農(nóng)村公路路基壓實過程質(zhì)量控制方法研究設(shè)計

1、 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)論文題目： 農(nóng)村公路路基壓實度質(zhì)量控制方法研究學(xué)生姓名： 鄧旭考 籍 號： 921714100052班 級: 海南自考專 業(yè)： 建筑工程指導(dǎo)教師： 劉力201 年 月農(nóng)村公路路基壓實度質(zhì)量控制方法研究 學(xué) 生 姓 名： 鄧旭 考 籍 號： 921714100052 站 點： 湖南電子科技 指 導(dǎo) 教 師： 劉力 完 成 日 期： 2015年6月 農(nóng)村公路路基壓實度質(zhì)量控制方法研究摘要 路基壓實度是路基路面施工質(zhì)量檢測的關(guān)鍵指標之一，是填土工程質(zhì)量控制的重要指標,表征現(xiàn)場壓實后的密度狀況，壓實度越高，密度越大，材料整體性能越好。 本文具體介紹了路基壓實的意義、作用及影響壓實度

2、的主要因素,提出了解決此問題的具體控制方法,即確定不同種類填土最大干密度和最佳含水量,控制填土含水量,分層填筑、分層壓實,全寬填筑、全寬碾壓,加強測試檢驗及壓實控制等,保證道路的整體強度及穩(wěn)定性,從而保證壓實度真正具有“有效性”。 關(guān)鍵詞:農(nóng)村公路；路基壓實；均勻性；施工工藝；路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制 目 錄1 緒論11.1 課題研究背景11.2 課題研究方法11.3 本課題的任務(wù)和目標12 路基的壓實22.1 土基壓實度的意義和作用 22.2.3 壓實功能 32.2.4 壓實機具和方法33 填方鋪筑壓實的控制43.1 確定不同種類填土最大干密度和最佳含水量 43.2 檢查控制填土含水量43.3 分層

3、填筑,分層壓實,控制厚度均勻性分析 53.6 現(xiàn)場壓實質(zhì)量的檢測評定.64 結(jié)語8參考文獻9致謝10附錄111 緒論1.1 課題研究背景 近年新建和改建的縣鄉(xiāng)級公路,存在路面過早破壞的現(xiàn)象。如有的路段,使用不到1年,路面破壞近20%,在我認為:路基壓實度不足是影響公路質(zhì)量的主要原因,而路基壓實度不足的主要原因是質(zhì)量控制方法及其管理不當?shù)膯栴}。 路面一旦出現(xiàn)病害,維修起來不但費時費力,而且會影響公路的正常使用,所以對于縣鄉(xiāng)級水泥混泥土路面的各種病害以預(yù)防為主.為了有效預(yù)防病害的發(fā)生,必須深入研究各種病害的形成機理,預(yù)防措施及處治方法,從而為在設(shè)計,施工和管理養(yǎng)護等環(huán)節(jié)中盡可能消除病害隱患提供理論

4、支持,制定出一套合理切實可行有效的路基壓實度質(zhì)量控制施工工藝模型來.1.2 課題研究方法 研究主要采用理論分析和現(xiàn)場實驗研究相結(jié)合,互為補充的方法.一方面通過理論分析,在新施工理念的基礎(chǔ)上,針對產(chǎn)生路基壓實度不足的各種原因,從各個環(huán)節(jié)入手研究并設(shè)計合理的路基壓實度質(zhì)量控制施工工藝模型;另一方面,根據(jù)從理論的施工工藝檢測,進一步驗證和完善各關(guān)鍵技術(shù),得出現(xiàn)場施工工藝指導(dǎo)準則,為施工技術(shù)應(yīng)用提供依據(jù).1.3 本課題的任務(wù)和目標 本課題具體研究的的目的在于:通過農(nóng)村公路路面存在過早破壞的現(xiàn)象,分析其產(chǎn)生的原因:路基壓實度不足,并針對影響路基壓實度不足的各種原因進行系統(tǒng)而全面的分析,系統(tǒng)解決填方路基在

