公路路基壓實(shí)度的控制和測(cè)量

吳明明

摘要：公路路基施工作為公路工程建設(shè)中的重點(diǎn)，直接決定了公路工程質(zhì)量以及安全性。其中路基壓實(shí)度控制可以避免路基出現(xiàn)不均勻沉降問題，這就需要全面做好路基壓實(shí)度測(cè)量工作，針對(duì)現(xiàn)有問題采取有效措施。路基壓實(shí)度控制與測(cè)量內(nèi)容有很多，包括最大干密度、最佳壓實(shí)度、控制填土厚度、控制含水量，完善碾壓程序等，在能夠保證路基壓實(shí)度質(zhì)量的基礎(chǔ)上，最大程度上降低人、財(cái)、物的投入，這樣才能實(shí)現(xiàn)最終建設(shè)目標(biāo)。結(jié)合某案例，探究公路路基壓實(shí)度控制與測(cè)量。關(guān)鍵詞：公路路基;壓實(shí)度;控制;測(cè)量

中圖分類號(hào)：U213.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

公路工程路基是整個(gè)施工體系的核心與基礎(chǔ)，路基壓實(shí)度也是保證路基壓實(shí)質(zhì)量、路面質(zhì)量的重要因素。路基負(fù)責(zé)承載路面質(zhì)量以及路面?zhèn)鬟f下來的車輛荷載，是一種線型結(jié)構(gòu)，具有路線長、施工要求高等特點(diǎn)。路基施工質(zhì)量、穩(wěn)定性主要體現(xiàn)在壓實(shí)度方面。影響路基壓實(shí)度的影響因素包括土質(zhì)、含水量、壓實(shí)功能、施工工藝、土層厚度、人為因素等。因此，為了能夠保證路基壓實(shí)度滿足標(biāo)準(zhǔn)，必須要解決好路基土場(chǎng)選擇、控制好含水量和土層厚度。本論述主要對(duì)路基壓實(shí)度的控制與測(cè)量進(jìn)行分析。

1工程概況

某公路工程Ⅱ標(biāo)段為土質(zhì)填方路基，全長為14km，工程土方量大，項(xiàng)目所在段地下水位較高，因此要控制取土深度，大約有8km路段兩側(cè)都是農(nóng)田，限制了取土場(chǎng)建設(shè)，只能通過土方調(diào)運(yùn)的方法。在施工前，破除老路基表面油層，混入油料塊，清除土渣，晾曬表層積水，碾壓土質(zhì)。從路段14km處兩頭調(diào)運(yùn)土方，車輛從已經(jīng)碾壓好的路基上運(yùn)輸。施工采取交叉作業(yè)方案，半幅施工，確保道路暢通。在土方調(diào)運(yùn)前，合理選擇土場(chǎng)非常重要。由于本施工段受到自然條件限制，不能集中設(shè)置土場(chǎng)，導(dǎo)致土場(chǎng)土質(zhì)塑性等參數(shù)不同，如果不對(duì)土壤性能參數(shù)進(jìn)行分析或檢測(cè)，壓實(shí)度采用標(biāo)準(zhǔn)干容器和實(shí)際存在差別，會(huì)直接影響最終的測(cè)量結(jié)果，影響工程質(zhì)量。所以土場(chǎng)選擇中，要到每個(gè)土場(chǎng)進(jìn)行分析觀察，判定土質(zhì)、含水量、鹽堿狀況，初步選定合格的土場(chǎng)。將初步選定土場(chǎng)的試樣送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，確定能夠使用之后采取重?fù)魧?shí)標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)試驗(yàn)中可以確定不同土場(chǎng)的土質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)干容重以及最佳含水量，為路基壓實(shí)度控制奠定基礎(chǔ)。本工程土場(chǎng)干容重見表1所列。

由表1數(shù)據(jù)可知，在測(cè)量壓實(shí)度中，需要確保填土標(biāo)準(zhǔn)干容重，不同土質(zhì)不能混入到同一填筑段落層，這樣會(huì)直接影響密實(shí)度監(jiān)測(cè)結(jié)果，也會(huì)導(dǎo)致路基不均勻沉降，降低路基使用穩(wěn)定性、安全性。所以施工中必須要做好控制工作。

