公路施工技術(shù)第2章路基施工施工機(jī)械與路基壓實(shí)

2.2.2施工機(jī)械化（略）施工中注意的問(wèn)題：1.土方開(kāi)挖注意要點(diǎn)（1）路基開(kāi)挖前應(yīng)對(duì)沿線土質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)；（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(shí)報(bào)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(shí)的下沉值。共四十六頁(yè)2.排水設(shè)施的開(kāi)挖（1）排水溝渠(gōuqú)的位置、斷面尺寸要符合設(shè)計(jì)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(kāi)挖。共四十六頁(yè)3.邊坡開(kāi)挖（1）砂類(lèi)土邊坡，施工時(shí)，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(lèi)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(hù)設(shè)施的路塹邊坡，應(yīng)采用分段挖掘、分段修筑防護(hù)設(shè)施的方法、以保證安全和邊坡的穩(wěn)定。共四十六頁(yè)4.棄土處理（1）提出棄土方案出報(bào)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(jìn)行防護(hù)。（3）嚴(yán)禁在巖溶漏斗處，暗河口處、貼近橋墩臺(tái)處棄土。共四十六頁(yè)2.2.3土質(zhì)路基壓實(shí)路基壓實(shí)是保證路基質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。路基壓實(shí)的作用，是提高填料的密實(shí)度，減小孔隙率；增強(qiáng)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(shí)路基填筑土,才能保證路基工程的施工質(zhì)量。共四十六頁(yè)路基壓實(shí)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(shí)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(shí)整體,最終導(dǎo)致強(qiáng)度增加,穩(wěn)定性提高。通過(guò)大量的試驗(yàn)和工程實(shí)踐已證明:土基壓實(shí)使土的強(qiáng)度大大增加；土基的塑性變形明顯減??；土的透水性降低，毛細(xì)上升高度減小共四十六頁(yè)一、影響壓實(shí)效果的主要因素：影響路基壓實(shí)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(shí)功能(如機(jī)械性能、壓實(shí)時(shí)間與速度、土層厚度)及壓實(shí)時(shí)外界自然和人為的其他因素等。共四十六頁(yè)1.含水量對(duì)壓實(shí)的影響：含水量ω與密實(shí)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(shí)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(rùn)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(shí)條件下干容重的最大值,稱(chēng)為最大干容重γ(駝峰曲線的最高點(diǎn)),相應(yīng)的含水量稱(chēng)為最佳含水量ω0。共四十六頁(yè)由此可見(jiàn),壓實(shí)時(shí),若能控制土的最佳(zuìjiā)含水量ω0則壓實(shí)效果為最高,耗費(fèi)的壓實(shí)功能為最經(jīng)濟(jì)。

含水量干容重ω0ρ0共四十六頁(yè)2.土質(zhì)對(duì)壓實(shí)效果的影響在同一(tóngyī)壓實(shí)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(duì)不同(bùtónɡ)土的擊實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：a、土的類(lèi)別不同，它的最大密實(shí)度和最佳含水量不同；b、分散性較高的土，它的Wo的絕對(duì)值較高，但δo的絕對(duì)值較小。C、亞沙土和亞粘土的壓實(shí)性能較好，而粘性土的壓實(shí)性能較差。共四十六頁(yè)3.壓實(shí)厚度對(duì)壓實(shí)效果的影響：

相同壓實(shí)條件下(土質(zhì)、含水量與壓實(shí)功能不變)實(shí)測(cè)土層不同深度的密實(shí)度(γ或壓實(shí)度)可得知,密實(shí)度隨深度遞減,表層5cm最高。不同壓實(shí)工具的有效(yǒuxiào)壓實(shí)深度有所差異,根據(jù)壓實(shí)工具類(lèi)型、土質(zhì)及土基壓實(shí)的基本要求,路基分層壓實(shí)的厚度有具體的規(guī)定數(shù)值。一般情況下,夯實(shí)不宜超過(guò)20cm,12~15t光面壓路機(jī),不宜超過(guò)25cm,振動(dòng)壓路機(jī)或夯擊機(jī),宜以50㎝為限。實(shí)際施工時(shí)的壓實(shí)厚度應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定合適的攤鋪厚度。共四十六頁(yè)4.壓實(shí)功能對(duì)壓實(shí)的影響：壓實(shí)功能(指壓實(shí)工具的質(zhì)量、碾壓次數(shù)、或錘落高度、作用時(shí)間等)對(duì)壓實(shí)效果(xiàoguǒ)的影晌,是除含水量之外的另一個(gè)重要因素。共四十六頁(yè)共四十六頁(yè)5.壓實(shí)機(jī)具的選擇與操作：