5、壓實度質(zhì)量控制過程中的技術(shù)問題,尋求控制與預(yù)防的措施,總結(jié)出一套有效合理的路基壓實度質(zhì)量控制施工方法,確保路面質(zhì)量,延長農(nóng)村公路使命壽命的目的. 本論文主要由以下內(nèi)容組成: (1) 闡述路基壓實度在公路中的意義和作用,分析出影響路基壓實度不足的主要因素; (2) 針對產(chǎn)生路基壓實度不足的各種原因,研究出有效可行的路基壓實度質(zhì)量控制方法.2 路基的壓實2.1 土基壓實度的意義和作用 路基施工破壞了土體的天然狀態(tài),只是其結(jié)構(gòu)松散,顆粒重新組合,路基的壓實使土的密度提高,強度大大增強,使土基的塑性變形明顯減小,使土的透水性降低,毛細上升高度減少,防止了水分積聚和浸蝕而導(dǎo)致的土基軟化,或因凍脹而引起的

6、不均勻變形,從而提高了路基的強度和水溫穩(wěn)定性,因此,路基的壓實工作是路基施工過程中的一個重要工序,是提高路基強度與穩(wěn)定性的根本技術(shù)措施之一. 壓實是改善土體工程性質(zhì)的一種經(jīng)濟合理措施。相同的路基路面材料在不均勻的壓實作用下可形成不同的物理力學(xué)指標,在道路結(jié)構(gòu)工作壽命期間發(fā)生著向不良狀態(tài)發(fā)展的動態(tài)變化,易導(dǎo)致各類道路病害現(xiàn)象,這反映出道路結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與耐久性受壓實合理性的控制。在路基頂面以下50cm深度范圍,必須嚴格進行壓實度控制,其中最小壓實度控制,是檢驗壓實工作有效性的限度,即要求不均勻的壓實度,均不能低于最小壓實標準,欲獲得均勻合理的壓實度必須采用合適的壓實含水量及科學(xué)的拌和方法,碾壓方法

7、等。 2.2 影響壓實的主要因素 2.2.1 含水量分析 土壤含水量對壓實效果的影響比較顯著。當含水量較小時,由于粒間引力使土壤保持著比較疏松的狀態(tài)或凝聚結(jié)構(gòu),土壤中空隙大都互相連通,水少而氣多,在一定的外部壓實功能作用下,雖然土壤空隙中氣體易被排出,密度可以增大,但由于水膜潤滑作用不明顯以及外部功能不足以克服粒間引力,土粒相對移動不容易,因此壓實效果比較差;含水量逐漸增大時,水膜變厚,引力縮小,水膜起潤滑作用,外部壓實功能容易使土體相對移動,壓實效果漸佳;土中含水量過大時,空隙中出現(xiàn)了自由水,壓實不能使氣體排出,壓實功能的一部分被自由水所抵消,減小了有效壓力,壓實效果反而降低。然而,含水量較

8、小時,土粒間引力較大,雖然干密度較小,但其強度可能比最佳含水量時還要高?？墒谴藭r因密實度較低,空隙多,一經(jīng)飽水,其強度會急劇下降。因此,在最佳含水量情況下壓實的土水穩(wěn)性最好。 2.2.2 不同的土質(zhì)影響土基的壓實 在同一壓實功能作用下,含粗粒越多的土,其最大干密度越大,而最佳含水量越小,有關(guān)試驗數(shù)據(jù)表明,不同的土質(zhì)有不同的與,具體參考圖表2-1的關(guān)系曲線。 不同摻量穩(wěn)定土的對照試驗結(jié)果表明:外摻料所含比例的變化,對穩(wěn)定土的物理力學(xué)性能有很大的影響。施工中可用單位面積定量上應(yīng)當足以保證大致均勻,特別是利用拖拉機牽引鏵犁多次翻拌,穩(wěn)定土拌和機拌和時,其強制破碎拌和作用及大面積連續(xù)作業(yè),可使均勻度達