2試驗(yàn)路段鋪筑

試驗(yàn)路段鋪筑是為了確定不同土質(zhì)、填土厚度、壓實(shí)機(jī)械相互配合的效果，以及達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)度的碾壓次數(shù)，對(duì)壓實(shí)規(guī)律總結(jié)，指導(dǎo)全線路基施工。本工程路段通過試驗(yàn)獲取不同土質(zhì)、填土厚度、壓實(shí)機(jī)械在最佳含水量基礎(chǔ)上，達(dá)到填土區(qū)域個(gè)壓實(shí)度的碾壓次數(shù)。

結(jié)合表2，在第一次試驗(yàn)施工中，土質(zhì)為砂質(zhì)黏土，該土擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的最大干容重為2.02g/cm，最佳含水量為10.6%，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，含水量為11.2%，碾壓機(jī)械為18t振動(dòng)壓路機(jī)。第二次試驗(yàn)施工中，土質(zhì)為黏土，擊實(shí)率最大干溶度為1.92g/cm，最佳含水量為14.1，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試當(dāng)中，最佳含水量為13.4%，碾壓機(jī)選擇14t振動(dòng)壓路機(jī)。第三次試驗(yàn)施工中，土質(zhì)為粉土。土質(zhì)實(shí)測(cè)擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)最大干容重為194g/cm，最佳化安水量為10.3%，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)則的最佳含水量為9.8%，碾壓機(jī)選擇14t振動(dòng)壓路機(jī)。

3 公路路基壓實(shí)度的控制與測(cè)量

3.1填土厚度

填土厚度會(huì)直接影響路基壓實(shí)度，在土質(zhì)含量條件不變以及壓實(shí)次數(shù)相同的情況下，不同填筑厚度，密度也會(huì)隨著填土厚度增加而降低。所以施工中必須要嚴(yán)格控制鋪土厚度。施工人員結(jié)合松鋪系數(shù)、填土厚度，計(jì)算出每段單位面積用土量。現(xiàn)場(chǎng)派出專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)指揮倒土，做好計(jì)量工作，用鋼尺測(cè)量厚度，實(shí)時(shí)記錄。測(cè)量人員事先將用于工作段鋪土厚度的紅布條綁到邊樁中。為了能夠確保運(yùn)輸體積的一致性，將土方裝入到運(yùn)輸車時(shí)，要采用標(biāo)準(zhǔn)的挖掘機(jī)、裝載機(jī)裝土運(yùn)輸。裝載機(jī)裝5t自卸汽車（3斗/車），運(yùn)輸?shù)揭粋€(gè)工作段;挖掘機(jī)裝8t自卸車（8斗/車），運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)工作段。司機(jī)和技術(shù)人員要嚴(yán)格控制每車斗數(shù)，并有專門人員計(jì)數(shù)。全方位控制鋪土厚度，從而確保最終的壓實(shí)效果。

3.2含水量

嚴(yán)格控制路基含水量。有經(jīng)驗(yàn)的工作人員可以采用目測(cè)方法，抓一把土捏緊之后松開，土不散開或者扔到地上立刻散開則為最佳含水量。在分段分層填筑當(dāng)中，要在同一個(gè)土場(chǎng)中選擇土源，盡可能快速完成填土工作，這樣可以相對(duì)保持填土含水量一致。

在填土完畢之后在工地實(shí)驗(yàn)中對(duì)土壤含水量進(jìn)行測(cè)定，本工程采用了酒精燃燒法。檢測(cè)中，將500g天平調(diào)平，感量控制在+0.01，獲取現(xiàn)場(chǎng)的土壤式樣（代表性），黏土式樣量為5～10g、砂性土式樣量20～30g，對(duì)土樣進(jìn)行稱重、記錄，慢慢的倒人酒精，沒過土樣即可，之后點(diǎn)燃土樣反復(fù)燃燒3次，稱重記錄。結(jié)合公式：

W=（-m）/m*100%

式中：Ⅳ表示含水量，精度差異±0.1%;m（g）為試樣濕質(zhì)量+合重，精度為±0.01g;m（g）為試樣干質(zhì)量+合重，精度為+0.01g。

含水量會(huì)直接影響土壤干容重，如某個(gè)工作段采用了土場(chǎng)3，土質(zhì)為黏土，擊實(shí)標(biāo)最佳容重1.91g/cm，最佳含水率為14.2%，填土壓實(shí)度K≥95%。松鋪土厚度為36cm，采取14t振動(dòng)壓路機(jī)，采用標(biāo)準(zhǔn)的施工方案、相同碾壓次數(shù)。測(cè)試得到：實(shí)際含水量為7.1%，干容重為1.72g/cm，壓實(shí)度為89.2%;實(shí)際含水量為13.7%時(shí)，干容重為1.86g/cm，壓實(shí)度為97.5%;實(shí)際含水量為17.1%，干容重為1.75C/cm，壓實(shí)度為91.6%。所以碾壓前必須要嚴(yán)格控制含水率。如果含水率過小需要用灑水車灑水處理，平地機(jī)跟進(jìn)攪拌，待到測(cè)得現(xiàn)場(chǎng)含水率接近最佳含水率時(shí)，此時(shí)即可展開碾壓工作。如果含水率較大，可以使用平地機(jī)與旋耕機(jī)翻動(dòng)晾曬加速水蒸發(fā)，直到接近最佳含水量為止。

