農(nóng)村公路路基壓實(shí)過程質(zhì)量控制方法研究設(shè)計(jì)

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(shí)度質(zhì)量控制方法研究學(xué)生姓名： 鄧旭考 籍 號(hào)： 921714100052班 級(jí): 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(shí)度質(zhì)量控制方法研究 學(xué) 生 姓 名： 鄧旭 考 籍 號(hào)： 921714100052 站 點(diǎn)： 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(shí)度質(zhì)量控制方法研究摘要 路基壓實(shí)度是路基路面施工質(zhì)量檢測的關(guān)鍵指標(biāo)之一，是填土工程質(zhì)量控制的重要指標(biāo),表征現(xiàn)場壓實(shí)后的密度狀況，壓實(shí)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(shí)的意義、作用及影響壓實(shí)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(shí),全寬填筑、全寬碾壓,加強(qiáng)測試檢驗(yàn)及壓實(shí)控制等,保證道路的整體強(qiáng)度及穩(wěn)定性,從而保證壓實(shí)度真正具有“有效性”。 關(guān)鍵詞:農(nóng)村公路；路基壓實(shí)；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(biāo)12 路基的壓實(shí)22.1 土基壓實(shí)度的意義和作用 22.2.3 壓實(shí)功能 32.2.4 壓實(shí)機(jī)具和方法33 填方鋪筑壓實(shí)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(shí),控制厚度均勻性分析 53.6 現(xiàn)場壓實(shí)質(zhì)量的檢測評(píng)定.64 結(jié)語8參考文獻(xiàn)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(jí)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(rèn)為:路基壓實(shí)度不足是影響公路質(zhì)量的主要原因,而路基壓實(shí)度不足的主要原因是質(zhì)量控制方法及其管理不當(dāng)?shù)膯栴}。 路面一旦出現(xiàn)病害,維修起來不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且會(huì)影響公路的正常使用,所以對于縣鄉(xiāng)級(jí)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(jī)理,預(yù)防措施及處治方法,從而為在設(shè)計(jì),施工和管理養(yǎng)護(hù)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(shí)可行有效的路基壓實(shí)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(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合,互為補(bǔ)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(shí)度不足的各種原因,從各個(gè)環(huán)節(jié)入手研究并設(shè)計(jì)合理的路基壓實(shí)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(jìn)一步驗(yàn)證和完善各關(guān)鍵技術(shù),得出現(xiàn)場施工工藝指導(dǎo)準(zhǔn)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(biāo) 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(shí)度不足,并針對影響路基壓實(shí)度不足的各種原因進(jìn)行系統(tǒng)而全面的分析,系統(tǒng)解決填方路基在

5、壓實(shí)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(shí)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(shí)度在公路中的意義和作用,分析出影響路基壓實(shí)度不足的主要因素; (2) 針對產(chǎn)生路基壓實(shí)度不足的各種原因,研究出有效可行的路基壓實(shí)度質(zhì)量控制方法.2 路基的壓實(shí)2.1 土基壓實(shí)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(shí)使土的密度提高,強(qiáng)度大大增強(qiáng),使土基的塑性變形明顯減小,使土的透水性降低,毛細(xì)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(qiáng)度和水溫穩(wěn)定性,因此,路基的壓實(shí)工作是路基施工過程中的一個(gè)重要工序,是提高路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性的根本技術(shù)措施之一. 壓實(shí)是改善土體工程性質(zhì)的一種經(jīng)濟(jì)合理措施。相同的路基路面材料在不均勻的壓實(shí)作用下可形成不同的物理力學(xué)指標(biāo),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(dòng)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(shí)合理性的控制。在路基頂面以下50cm深度范圍,必須嚴(yán)格進(jìn)行壓實(shí)度控制,其中最小壓實(shí)度控制,是檢驗(yàn)壓實(shí)工作有效性的限度,即要求不均勻的壓實(shí)度,均不能低于最小壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),欲獲得均勻合理的壓實(shí)度必須采用合適的壓實(shí)含水量及科學(xué)的拌和方法,碾壓方法

7、等。 2.2 影響壓實(shí)的主要因素 2.2.1 含水量分析 土壤含水量對壓實(shí)效果的影響比較顯著。當(dāng)含水量較小時(shí),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(shí)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(dòng)不容易,因此壓實(shí)效果比較差;含水量逐漸增大時(shí),水膜變厚,引力縮小,水膜起潤滑作用,外部壓實(shí)功能容易使土體相對移動(dòng),壓實(shí)效果漸佳;土中含水量過大時(shí),空隙中出現(xiàn)了自由水,壓實(shí)不能使氣體排出,壓實(shí)功能的一部分被自由水所抵消,減小了有效壓力,壓實(shí)效果反而降低。然而,含水量較