土基壓實(shí)機(jī)具的類(lèi)型較多,大致分為碾壓式、夯實(shí)(hānɡshí)式和振動(dòng)式三大類(lèi)型。碾壓式(又稱(chēng)靜碾壓式),包括光面碾(普通的兩輪和三輪壓路機(jī))、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(jī)動(dòng)設(shè)備中有夯錘、夯板、風(fēng)動(dòng)夯及蛙式夯機(jī)等。振動(dòng)式中有振動(dòng)器、振動(dòng)壓路機(jī)等。不同壓實(shí)機(jī)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(shí)機(jī)具的主要依據(jù),正常條件下,對(duì)于砂性土的壓實(shí)效果,振動(dòng)式較好,夯擊式次之,碾壓式較差。對(duì)于粘性土,則宜選用碾壓式或夯擊式,振動(dòng)式較差甚至無(wú)效。共四十六頁(yè)（1）用靜力光輪壓路機(jī)碾壓(niǎnyā)路基靜力光輪壓路機(jī)只適用于碾壓較薄的填土路基。因?yàn)闈L輪與土壤的接觸面積較大，單位壓力小，壓實(shí)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(shí)性差。使用靜力光輪壓路機(jī)碾壓時(shí)，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(shí)驗(yàn)表明，使用靜力光輪壓路機(jī)碾壓時(shí)，土壤的密實(shí)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(guò)8次后，其密實(shí)度增加很少甚至不再增加，因此應(yīng)注意選擇經(jīng)濟(jì)合理的壓實(shí)次數(shù)，一般不超過(guò)8次。共四十六頁(yè)共四十六頁(yè)（2）用輪胎式壓路機(jī)碾壓(niǎnyā)路基輪胎式壓路機(jī)適用于壓實(shí)各種土壤，對(duì)壓實(shí)較為潮濕的粘性土最有效，其碾壓有效深度可達(dá)30cm以上。輪胎壓路機(jī)的最大特點(diǎn)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(qiáng)度內(nèi)；另一個(gè)特點(diǎn)是，充氣輪胎具有變形性，使土壤壓實(shí)深度保持在一定的深度范圍之內(nèi)；第三個(gè)特點(diǎn)是，輪胎與土壤接觸面積大，壓力分布均勻，土料承壓時(shí)間(shíjiān)長(zhǎng)，壓實(shí)密度好。共四十六頁(yè)共四十六頁(yè)（3）用振動(dòng)(zhèndòng)壓路機(jī)壓實(shí)路基①碾壓巖石填方路基時(shí)，應(yīng)根據(jù)巖石填方的厚度選用不同噸位的振動(dòng)壓路機(jī)，同時(shí)還應(yīng)注意壓路機(jī)的行駛速度。通常，壓實(shí)效果與碾壓遍數(shù)成正比，與行駛速度成反比；實(shí)驗(yàn)表明，行駛速度為3-6km/h時(shí)壓實(shí)效果最佳。②碾壓砂和礫石等非粘土路基時(shí)，可采用(cǎiyòng)高頻率、低振幅的振動(dòng)壓路機(jī)。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(guò)厚可降低碾壓速度。③碾壓無(wú)塑性粉土路基時(shí)，鋪層厚度可達(dá)0.7-1.0m，可采用10-15t的重型壓路機(jī)。共四十六頁(yè)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(dòng)壓路機(jī)。⑤碾壓粘土路基時(shí)，應(yīng)采用大噸位振動(dòng)壓路機(jī)；碾壓高強(qiáng)度粘土路基時(shí)，必須采用養(yǎng)足碾振動(dòng)壓路機(jī)；碾壓粘性土路基時(shí)，應(yīng)采用高振幅、低頻率的壓實(shí)方法，碾壓速度為3-4km/h。共四十六頁(yè)壓實(shí)技術(shù)(jìshù)要點(diǎn)：（1）壓實(shí)機(jī)械對(duì)土進(jìn)行碾壓時(shí)，一般(yībān)以慢速效果最好。一般2~4km/h。（2）碾壓一段終了時(shí)，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(jī)械調(diào)頭時(shí)搓擠土，使壓實(shí)的土被翻松。故壓路機(jī)始終要以縱向進(jìn)退方式進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)。（3）在整個(gè)全寬的填土上壓實(shí)，宜縱向分行進(jìn)行.共四十六頁(yè)共四十六頁(yè)

