公路路基2图片讲义.docx

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公路路基2图片讲义

第一章绪论

路基是道路的主要工程结构物，是路面的基础，路基是在天然地表面按照道路的设计线形和设计横断面的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。

路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。

压实度是反映路面质量的重要指标之一，压实质量的好坏，直接影响到路面的耐用性能。

压实的目的在于提高沥青混凝土混合料的强度、稳定性以及抗疲劳特性。

较高的路面密实度和平整度可提高路面的承载能力和不透水性能，减小车辆对路面的冲击载荷。

路基施工的好坏直接关系到整个公路的质量，没有坚固和稳定的路基，就没有稳定的路面，路基的强度和稳定性，是保证路面强度和稳定性的先决条件，具有良好和稳定性的路基，可以减薄路面的厚度，提高路面的使用品质，延长其使用寿命，降低工程费用。

路基的隐蔽工程较多，质量不合标准会给路面和自身留下隐患，一旦产生病害，不仅损害道路的使用品质，导致妨碍交通畅通和造成经济损失，往往后患无穷，难以根治。

因此，为满足快速、安全、经济、舒适等社会发展的需要，提高路基路面的压实度，有利于实现快速高效的有序的交通运营，提高经济的发展水平，实现交通的安全，舒适和高效。

第二章路基路面基压实度的重要性

2.1路基压实度与路面强度的关系

路面的建筑费用一般要占公路总投资的30％--50％，甚至更多。

故路面一般作得很薄，因此路面强度主要依仗路基强度，而路基强度是由路基的压实度决定的。

实践证明，当砂砾土的压实度为100％时，其强度为100，而当压实度为98％时，其强度则降到74，当压实度为95时，其强度就只有43了。

2.2路基压实度与路面稳定性的关系

路面的压实度愈小，土粒间的空隙就愈大，雨水越容易渗透到土中，当然在土中存留的水份也就越多，土的强度也就越低。

在荷载作用下，路面就会发生车辙，沉陷等变形。

路基的压实度越小，所产生的车辙等变形就越大。

在公路上经常看到，路面上车辙和大波浪形变很严重，虽然引起这些形变的原因很复杂，但路基压实度不足往往是其主要原因。

2.3路基压实度与路面平整度的关系

路基压实度不足，将逐渐产生不同的竖向变形。

路基各处的填土高度各不相同，大都是由于路基土压实不足，在路基土的固结过程中，就会出现不同的沉降。

填土高度大的部位沉降多，填土高度小的部位沉降少，这就是我们常说的不均匀沉降。

这种不均匀沉降势必引起路基顶部和路面的凹凸不平，路面各处渗水程度不一。

如果路基压实不足，渗水多的地方，路基的强度就会显著降低。

渗水少的地方，路基土的强度则降低甚微。

在荷载作用下，路基土就会受不同程度的压缩。

这种不同程度的压缩，势必引起路基顶部和路面的凹凸不平。

由于填筑路基的土质以及各个路段的地下水位不同，如果再加上路基土压实不足，当冻季节到来时，冻胀影响系数大的土或地下水位高的地方就会出现严重冻胀，势必引起路基顶部和路面凹凸不平。

2.4路基压实度与路面耐久性的关系

路面耐久性，即路面的使用寿命，它是路面强度、路面稳定性、路面平整度的综合指标，既然路基压实度与路面强度、路面稳定性、路面平整度密切相关，自然也与其综合指标——-路面耐久性密切相关。

正因为路基压实度对公路的质量如此重要，所以《公路工程技术标准》对各级公路的路基压实度都作了明确的规定。

第三章压实度

3.1压实度的定义

土基野外施工，受种种条件限制，不能达到室内标准击实试验所得的最大干重度r，应予适当降低。

令工地实测干密度为R，它与r值之比的相对值，称为压实度K，以知r值，规定压实度K，则工地实测干密度R值，应符合下列要求;K=R/r压实度K就是现行规范规定的路基压实度标准，正确选定K值，关系到土路基受力状态、路基路面设计要求、施工条件，讲究经济和实效。

3.2压实的机理

土是三相体，土粒为骨架，颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据，压实的目的在于是土粒重新组合，彼此挤紧，孔隙缩小，土的单位质量提高，形成密实的整体。

最终导致强度增加，稳定性提高。

这点已经被无数次实践和实验反复证明。

大量的试验和工程实践证明：

土基压实后，路基的塑性变形、渗透系数、毛细水的作用及隔温性能等，均有明显的改善。

3.3压实路基路面的意义

路基施工破坏了土体的天然状态，致使结构松散，颗粒重新组合。

为了是路基具有足够的强度与稳定性，必须予以压实，以提高其密实度。

所以路基的压实工作，是路基施工过程中一个重要的工序，亦是提高路面强度与稳定性的根本技术措施。

压实可以充分发挥路基土和路面材料的强度，减少路基、路面在行车荷载作用下产生的永久形变，还可以增强路基土和路面材料的不透水性和强度稳定度，对于增强路基的使用性能和延长寿命是非常重要的。