9、到很高水平。實際施工中采用計算單位面積上所用外摻劑質(zhì)量或體積,按所計算數(shù)量布料的方法進行控制。廠辦法施工穩(wěn)定土的均勻度能得到較好保證,路拌法施工雖然強制破碎拌和作用以大面積連續(xù)作業(yè)可使均勻度達到很高水平,但人為影響較大。一般存在兩種可能,拌和深度淺,土料在穩(wěn)定土中含量過高;拌和深度過大,使應(yīng)有的素土層之外的土料摻入而降低了外摻劑劑量。但前者危害性大,因為素土夾層完全不具有穩(wěn)定土的水穩(wěn)性,并形成結(jié)層中的一個弱薄層?？刂评绨枭疃葧r必須遵循“寧深勿淺”原則,并控制外摻劑劑量。 2.2.3 壓實功能 同一類土,其最佳含水量隨壓實功能的加大而減小,而最大干密度則隨壓實功能的加大而增大。當土偏干時,增加壓

10、實功能對提高干密度的影響較大,偏濕時則收效甚微。故對偏濕的土企圖通過加大壓實功能的辦法來提高土的密實度是不經(jīng)濟的,若土的含水量過大,此時增大壓實功能就會出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。另外,當壓實功能加大到一定程度后,對最佳含水量的減少和最大干密度的提高都不明顯,這就是說單純用增大壓實功能來提高土的密度未必合算,壓實功能過大還會破壞土體結(jié)構(gòu),效果適得其反。 2.2.4 壓實機具和方法壓實機具不同,壓力傳布的有效深度也不同;壓實機具質(zhì)量及作用的時間也影響著壓實效果;同時,在相同土質(zhì)和相同壓實機具條件下,壓實效果隨著壓實機具輾壓速度的增加而呈現(xiàn)效果越差的趨勢。 2.2.5 壓實土的厚度 在相同土質(zhì)和相同壓實功能

11、的條件下,壓實效果隨壓實厚度的遞增而減弱。試驗證明,表層壓實效果最佳,越到下面壓實效果逐漸減小。因此,對不同壓實機械和不同的土質(zhì)壓實時控制的厚度不同。 綜上所述,在土基壓實施工中,必須控制土的含水量在最佳含水量范圍內(nèi),根據(jù)土質(zhì)和壓實機具的功能,確定合適的分層輾壓厚度和次數(shù)以及輾壓機具的行駛速度以獲得最佳的壓實效果。3 填方鋪筑壓實的控制3.1 確定不同種類填土最大干密度和最佳含水量 用于填筑路基的沿線土石材料,其性質(zhì)往往有較大的變化。在路基填筑施工前,必須對主要取土場采集代表性土樣,進行土工試驗,用規(guī)定方法求得各個土場土樣的最大干密度和最佳含水量,以便指導(dǎo)路基土的施工。 因此在實際工作中采用平

12、行試驗,以求得精確的最大干密度與最佳含水量,試驗操作如下: （1）從現(xiàn)場取回有代表性的土樣,注明代表地段,將土樣按四分法分成56份,初測其天然含水量,用噴霧器灑水,控制加水量,使含水量至少有兩個大于,兩個小于最佳含水量,充分拌和密閉悶2448h 。 （2）將每份土樣分5層擊實每層擊59次,稱出擊實土筒土樣重,查擊實筒體積 計算出土樣濕密度。 （3）用鋁盒分別取兩個擊簡土樣,測量土樣含水量,計算含水量平均值面,從而計算出該土樣的干密度。 （4）用同樣方法,對每份土樣進行以上試驗,從而得到不同含水量相應(yīng)的干密度。 3.2 檢查控制填土含水量 由于含水量是影響路基土壓實效果的主要因素,故需檢測欲填入