8、小時(shí),土粒間引力較大,雖然干密度較小,但其強(qiáng)度可能比最佳含水量時(shí)還要高?？墒谴藭r(shí)因密實(shí)度較低,空隙多,一經(jīng)飽水,其強(qiáng)度會(huì)急劇下降。因此,在最佳含水量情況下壓實(shí)的土水穩(wěn)性最好。 2.2.2 不同的土質(zhì)影響土基的壓實(shí) 在同一壓實(shí)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(yàn)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(yàn)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(dāng)足以保證大致均勻,特別是利用拖拉機(jī)牽引鏵犁多次翻拌,穩(wěn)定土拌和機(jī)拌和時(shí),其強(qiáng)制破碎拌和作用及大面積連續(xù)作業(yè),可使均勻度達(dá)

9、到很高水平。實(shí)際施工中采用計(jì)算單位面積上所用外摻劑質(zhì)量或體積,按所計(jì)算數(shù)量布料的方法進(jìn)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(qiáng)制破碎拌和作用以大面積連續(xù)作業(yè)可使均勻度達(dá)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?yàn)樗赝翃A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(gè)弱薄層?？刂评绨枭疃葧r(shí)必須遵循“寧深勿淺”原則,并控制外摻劑劑量。 2.2.3 壓實(shí)功能 同一類土,其最佳含水量隨壓實(shí)功能的加大而減小,而最大干密度則隨壓實(shí)功能的加大而增大。當(dāng)土偏干時(shí),增加壓

10、實(shí)功能對提高干密度的影響較大,偏濕時(shí)則收效甚微。故對偏濕的土企圖通過加大壓實(shí)功能的辦法來提高土的密實(shí)度是不經(jīng)濟(jì)的,若土的含水量過大,此時(shí)增大壓實(shí)功能就會(huì)出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。另外,當(dāng)壓實(shí)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(shí)功能來提高土的密度未必合算,壓實(shí)功能過大還會(huì)破壞土體結(jié)構(gòu),效果適得其反。 2.2.4 壓實(shí)機(jī)具和方法壓實(shí)機(jī)具不同,壓力傳布的有效深度也不同;壓實(shí)機(jī)具質(zhì)量及作用的時(shí)間也影響著壓實(shí)效果;同時(shí),在相同土質(zhì)和相同壓實(shí)機(jī)具條件下,壓實(shí)效果隨著壓實(shí)機(jī)具輾壓速度的增加而呈現(xiàn)效果越差的趨勢。 2.2.5 壓實(shí)土的厚度 在相同土質(zhì)和相同壓實(shí)功能

11、的條件下,壓實(shí)效果隨壓實(shí)厚度的遞增而減弱。試驗(yàn)證明,表層壓實(shí)效果最佳,越到下面壓實(shí)效果逐漸減小。因此,對不同壓實(shí)機(jī)械和不同的土質(zhì)壓實(shí)時(shí)控制的厚度不同。 綜上所述,在土基壓實(shí)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(shí)機(jī)具的功能,確定合適的分層輾壓厚度和次數(shù)以及輾壓機(jī)具的行駛速度以獲得最佳的壓實(shí)效果。3 填方鋪筑壓實(shí)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(jìn)行土工試驗(yàn),用規(guī)定方法求得各個(gè)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(shí)際工作中采用平

12、行試驗(yàn),以求得精確的最大干密度與最佳含水量,試驗(yàn)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(gè)大于,兩個(gè)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(shí)每層擊59次,稱出擊實(shí)土筒土樣重,查擊實(shí)筒體積 計(jì)算出土樣濕密度。 （3）用鋁盒分別取兩個(gè)擊簡土樣,測量土樣含水量,計(jì)算含水量平均值面,從而計(jì)算出該土樣的干密度。 （4）用同樣方法,對每份土樣進(jìn)行以上試驗(yàn),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(shí)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(shí),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(dāng)周圍條件如壓力溫 度發(fā)生變化時(shí),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(shí)所失去的水分重量與達(dá) 到恒重時(shí)干土重的比值。在實(shí)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(jī)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(shí),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(yàn)室再進(jìn)行烘干,得到較為準(zhǔn)確的含水量。 3.3 分層填筑,分層壓

14、實(shí),控制厚度均勻性分析 關(guān)于道路結(jié)構(gòu)壓實(shí)度與結(jié)構(gòu)層厚度的均勻性,應(yīng)由壓實(shí)效果及其產(chǎn)生的影響來評(píng)價(jià),這實(shí)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(dāng)理想的壓實(shí)度和良好的整體板體性后才得以穩(wěn)定,才能實(shí)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(qiáng)度不足,將擴(kuò)至一片到整個(gè)道路產(chǎn)生破壞。 3.4 全寬填筑,全寬碾壓 填筑路基時(shí),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(shí)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(shí)工作完成后再按設(shè)計(jì)寬度和坡度予以刷齊整平。 3