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明：土基壓實(shí)時(shí)、在機(jī)具類(lèi)型,土層厚度及行程遍數(shù)已經(jīng)選定的條件下,壓實(shí)操作時(shí)宜先輕后重、先慢后快,先邊緣后中間(超高路段等需要時(shí),則從內(nèi)側(cè)至外側(cè)宜先低后高。壓實(shí)時(shí),相鄰兩次的輪跡應(yīng)重迭(zhònɡdié)輪寬的1/3,保持壓實(shí)均勻,不漏壓,對(duì)于壓不到的邊角,應(yīng)輔以人力或小型機(jī)具夯實(shí)。壓實(shí)全過(guò)程中,經(jīng)常檢查含水量和密實(shí)度,以達(dá)到符合規(guī)定壓實(shí)度的要求。共四十六頁(yè)二、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)(biāozhǔn)和碾壓控制1.壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)土基野外施工,受種種條件限制,不能達(dá)到室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大干容重γ0應(yīng)予以適當(dāng)降低。令工地實(shí)測(cè)干容重為γ,它與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)得到的γ0值之比的相對(duì)值,稱(chēng)為壓實(shí)度K。壓實(shí)度K是現(xiàn)行(xiànxíng)規(guī)范規(guī)定的路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。最大干密度γ0是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所確定的。壓實(shí)度K=工地上實(shí)際壓實(shí)達(dá)到的密實(shí)度γ／最大密實(shí)度γ0

共四十六頁(yè)土質(zhì)路基壓實(shí)度應(yīng)符合(fúhé)下表的規(guī)定①表列壓實(shí)度以《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ051）重型擊實(shí)試驗(yàn)法為準(zhǔn)。②三、四級(jí)公路鋪筑水泥混凝土路面或?yàn)r青混凝土路面時(shí)，其壓實(shí)度應(yīng)采用(cǎiyòng)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)根據(jù)試驗(yàn)路在保證路基強(qiáng)度要求的前提下可適當(dāng)降低。④特別干旱地區(qū)的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)可降低2%～3%。填挖類(lèi)型路床頂面以下深度(m）壓實(shí)度(%）路床頂面以下深度(m）高速公路一級(jí)公路二級(jí)公路三、四級(jí)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(yè)2.路基壓實(shí)工作的控制與檢驗(yàn)(jiǎnyàn)（1）確定不同種類(lèi)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(duì)主要取土場(chǎng)采取代表性土樣，進(jìn)行土工試驗(yàn)，求得各個(gè)土場(chǎng)土樣的最大干密度和最佳含水量。共四十六頁(yè)（2）檢查控制填土含水率（3）正確(zhèngquè)選擇和使用壓實(shí)機(jī)械機(jī)械選擇主要考慮：①土的性質(zhì)和狀態(tài)。砂性土，振動(dòng)式效果最好；粘性土，碾壓式和夯擊式較好。②壓實(shí)工作面。工作面大，采用碾壓機(jī)械；工作面小，采用夯實(shí)機(jī)械。③機(jī)械的技術(shù)特性與生產(chǎn)率。共四十六頁(yè)壓實(shí)機(jī)械的使用壓實(shí)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(yè)（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(duì)于(duìyú)細(xì)粒土用光輪壓路機(jī)，厚度不得超過(guò)25cm，用振動(dòng)壓路機(jī)厚度不得超過(guò)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(yè)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(yàn)性施工來(lái)確定(quèdìng)。當(dāng)含水量為最佳含水率時(shí)，可用經(jīng)驗(yàn)值。低粘質(zhì)土4-6遍，粘質(zhì)土10-12遍共四十六頁(yè)（5）全寬填筑、全寬碾壓（6）加強(qiáng)測(cè)試檢查①填方基底?；讐簩?shí)不小于85%。若填土高度小于路床厚度80cm，則基底壓實(shí)不小于路床壓實(shí)，不小于95%。②路堤。每一層均檢驗(yàn)壓實(shí)度，合格才能(cáinéng)填筑上一層。檢測(cè)頻率2000檢驗(yàn)8個(gè)點(diǎn)。不足200時(shí)，至少檢驗(yàn)2個(gè)點(diǎn)。路床頂面壓實(shí)，還需進(jìn)行彎沉值檢驗(yàn)。檢驗(yàn)頻率為每一幅雙車(chē)道每50m檢驗(yàn)4點(diǎn)，左右前后輪隙各一點(diǎn)。共四十六頁(yè)③路塹路床。④橋涵(qiáohán)處填土。分層壓實(shí)分層檢查，頻率為每檢查1點(diǎn)，不足50至少檢查1點(diǎn)。每一層松鋪厚度不超過(guò)20cm。橋涵處填土的壓實(shí)用(shíyòng)小型手扶振動(dòng)夯或手扶振動(dòng)壓路機(jī)，但涵頂填土50cm內(nèi)，用輕型靜載壓路機(jī)。共四十六頁(yè)碾壓工序的控制：

