公路施工技術(shù)第2章路基施工施工機械與路基壓實

2.2.2施工機械化（略）施工中注意的問題：1.土方開挖注意要點（1）路基開挖前應(yīng)對沿線土質(zhì)進行檢測試驗；（2）土質(zhì)路塹(lùqiàn)的邊坡穩(wěn)定極為重要。（3）施工中，修改施工方案要及時報批，嚴(yán)格按照規(guī)定的要求施工。（4）挖方路基施工高程，應(yīng)考慮壓實的下沉值。共四十六頁2.排水設(shè)施的開挖（1）排水溝渠(gōuqú)的位置、斷面尺寸要符合設(shè)計圖紙的要求；（2）平曲線外邊溝溝底縱坡，應(yīng)與曲線前后的溝底銜接；（3）路塹和路堤交接處的邊溝應(yīng)緩緩引向路堤兩側(cè)的天然溝或排水溝，不得沖刷路堤。（4）排水溝渠應(yīng)從下游出口向上游開挖。共四十六頁3.邊坡開挖（1）砂類土邊坡，施工時，挖出的邊坡應(yīng)留有足夠(zúgòu)的余量，為20-30cm，然后打樁、定線，坡面整修。（2）礫類土邊坡，坡度結(jié)合土體密度、地質(zhì)水文等條件確定。（3）地質(zhì)不良擬設(shè)擋墻等防護設(shè)施的路塹邊坡，應(yīng)采用分段挖掘、分段修筑防護設(shè)施的方法、以保證安全和邊坡的穩(wěn)定。共四十六頁4.棄土處理（1）提出棄土方案出報批。（2）棄土堆的邊坡不陡于1:1.5，頂面向外銀色不小于2%的橫坡，高度(gāodù)不宜大于3m。棄土坡腳應(yīng)進行防護。（3）嚴(yán)禁在巖溶漏斗處，暗河口處、貼近橋墩臺處棄土。共四十六頁2.2.3土質(zhì)路基壓實路基壓實是保證路基質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。路基壓實的作用，是提高填料的密實度，減小孔隙率；增強填料顆粒(kēlì)之間的接觸面，增大凝聚力或嵌擠力，提高內(nèi)摩阻力，減少形變，為路基的工作提供良好的基礎(chǔ)。有效地壓實路基填筑土,才能保證路基工程的施工質(zhì)量。共四十六頁路基壓實的意義：土是三相體,土粒為骨架,顆粒之間的孔隙為水分和氣體(qìtǐ)所占據(jù)。壓實的目的在于使土粒重新組合,彼此擠緊,孔隙縮小,土的單位質(zhì)量提高,形成密實整體,最終導(dǎo)致強度增加,穩(wěn)定性提高。通過大量的試驗和工程實踐已證明:土基壓實使土的強度大大增加；土基的塑性變形明顯減小；土的透水性降低，毛細上升高度減小共四十六頁一、影響壓實效果的主要因素：影響路基壓實效果的因素是多方面的，有內(nèi)因和外因兩方面。內(nèi)因指土質(zhì)和濕度(shīdù),外因指壓實功能(如機械性能、壓實時間與速度、土層厚度)及壓實時外界自然和人為的其他因素等。共四十六頁1.含水量對壓實的影響：含水量ω與密實度(以干容重γ度量)的關(guān)系(guānxì)：以同一種土在同一貫入擊實標(biāo)準(zhǔn)下,得一駝峰曲線,表明干容重γ隨含水量ω而變的規(guī)律性。在同等條件下,一定含水量之前,水起潤滑作用,土粒間阻力減小，γ得以提高。γ值至最大值后,水分互擠轉(zhuǎn)移,γ隨之降低。通常在一定壓實條件下干容重的最大值,稱為最大干容重γ(駝峰曲線的最高點),相應(yīng)的含水量稱為最佳含水量ω0。共四十六頁由此可見,壓實時,若能控制土的最佳(zuìjiā)含水量ω0則壓實效果為最高,耗費的壓實功能為最經(jīng)濟。

含水量干容重ω0ρ0共四十六頁2.土質(zhì)對壓實效果的影響在同一(tóngyī)壓實功能作用下，含粗粒越多土，其最大干密度越大，而最佳含水量越小。對不同(bùtónɡ)土的擊實實驗結(jié)果表明：a、土的類別不同，它的最大密實度和最佳含水量不同；b、分散性較高的土，它的Wo的絕對值較高，但δo的絕對值較小。C、亞沙土和亞粘土的壓實性能較好，而粘性土的壓實性能較差。共四十六頁3.壓實厚度對壓實效果的影響：