13、路基中的土的含水量。用透水性不良的土做填料時,應(yīng)控制其含水量在最佳含水量的±2%之內(nèi)。 （1）土是由固體的礦物顆粒,水和空氣組成的三相體,當周圍條件如壓力溫 度發(fā)生變化時,三相之間的比例關(guān)系和相互作用,決定了土的物理性質(zhì) 。 （2）土的含水量是指土在100105下烘至恒重時所失去的水分重量與達 到恒重時干土重的比值。在實際工作中，宜采用烘箱烘干法，其原因：一是可以選擇較多土樣,避免土樣不均勻造成誤差;二是避免有機質(zhì)燃燒造成誤差.工地上常用鋁飯盒取代小鋁盒測試;檢測時,采用現(xiàn)場取樣后先稱好濕土重，密封好并做好記錄,帶回到試驗室再進行烘干,得到較為準確的含水量。 3.3 分層填筑,分層壓

14、實,控制厚度均勻性分析 關(guān)于道路結(jié)構(gòu)壓實度與結(jié)構(gòu)層厚度的均勻性,應(yīng)由壓實效果及其產(chǎn)生的影響來評價,這實際上反映結(jié)構(gòu)層的板體作用大小對道路整體形變與穩(wěn)定性的影響,尤其粉性土質(zhì)對水的抗侵蝕能力低,只有具備相當理想的壓實度和良好的整體板體性后才得以穩(wěn)定,才能實現(xiàn)對地表水的防滲封閉和對地下水的隔斷作用,否則,某一局部強度不足,將擴至一片到整個道路產(chǎn)生破壞。 3.4 全寬填筑,全寬碾壓 填筑路基時,應(yīng)要求從基底開始在路基全寬范圍內(nèi)分層向上填土和碾壓,尤其應(yīng)注意路堤的邊緣部分。路堤邊緣往往壓實不到,處于松散狀態(tài),雨后容易滑坍,故兩側(cè)可采取寬填4050cm,壓實工作完成后再按設(shè)計寬度和坡度予以刷齊整平。 3

15、.5 輕重型擊實標準和試驗檢測方法 由輕型擊實與重型擊實對同一配比試件試驗結(jié)果表明:試件的物理力學(xué)指標在不同的擊實標準下產(chǎn)生大幅度變化,即在重復(fù)荷載交通情況下,輕型擊實會造成產(chǎn)生較大殘留變形的條件,同時,相應(yīng)壓實功能和遍數(shù)的不均勻易形成不同的壓實效果,導(dǎo)致道路結(jié)構(gòu)工作壽命中,可能出現(xiàn)嚴重的不平整度的變化是必然的。反之,若以重型擊實標準控制壓實度,可將此類影響降低到最小限度。 標準擊實試驗分為重型和輕型兩種標準擊實試驗,我國主要采用重型擊實試驗標準,填土路堤,零填及路塹路床的壓實標準按(3-1表)規(guī)定填挖類型路面底面以下深度/cm壓實度(%)高速公路,一級公路二級公路三,四級公路填方路基上路床0

16、-30cm下路床30-80cm上路床80-150cm下路床150cm以下零填及路塹路床0-30cm30-80cm-注:1表列數(shù)值系按<<公路土工試驗規(guī)程>>,(JTG E402007>>中重型擊實試驗法求得的最大干密度的壓實度.2 當三四級公路鋪筑高級路面時,其壓實度應(yīng)采用二級公路的規(guī)定值.3 路堤采用特殊填料或處于特殊氣候地區(qū)時,壓實度標準可根據(jù)試驗的論證在保證路基強度要求的前提下適當降低.3.6 現(xiàn)場壓實質(zhì)量的檢測評定. 利用壓實度的平均值的下置信界限來評定現(xiàn)場壓實度,這個方法就是利用具有一定保證率的壓實度進行現(xiàn)場評定,也就是利用其單邊置信界區(qū): (1)