為了有效地壓實(shí)路基填筑土,必須對(duì)碾壓工序作以下的控制：路基要求的壓實(shí)度根據(jù)填挖類(lèi)型和公路等級(jí)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(shí)試驗(yàn)(shìyàn),求出最大干密度和相應(yīng)的最佳含水量,計(jì)算出施工要求的最小干密度。各種壓實(shí)機(jī)具碾壓不同土類(lèi)的適宜厚度和所需壓實(shí)遍數(shù)與填土的實(shí)際含水量(最佳含水量±2%以?xún)?nèi))及所要求的壓實(shí)度大小有關(guān),應(yīng)根據(jù)要求的壓實(shí)度,在做試驗(yàn)段時(shí)加以確定。高等級(jí)公路路基填土壓實(shí)宜采用振動(dòng)壓路機(jī)或35~50t輪胎壓路機(jī)進(jìn)行。采用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓時(shí),第一遍應(yīng)靜壓,第二遍開(kāi)始用振動(dòng)壓實(shí)。共四十六頁(yè)3.現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度的評(píng)定（1）測(cè)定(cèdìng)土的密度方法：環(huán)刀法、灌砂法、核子密度儀法。（2）壓實(shí)質(zhì)量的評(píng)定合格率法數(shù)理統(tǒng)計(jì)法（3）評(píng)定壓實(shí)質(zhì)量共四十六頁(yè)路堤填筑質(zhì)量(zhìliàng)通病及防治措施

壓實(shí)質(zhì)量問(wèn)題——壓實(shí)度不足壓實(shí)遍數(shù)不合理；壓路機(jī)質(zhì)量偏小。填土松鋪厚度過(guò)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(guò)最佳含水量?jī)蓚€(gè)百分點(diǎn)，造成彈簧現(xiàn)象。沒(méi)有對(duì)上一層表面浮土或松軟層進(jìn)行處治。土場(chǎng)土質(zhì)種類(lèi)多，出現(xiàn)異類(lèi)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(guò)大共四十六頁(yè)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(duì)產(chǎn)生(chǎnshēng)“彈簧”的部位，可將其過(guò)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(duì)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(yè)2.2.4填石路基施工及壓實(shí)一、填土路基施工1.填料要求石料強(qiáng)度(qiángdù)不低于15MPa，護(hù)坡的不小于20MPa，最大粒徑不宜超過(guò)層厚2/3.高等級(jí)公路路床頂面以下50cm內(nèi)，最大粒徑不宜大于10cm。強(qiáng)風(fēng)化或軟巖需先檢驗(yàn)CBR值。共四十六頁(yè)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(shí)。4.注意事項(xiàng)（1）巖性差別大，要分層或分段填筑。（2）強(qiáng)風(fēng)化石料或軟巖需檢驗(yàn)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(shí)。共四十六頁(yè)二、填石、土石和高填方路基的壓實(shí)1.填石路堤（1）標(biāo)準(zhǔn)(biāozhǔn)。（2）壓實(shí)方法與檢查共四十六頁(yè)2.土石路基粒徑大于20cm顆粒含量多于70%，壓實(shí)作業(yè)近于填石路堤；含量低于50%時(shí)，壓實(shí)作業(yè)近于填土路堤。壓實(shí)度用灌砂法或水袋(shuǐdài)法（灌水法）檢測(cè)。若實(shí)驗(yàn)有困難，可通過(guò)12t以上振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)試驗(yàn)，當(dāng)壓實(shí)層頂面穩(wěn)定不再下沉，即可判定為密室。共四十六頁(yè)3.高填方路堤基底壓實(shí)度不低于90%?；自诙妇狡律匣蚬鹊讜r(shí)，應(yīng)挖臺(tái)階處理，并嚴(yán)格分層填筑壓實(shí)。場(chǎng)地狹窄，壓實(shí)采用小型手扶式振動(dòng)壓路機(jī)或振動(dòng)夯進(jìn)行；場(chǎng)地寬廣時(shí)，采用自行式12t以上(yǐshàng)振動(dòng)壓路機(jī)碾壓。共四十六頁(yè)2.2.5路基的整修與檢查驗(yàn)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(shí)，平地機(jī)刮