相同壓實條件下(土質(zhì)、含水量與壓實功能不變)實測土層不同深度的密實度(γ或壓實度)可得知,密實度隨深度遞減,表層5cm最高。不同壓實工具的有效(yǒuxiào)壓實深度有所差異,根據(jù)壓實工具類型、土質(zhì)及土基壓實的基本要求,路基分層壓實的厚度有具體的規(guī)定數(shù)值。一般情況下,夯實不宜超過20cm,12~15t光面壓路機,不宜超過25cm,振動壓路機或夯擊機,宜以50㎝為限。實際施工時的壓實厚度應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定合適的攤鋪厚度。共四十六頁4.壓實功能對壓實的影響：壓實功能(指壓實工具的質(zhì)量、碾壓次數(shù)、或錘落高度、作用時間等)對壓實效果(xiàoguǒ)的影晌,是除含水量之外的另一個重要因素。共四十六頁共四十六頁5.壓實機具的選擇與操作：

土基壓實機具的類型較多,大致分為碾壓式、夯實(hānɡshí)式和振動式三大類型。碾壓式(又稱靜碾壓式),包括光面碾(普通的兩輪和三輪壓路機)、羊足碾和氣胎碾等幾種。夯擊式中除人使用的石夯、大夯外,機動設(shè)備中有夯錘、夯板、風(fēng)動夯及蛙式夯機等。振動式中有振動器、振動壓路機等。不同壓實機具,適用于不同土質(zhì)及不同土層厚度等條件,這些都是壓實機具的主要依據(jù),正常條件下,對于砂性土的壓實效果,振動式較好,夯擊式次之,碾壓式較差。對于粘性土,則宜選用碾壓式或夯擊式,振動式較差甚至無效。共四十六頁（1）用靜力光輪壓路機碾壓(niǎnyā)路基靜力光輪壓路機只適用于碾壓較薄的填土路基。因為滾輪與土壤的接觸面積較大，單位壓力小，壓實能力由表面向下逐漸減少，使得上層密度大于下層密度，路基的整體密實性差。使用靜力光輪壓路機碾壓時，宜采用“薄填、慢駛、多次”的方法，即：填土層厚度較薄(25-30cm左右)，碾壓速度(sùdù)先慢后快，先輕碾后重碾。實驗表明，使用靜力光輪壓路機碾壓時，土壤的密實度隨填土厚度的增加而下降，隨碾輪重量和碾壓次數(shù)的增加而增加；但當(dāng)碾壓次數(shù)超過8次后，其密實度增加很少甚至不再增加，因此應(yīng)注意選擇經(jīng)濟合理的壓實次數(shù)，一般不超過8次。共四十六頁共四十六頁（2）用輪胎式壓路機碾壓(niǎnyā)路基輪胎式壓路機適用于壓實各種土壤，對壓實較為潮濕的粘性土最有效，其碾壓有效深度可達30cm以上。輪胎壓路機的最大特點是，可以根據(jù)土質(zhì)情況改變輪胎的內(nèi)壓力，將作用于土壤的最大應(yīng)力控制在土壤的極限強度內(nèi)；另一個特點是，充氣輪胎具有變形性，使土壤壓實深度保持在一定的深度范圍之內(nèi)；第三個特點是，輪胎與土壤接觸面積大，壓力分布均勻，土料承壓時間(shíjiān)長，壓實密度好。共四十六頁共四十六頁（3）用振動(zhèndòng)壓路機壓實路基①碾壓巖石填方路基時，應(yīng)根據(jù)巖石填方的厚度選用不同噸位的振動壓路機，同時還應(yīng)注意壓路機的行駛速度。通常，壓實效果與碾壓遍數(shù)成正比，與行駛速度成反比；實驗表明，行駛速度為3-6km/h時壓實效果最佳。②碾壓砂和礫石等非粘土路基時，可采用(cǎiyòng)高頻率、低振幅的振動壓路機。碾壓速度在3-6km/h范圍內(nèi)變化，碾壓次數(shù)約2-3遍。若鋪層過厚可降低碾壓速度。③碾壓無塑性粉土路基時，鋪層厚度可達0.7-1.0m，可采用10-15t的重型壓路機。共四十六頁④碾壓含有一定(yīdìng)數(shù)量粘土的粉質(zhì)土路基，可采用較低或中等靜線壓力振動壓路機。⑤碾壓粘土路基時，應(yīng)采用大噸位振動壓路機；碾壓高強度粘土路基時，必須采用養(yǎng)足碾振動壓路機；碾壓粘性土路基時，應(yīng)采用高振幅、低頻率的壓實方法，碾壓速度為3-4km/h。共四十六頁壓實技術(shù)(jìshù)要點：（1）壓實機械對土進行碾壓時，一般(yībān)以慢速效果最好。一般2~4km/h。（2）碾壓一段終了時，宜采取縱向退行方式繼續(xù)第二遍碾壓，不宜采用掉頭方式，以免因機械調(diào)頭時搓擠土，使壓實的土被翻松。故壓路機始終要以縱向進退方式進行壓實作業(yè)。（3）在整個全寬的填土上壓實，宜縱向分行進行.共四十六頁共四十六頁