3.3 碾壓與壓實(shí)度測(cè)試

碾壓設(shè)備、操作流程會(huì)直接影響到最終壓實(shí)度。碾壓中要貫徹“先輕后重、先慢后快、先邊后中”的原則。結(jié)合試驗(yàn)段的標(biāo)準(zhǔn)，確定碾壓標(biāo)準(zhǔn)。如果壓實(shí)厚度為30cm，實(shí)際含水量接近最佳含水量，且為砂性黏土?xí)r，采用18t振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，首次碾壓為靜壓，之后振動(dòng)碾壓2遍，最后再靜壓l遍，從而達(dá)到要求碾壓度。如果是黏土，用14t振動(dòng)壓路機(jī)，首次碾壓為靜壓，之后振動(dòng)碾壓3遍，最后再靜壓1遍，即可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的壓實(shí)度。如果是粉土，采用14t振動(dòng)壓路機(jī)，先靜壓2遍，之后振動(dòng)碾壓2遍，最后靜壓2遍。具體碾壓次數(shù)見表2。碾壓匯中不得出現(xiàn)重復(fù)碾壓或漏壓。

本工程路基填料為土質(zhì)路基，因此決定采用環(huán)刀法測(cè)量壓實(shí)度?，F(xiàn)場(chǎng)取樣過程中，在2000m自檢頻率不得低于8處。正式取樣前，要先處理路基表面，之后將環(huán)刀口向下，套上取樣架，手扶保持穩(wěn)定，另一側(cè)使用榔頭、木槌等將環(huán)刀向下砸進(jìn)，結(jié)合土層厚度，取樣深度為土層厚度的2/3，將土樣輕輕挖出，裝入塑料袋中送人工地實(shí)驗(yàn)室。削土刀將環(huán)刀上下削平并稱重，測(cè)量濕容重。隨后進(jìn)行含水量測(cè)量，挖除環(huán)刀表土，獲取中間5～15g土樣，采用上述含水量檢測(cè)方法（酒精燃燒法），并進(jìn)行稱重和記錄，得出干容量。結(jié)合公式：

Y=m/v

Y=Y[1+w（%）]

式中，Y表示濕土密度（g/cm）;m為濕度質(zhì)量（g）;v表示環(huán)刀體積（cm）;w表示含水量（%）;Y表示干密度（g/cm）。

如果密實(shí)度檢測(cè)不達(dá)標(biāo)時(shí)，需要第一時(shí)間查找原因，并快速處理現(xiàn)存問題，直到最終碾壓結(jié)果測(cè)定符合標(biāo)準(zhǔn)為止。項(xiàng)目經(jīng)理部工程師要進(jìn)行抽檢，合格之后繼續(xù)填筑第二層，直到符合最終標(biāo)準(zhǔn)即可。

4 結(jié)束語

綜上所述，在公路路基施工當(dāng)中，做好路基填料選擇、壓實(shí)度控制與檢測(cè)非常重要。在土壤填料選擇上，要對(duì)土場(chǎng)取樣進(jìn)行送檢分析，待到符合標(biāo)準(zhǔn)之后再使用，確定土壤的最大干容重、最佳含水量。在壓實(shí)度控制中要先進(jìn)行施工試驗(yàn)，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。含水量控制要適中，并在最佳含水量的情況下進(jìn)行碾壓，從而保證碾壓質(zhì)量。壓實(shí)度測(cè)量中必須要嚴(yán)格控制每道檢驗(yàn)流程，確保式樣精度，這樣才能夠確保最終路基壓實(shí)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)最終的施工目標(biāo)。本工程采取上述路基壓實(shí)度控制測(cè)量方法，保證了路基最終的壓實(shí)效果，經(jīng)過交通局等單位檢查，沒有發(fā)現(xiàn)路基沉降問題，壓實(shí)度和穩(wěn)定性也符合最初的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。