15、.5 輕重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)檢測方法 由輕型擊實(shí)與重型擊實(shí)對同一配比試件試驗(yàn)結(jié)果表明:試件的物理力學(xué)指標(biāo)在不同的擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)會(huì)造成產(chǎn)生較大殘留變形的條件,同時(shí),相應(yīng)壓實(shí)功能和遍數(shù)的不均勻易形成不同的壓實(shí)效果,導(dǎo)致道路結(jié)構(gòu)工作壽命中,可能出現(xiàn)嚴(yán)重的不平整度的變化是必然的。反之,若以重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)控制壓實(shí)度,可將此類影響降低到最小限度。 標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)分為重型和輕型兩種標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn),我國主要采用重型擊實(shí)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),填土路堤,零填及路塹路床的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)按(3-1表)規(guī)定填挖類型路面底面以下深度/cm壓實(shí)度(%)高速公路,一級(jí)公路二級(jí)公路三,四級(jí)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(yàn)規(guī)程>>,(JTG E402007>>中重型擊實(shí)試驗(yàn)法求得的最大干密度的壓實(shí)度.2 當(dāng)三四級(jí)公路鋪筑高級(jí)路面時(shí),其壓實(shí)度應(yīng)采用二級(jí)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(shí),壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)試驗(yàn)的論證在保證路基強(qiáng)度要求的前提下適當(dāng)降低.3.6 現(xiàn)場壓實(shí)質(zhì)量的檢測評(píng)定. 利用壓實(shí)度的平均值的下置信界限來評(píng)定現(xiàn)場壓實(shí)度,這個(gè)方法就是利用具有一定保證率的壓實(shí)度進(jìn)行現(xiàn)場評(píng)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(shí)度;為有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的壓實(shí)度;S為現(xiàn)場測得 的壓實(shí)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(shí)度的次數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明.采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法來評(píng)定現(xiàn)場壓實(shí)度更趨合理,故199年7月新頒 (JTJ 07198)標(biāo)準(zhǔn)引進(jìn)了極值概念,說明采用數(shù)理統(tǒng)汁方法的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)較為科學(xué)合理.綜上所述,在路基施工中必須控制壓實(shí)度以確保工程質(zhì)量,而同樣重要的是在施工各個(gè)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(shí),應(yīng)分層碾壓并分層檢查壓實(shí),并要求填土層壓實(shí)度達(dá)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(shí)度,才能保證全深

18、度范圍內(nèi)的壓實(shí)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(shí)度的均勻性控制不能單純地理解為對壓實(shí)過程的控制,這是一個(gè)系統(tǒng)工程,應(yīng)在進(jìn)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(jìn)一步提高。4 結(jié)語 到此為止，在自己一個(gè)星期的努力后順利完成了農(nóng)村公路路基壓實(shí)度質(zhì)量控制方法的研究。從剛開始對路基壓實(shí)只有一點(diǎn)感性認(rèn)識(shí)到現(xiàn)在有較為詳細(xì)的知識(shí)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),說明有了較為深刻的領(lǐng)會(huì)，同時(shí)對路基壓實(shí)度質(zhì)量的評(píng)定方式也有了較為清楚的認(rèn)識(shí)。 在本次課題研究中，要用到許多基礎(chǔ)理論，由于有些知識(shí)已經(jīng)遺忘，這使我們要重新溫已學(xué)知識(shí).同時(shí)，由于設(shè)計(jì)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(xiàn)，進(jìn)而對這些

19、文獻(xiàn)進(jìn)行分析和總結(jié)，這些都提高了我們對于專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力和分析解決實(shí)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(tuán)隊(duì)的力量，在與同學(xué)們的討論中發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)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(tuán)隊(duì)合作精神也得到了增強(qiáng)?？梢哉f，此次實(shí)訓(xùn)也檢驗(yàn)了我們的綜合素質(zhì)和實(shí)際能力。 雖然本次設(shè)計(jì)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(shí)還沒有十分扎實(shí)。 （2）對路基施工流程把握不準(zhǔn)，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(shí)踐，一些細(xì)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(jì)中存在的問題。多學(xué)

20、習(xí)相關(guān)的知識(shí)，關(guān)注前沿的科學(xué)技術(shù)，拓寬知識(shí)面，盡量進(jìn)行實(shí)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(jì)時(shí)能夠在保證成本的前提下，較好地利用其本身。參考文獻(xiàn) <<公路工程施工技術(shù)>>,仇益梅主編,機(jī)械工業(yè)出版社,2010年. <<公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)>>,(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(jì)規(guī)范>>,(JTG D302004),人民交通出版社,2005年4月. <<公路土工試驗(yàn)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(yàn)>