實踐經(jīng)驗證明：土基壓實時、在機具類型,土層厚度及行程遍數(shù)已經(jīng)選定的條件下,壓實操作時宜先輕后重、先慢后快,先邊緣后中間(超高路段等需要時,則從內(nèi)側(cè)至外側(cè)宜先低后高。壓實時,相鄰兩次的輪跡應(yīng)重迭(zhònɡdié)輪寬的1/3,保持壓實均勻,不漏壓,對于壓不到的邊角,應(yīng)輔以人力或小型機具夯實。壓實全過程中,經(jīng)常檢查含水量和密實度,以達到符合規(guī)定壓實度的要求。共四十六頁二、壓實標(biāo)準(zhǔn)(biāozhǔn)和碾壓控制1.壓實標(biāo)準(zhǔn)土基野外施工,受種種條件限制,不能達到室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗所得的最大干容重γ0應(yīng)予以適當(dāng)降低。令工地實測干容重為γ,它與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗得到的γ0值之比的相對值,稱為壓實度K。壓實度K是現(xiàn)行(xiànxíng)規(guī)范規(guī)定的路基壓實標(biāo)準(zhǔn)。最大干密度γ0是通過標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗所確定的。壓實度K=工地上實際壓實達到的密實度γ／最大密實度γ0

共四十六頁土質(zhì)路基壓實度應(yīng)符合(fúhé)下表的規(guī)定①表列壓實度以《公路土工試驗規(guī)程》(JTJ051）重型擊實試驗法為準(zhǔn)。②三、四級公路鋪筑水泥混凝土路面或瀝青混凝土路面時，其壓實度應(yīng)采用(cǎiyòng)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(biāo)準(zhǔn)根據(jù)試驗路在保證路基強度要求的前提下可適當(dāng)降低。④特別干旱地區(qū)的壓實度標(biāo)準(zhǔn)可降低2%～3%。填挖類型路床頂面以下深度(m）壓實度(%）路床頂面以下深度(m）高速公路一級公路二級公路三、四級公路路堤上路床0～0.30≥95≥93≥93下路床0.30～0.80≥95≥93≥93上路堤0.80～1.50≥93≥90≥90下路堤＞1.50≥90≥90≥90零填及挖方路基0～0.30≥95≥90≥900.30～0.80≥93≥90≥90共四十六頁2.路基壓實工作的控制與檢驗(jiǎnyàn)（1）確定不同種類填土的最大干密度和最佳含水率在路基填筑施工前，必須對主要取土場采取代表性土樣，進行土工試驗，求得各個土場土樣的最大干密度和最佳含水量。共四十六頁（2）檢查控制填土含水率（3）正確(zhèngquè)選擇和使用壓實機械機械選擇主要考慮：①土的性質(zhì)和狀態(tài)。砂性土，振動式效果最好；粘性土，碾壓式和夯擊式較好。②壓實工作面。工作面大，采用碾壓機械；工作面小，采用夯實機械。③機械的技術(shù)特性與生產(chǎn)率。共四十六頁壓實機械的使用壓實作業(yè)應(yīng)遵循(zūnxún)以下規(guī)則：由低向高先輕后重先慢后快共四十六頁（4）分層填筑、分層碾壓分層填筑。要把握每層填土厚度的大小。一般認(rèn)為，對于(duìyú)細粒土用光輪壓路機，厚度不得超過25cm，用振動壓路機厚度不得超過60cm。每層填土都需平整，由中線向兩邊設(shè)置2%-4%的橫坡。共四十六頁分層碾壓分層碾壓的關(guān)鍵是控制碾壓遍數(shù)，一般由試驗性施工來確定(quèdìng)。當(dāng)含水量為最佳含水率時，可用經(jīng)驗值。低粘質(zhì)土4-6遍，粘質(zhì)土10-12遍共四十六頁（5）全寬填筑、全寬碾壓（6）加強測試檢查①填方基底。基底壓實不小于85%。若填土高度小于路床厚度80cm，則基底壓實不小于路床壓實，不小于95%。②路堤。每一層均檢驗壓實度，合格才能(cáinéng)填筑上一層。檢測頻率2000檢驗8個點。不足200時，至少檢驗2個點。路床頂面壓實，還需進行彎沉值檢驗。檢驗頻率為每一幅雙車道每50m檢驗4點，左右前后輪隙各一點。共四十六頁③路塹路床。④橋涵(qiáohán)處填土。分層壓實分層檢查，頻率為每檢查1點，不足50至少檢查1點。每一層松鋪厚度不超過20cm。橋涵處填土的壓實用(shíyòng)小型手扶振動夯或手扶振動壓路機，但涵頂填土50cm內(nèi)，用輕型靜載壓路機。共四十六頁碾壓工序的控制：