17、 式中為現(xiàn)場測得的平均壓實度;為有關(guān)標準中規(guī)定的壓實度;S為現(xiàn)場測得 的壓實度均方差; 為與要求的保證率或置信水平有關(guān)的系數(shù),一般可以 取置信水平為95,有表可查;n為現(xiàn)場測量壓實度的次數(shù)。實驗表明.采用數(shù)理統(tǒng)計法來評定現(xiàn)場壓實度更趨合理,故199年7月新頒 (JTJ 07198)標準引進了極值概念,說明采用數(shù)理統(tǒng)汁方法的評定標準較為科學(xué)合理.綜上所述,在路基施工中必須控制壓實度以確保工程質(zhì)量,而同樣重要的是在施工各個環(huán)節(jié)的工藝方法上應(yīng)從均勻性的角度出發(fā)予以精心處置,填筑路基時,應(yīng)分層碾壓并分層檢查壓實,并要求填土層壓實度達到要求后方能允許填筑上一層填土,只有分層控制填土的壓實度,才能保證全深

18、度范圍內(nèi)的壓實質(zhì)量。這是形成道路良好使用品質(zhì)的必要保證。所以,壓實度的均勻性控制不能單純地理解為對壓實過程的控制,這是一個系統(tǒng)工程,應(yīng)在進行科學(xué)分析后,采取合理措施加以解決,使公路質(zhì)量得以進一步提高。4 結(jié)語 到此為止，在自己一個星期的努力后順利完成了農(nóng)村公路路基壓實度質(zhì)量控制方法的研究。從剛開始對路基壓實只有一點感性認識到現(xiàn)在有較為詳細的知識系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),說明有了較為深刻的領(lǐng)會，同時對路基壓實度質(zhì)量的評定方式也有了較為清楚的認識。 在本次課題研究中，要用到許多基礎(chǔ)理論，由于有些知識已經(jīng)遺忘，這使我們要重新溫已學(xué)知識.同時，由于設(shè)計的需要，要查閱并收集大量關(guān)于公路工程施工技術(shù)方面的文獻，進而對這些

19、文獻進行分析和總結(jié)，這些都提高了我們對于專業(yè)知識的綜合運用能力和分析解決實際問題的能力。通過本次課題研究還使我更深切地感受到了團隊的力量，在與同學(xué)們的討論中發(fā)現(xiàn)問題并及時解決問題，這些使我們相互之間的溝通協(xié)調(diào)能力得到了提高，團隊合作精神也得到了增強?？梢哉f，此次實訓(xùn)也檢驗了我們的綜合素質(zhì)和實際能力。 雖然本次設(shè)計我很努力去做，但還是存在一些不足： （1）我對公路工程施工技術(shù)理論方面的知識還沒有十分扎實。 （2）對路基施工流程把握不準，其主要原因是對公路工程現(xiàn)場施工的了解不足沒有在真正地實踐，一些細節(jié)部分沒有掌握好。 因此，在以后的學(xué)習(xí)工作中，我要從以下方面來提高自己，解決設(shè)計中存在的問題。多學(xué)

20、習(xí)相關(guān)的知識，關(guān)注前沿的科學(xué)技術(shù)，拓寬知識面，盡量進行實踐，使自己考慮問題能夠更全面；了解和熟悉公路工程施工技術(shù)，以便設(shè)計時能夠在保證成本的前提下，較好地利用其本身。參考文獻 <<公路工程施工技術(shù)>>,仇益梅主編,機械工業(yè)出版社,2010年. <<公路工程質(zhì)量檢驗評定標準>>,(JTGF80-1-2004),人民交通出版社,2004年2月. <<公路路基施工技術(shù)規(guī)范>>,(JTG-F10-2006),人民交通出版社,2004年2月. <<公路路基設(shè)計規(guī)范>>,(JTG D302004),人民交通出版社,2005年4月. <<公路土工試驗規(guī)程>>,(JTG E402007>>,中華人民共和國交通部頒布,人民交通出版社,2009年3月. <<路基路面工程試驗>