路基压实施工技术的要求也越来越高。因此,深入探讨公路工程路基压实施工技术措施,具有重要的现实意义。
1 路基压实的基本原理
1.1 土的压实理论
土是由土颗粒、水和空气组成的三相体系。在路基压实过程中,通过外力作用,使土颗粒重新排列,相互挤密,排除土中的空气,减少土的孔隙率,增加土颗粒之间的接触面积和摩擦力,从而提高土的密实度和强度。根据土的压实理论,土在一定的含水量条件下,能够达到最大密实度,此时的含水量称为最佳含水量。当含水量低于最佳含水量时,土颗粒之间的摩擦力较大,难以压实;当含水量高于最佳含水量时,土中多余的水分会占据孔隙空间,阻碍土颗粒的进一步压实,导致压实效果不佳。
1.2 压实功对路基压实的影响
压实功是指在路基压实过程中,压实机械对路基土施加的作用力所做的功。一般来说,在一定的含水量条件下,压实功越大,路基土的密实度越高。但当压实功增加到一定程度后,继续增加压实功,路基土的密实度增加幅度逐渐减小,甚至不再增加。这是因为当土颗粒已经被压实到一定程度后,再增加压实功,只会使土颗粒产生弹性变形,而不会进一步提高密实度。因此,在路基压实施工中,需要合理控制压实功,避免过度压实造成资源浪费和对路基结构的破坏。
1.3 压实机械的作用原理
不同类型的压实机械,其作用原理和压实效果各不相同。常见的压实机械包括静力式压路机、振动式压路机、冲击式压路机等。静力式压路机通过自身的重力对路基土施加静压力,使土颗粒相互挤密;振动式压路机在对路基土施加静压力的同时,还通过振动装置产生高频振动,使土颗粒在振动作用下重新排列,进一步提高压实效果;冲击式压路机则通过大质量的冲击轮对路基土进行高能量冲击,产生强大的冲击力,能够有效压实深层路基土,提高路基的整体强度和稳定性。
2 影响路基压实效果的关键因素
2.1 土质条件
不同类型的土壤在物理力学性质上存在显著差异,这些差异直接影响到路基的压实效果。砂性土因其颗粒较大,孔隙率和透水性较高,在压实过程中能够较好地排水,从而获得较好的压实效果。相比之下,粘性土颗粒细小,孔隙率低,透水性差,含水量控制难度大,导致压实过程更加困难。此外,土壤中的有机质含量和含泥量也是影响压实效果的重要因素。有机质含量较高的土壤,压实后的强度往往较低,稳定性不足;而含泥量过高的土壤,在压实过程中容易形成弹簧土,这不仅影响了压实度,还可能引发路基的沉降和变形问题。因此,在路基压实施工中,必须针对不同土壤类型采取相应的处理措施,以确保路基的压实质量。
2.2 含水量
含水量是影响路基压实效果的关键因素之一。如前所述,土在最佳含水量时能够达到最大密实度。当含水量过高时,土颗粒之间的孔隙被水填充,土颗粒在压实过程中容易产生滑动,难以压实,且压实后的路基在干燥过程中容易产生收缩裂缝;当含水量过低时,土颗粒之间的摩擦力较大,压实机械难以克服摩擦力使土颗粒相互挤密,导致压实度不足。因此,在路基压实施工前,需要对土的含水量进行严格检测和调整,使其接近最佳含水量。
2.3 压实厚度
压实厚度在路基压实施工中扮演着至关重要的角色。即使在相同的压实机械和压实功条件下,压实厚度的大小也会显著影响路基土的压实效果。
通常情况下,压实厚度越大,路基土的压实度就越难以均匀分布,尤其是在下层土,其压实度往往无法达到设计要求。这种不均匀现象是因为随着压实厚度的增加,压实机械的作用力在土层中逐渐减弱,导致下层土受到的压实作用力不足。因此,在进行路基压实施工时,必须综合考虑压实机械的性能和土质特性,严格依照规范要求控制压实厚度,避免超过最大压实厚度,以确保路基整体结构的稳定性和耐久性。
3 公路工程路基压实施工技术措施
3.1 施工前准备
在进行路基压实施工之前,必须进行周密的准备工作,以确保施工质量和效率。首先,对施工场地进行彻底清理,包括清除地表的杂草、树根、垃圾等杂物,以及表层的不稳定土层如腐殖土和淤泥,这一步骤对于确保路基基底的稳定性和压实效果至关重要。接着,对土源进行详尽的调查和检测,包括土的类型、含水量、最大干密度等物理力学指标,这些数据将直接影响到后续的压实机械选择和压实工艺的制定。根据检测得到的土的性质,合理选择适合的压实机械和压实工艺,并针对土的含水量进行调整,使其接近最佳含水量,以优化压实效果。最后,对施工人员进行详细的技术交底,明确施工的具体要求和质量标准,确保施工人员充分理解并掌握施工流程,从而保证施工过程的规范性和施工成果的准确性。这些准备工作是路基压实施工成功的关键环节。
3.2 施工过程控制
在路基压实施工过程中,要严格控制施工质量。首先,要按照设计要求和施工规范进行分层填筑,每层填筑厚度应符合规定,且要保持均匀。在填筑过程中,要对土的含水量进行实时监测,如发现含水量不符合要求,应及时采取洒水或晾晒等措施进行调整。其次,要合理选择压实机械和压实遍数。不同类型的压实机械适用于不同类型的土和不同的压实部位,应根据实际情况进行选择。在压实过程中,要按照先轻后重、先慢后快、先边缘后中间的原则进行,确保压实均匀。同时,要对压实度进行及时检测,每压实一层,都要进行压实度检测,只有当压实度达到设计要求后,才能进行下一层的填筑。
3.3 特殊路基处理技术
在公路工程建设过程中,特殊路基的处理是一个关键环节,因为这些路基的工程性质往往较差,容易影响路基的压实质量和使用寿命。针对软土地基,换填法、排水固结法和深层搅拌法是常见的处理方法,旨在提高地基的承载力和稳定性。对于湿陷性黄土地基,强夯法、挤密法和化学加固法能够有效降低地基的湿陷性,防止路基沉陷。而膨胀土地基的处理则更注重预防膨胀变形,通常通过换填非膨胀土、设置隔水层或改良土质来减少膨胀效应。每种特殊路基的处理都需要根据具体情况选择合适的技术,以确保路基的工程性质得到有效改善,从而提高路基的压实质量和长期稳定性,为公路工程的安全与耐久打下坚实的基础。
结束语
公路工程路基压实施工技术是保障公路路基质量的关键环节。通过深入了解路基压实的基本原理,分析影响路基压实效果的关键因素,并采取科学合理的施工技术措施,包括做好施工前准备、严格控制施工过程以及针对特殊路基进行有效处理等,可以显著提高路基的压实质量,增强路基的强度和稳定性,为公路工程的顺利建设和长期安全使用奠定坚实的基础。随着公路建设技术的不断发展,还需要不断探索和创新路基压实施工技术,以适应日益复杂的工程建设需求,推动我国公路建设事业的高质量发展。
参考文献
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