為了有效地壓實路基填筑土,必須對碾壓工序作以下的控制：路基要求的壓實度根據(jù)填挖類型和公路等級及路堤填筑的高度而定。通常根據(jù)表中的規(guī)定,用標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗(shìyàn),求出最大干密度和相應(yīng)的最佳含水量,計算出施工要求的最小干密度。各種壓實機具碾壓不同土類的適宜厚度和所需壓實遍數(shù)與填土的實際含水量(最佳含水量±2%以內(nèi))及所要求的壓實度大小有關(guān),應(yīng)根據(jù)要求的壓實度,在做試驗段時加以確定。高等級公路路基填土壓實宜采用振動壓路機或35~50t輪胎壓路機進行。采用振動壓路機碾壓時,第一遍應(yīng)靜壓,第二遍開始用振動壓實。共四十六頁3.現(xiàn)場壓實度的評定（1）測定(cèdìng)土的密度方法：環(huán)刀法、灌砂法、核子密度儀法。（2）壓實質(zhì)量的評定合格率法數(shù)理統(tǒng)計法（3）評定壓實質(zhì)量共四十六頁路堤填筑質(zhì)量(zhìliàng)通病及防治措施

壓實質(zhì)量問題——壓實度不足壓實遍數(shù)不合理；壓路機質(zhì)量偏小。填土松鋪厚度過大。碾壓不均勻，局部有漏壓現(xiàn)象。含水量大于最佳含水量，特別是超過最佳含水量兩個百分點，造成彈簧現(xiàn)象。沒有對上一層表面浮土或松軟層進行處治。土場土質(zhì)種類多，出現(xiàn)異類土壤混填；尤其是透水性差的土壤包裹透水性好的土壤，形成了水囊，造成彈簧現(xiàn)象。填土顆粒過大共四十六頁治理(zhìlǐ)措施：清除碾壓層下軟弱層，換填良性土壤后重新碾壓。對產(chǎn)生(chǎnshēng)“彈簧”的部位，可將其過濕土翻曬，拌合均勻后重新碾壓，或挖除換填含水量適宜的良性土壤后重新碾壓。對產(chǎn)生“彈簧”且急于趕工的路段，可摻生石灰粉翻拌，待其含水量適宜后重新碾壓。共四十六頁2.2.4填石路基施工及壓實一、填土路基施工1.填料要求石料強度(qiángdù)不低于15MPa，護坡的不小于20MPa，最大粒徑不宜超過層厚2/3.高等級公路路床頂面以下50cm內(nèi)，最大粒徑不宜大于10cm。強風(fēng)化或軟巖需先檢驗CBR值。共四十六頁2.基底處理。同填土路基。3.填筑方法傾填法（拋填法）和逐層填筑、分層壓實。4.注意事項（1）巖性差別大，要分層或分段填筑。（2）強風(fēng)化石料或軟巖需檢驗CBR值，復(fù)合要求才能使用，并按土質(zhì)路基要求施工。（3）填石路堤(lùdī)路床頂部以下30-50cm范圍用復(fù)合路床要求的土填筑，并分層壓實。共四十六頁二、填石、土石和高填方路基的壓實1.填石路堤（1）標(biāo)準(zhǔn)(biāozhǔn)。（2）壓實方法與檢查共四十六頁2.土石路基粒徑大于20cm顆粒含量多于70%，壓實作業(yè)近于填石路堤；含量低于50%時，壓實作業(yè)近于填土路堤。壓實度用灌砂法或水袋(shuǐdài)法（灌水法）檢測。若實驗有困難，可通過12t以上振動壓路機壓實試驗，當(dāng)壓實層頂面穩(wěn)定不再下沉，即可判定為密室。共四十六頁3.高填方路堤基底壓實度不低于90%?；自诙妇狡律匣蚬鹊讜r，應(yīng)挖臺階處理，并嚴(yán)格分層填筑壓實。場地狹窄，壓實采用小型手扶式振動壓路機或振動夯進行；場地寬廣時，采用自行式12t以上(yǐshàng)振動壓路機碾壓。共四十六頁2.2.5路基的整修與檢查驗收一、路基整修1.土質(zhì)路基整修深路塹邊坡自下而上削坡整修。填土壓實，平地機刮