如果路基、底基层或面层材料压实不足，在使用过程，路面就可能产生车辙、裂缝、沉陷和水损坏，也可能使整个路面产生剪切破坏。

通常用压实度来衡量现场压实的质量。

第四章影响压实效果的主要因素

4.1概述

在公路施工过程中，受多种因素影响，使压实度难于达到要求，或虽然检测结果达到了要求，但实际的密实度末能达到要求，都给公路建设和使用留下隐患，为切实保证公路施工质量，有必要分析影响压实度的因素。

对于细粒土的路基，影响压实效果的因素有内因和外因两方面。

内因指土质和湿度，外因指压实功效（机械性能、压实的遍数与速度、土层厚度）及压实时的外界自然和人为的其他因素等。

在室内对细粒土或多种路面材料进行压实试验时，影响土的或路面材料达到规定密实度的主要因素有：

含水量、土或材料的里组成以及击实功等。

在室外现场碾压细土粒的路基时，影响路基达到规定压实度的主要因素有;土的含水率、碾压的厚度、压实机械的类别和功能、碾压的遍数以及地基的强度。

在工地的碾压级配时，影响集料达到规定密实度的主要因素，除了上述外还有集料的特性（包括质量、级配和细料的塑性指数）以及承层的强度，土和路面的材料的类型对所能达到的压实度也有明显的影响。

4.2材料的影响

4.2.1材料含水量的影响

在压实过程中，土或材料的含水量对所能达到的密度起着非常重大的作用，压实功需要填方克服土颗粒间的内摩阻力和粒结力，才能使土颗粒产生位移并互相靠近而被压实，土的内摩阻力和粒结力是随密实度而增加的，土的含水量小时，土颗粒间的内摩阻力大，压实到一定程度后，压实功不能克服内摩阻力而相互平衡，压实所得于密度小，压实度小，当土的含水量逐步增加时，水在土颗粒之间起到润滑作用，减小了内摩阻力，压实所得的干密度较大，压实度较大，在这个过程中单位土体积内空气的体积逐渐减小，而固体体积中水体积逐渐增大。

当土的含水量继续增加到超过一定限度后，虽然内摩阻力还在减小，但单位体积中空气的体积已减到最小限度，而水的体积却在不断增加，由于水是不可压缩的，因此会出现干密度逐渐减小的现象，即“翻浆”现象，这就表明压实在最佳含水量+2%时进行压实最为合适，此时的压实效果最好，压实度最高。

4.2.2材料质量的影响

用于筑路的材料在相关规范中都有相应的要求，材料的质量主要反映在级配，强度，有害物质含量等方面。

材料的级配对碾压后能达到的密度有明显影响。

实践证明，均匀颗粒的砂及单一粒径的砾（碎）石都难于碾压密实，为了提高公路各结构层的强度，减少其孔隙率，增加稳定性，对作为筑路的材料，特别是作路面结构层的集料，经常要求有良好的级配，级配的变化，引起材料中各种粒径颗粒的变化，一方面使用使各颗粒不能很好地镶嵌，影响密实性，另一方面引起最大干密度和最佳含水量的改变，影响压实度的检测。

筑路材料，特别是用于路面的材料，都要求有一定硬度，颗粒过软，在碾压过程中易被压碎，从而破坏集料本身的级配，影响集料能够达到的密实度和强度。

有害物质的影响，如有机质，易容盐等，如果其含水适中虽经压实，压实度达到要求，但随着有害物质的化学反应，引起“盐胀”等，这也是一种常见的质量隐患。

4.2.3矿料的影响

用作沥青混合料的矿料包括粗集料、细集料和填充料，这些材料要求较小的含水量和含泥量，这样可以提高拌和设备的生产率，保证出料温度的稳定性，能提高矿料与沥青的粘附性。

首先必须明确石屑与人工破碎的机制砂是有本质不同的，机制砂是由制砂机生产的细集料，粗糙，洁净，性好，应该推广使用。

天然砂与沥青的粘附性较差，呈浑圆状，使用太多对温度稳定性不利，但使用天然砂在施工时容易压实，路面好成型是其很大的优点，所以石屑和天然砂共同使用往往能起到互补的效果。

沥青性能及用量的影响沥青粘度影响沥青混合料劲度，并与混合料的可压实性有关。

当压实沥青混合料时，高粘度往往会牵制颗粒移动；如果粘度太低，压实时集料容易移动。

当沥青混合料较热时，沥青充当克服集料颗粒间摩阻力的润滑剂，在混合料已冷却时，沥青充当结合集料颗粒的结合料。

沥青混合料能更大程度地影响沥青路面的压实，这种影响比单纯集料或沥青更明显。

对于低于最佳沥青用量的混合料，可以通过增加压实过程的效率来减少空隙率，以资达到一种满意的程度，但如果沥青用量高于最佳沥青用量时，在压实时几乎不能防止沥青混合料的极限变形。

4.3最大干密度的影响

根据TO131--93（击实试验）可确定，材料的最大干密度。

在求得各干密度和含水量后，以干密度为纵坐标，含水量为横坐标，绘制干密度与含水量的关系曲线，曲线的上峰值的纵横坐标分别为最大干密度和最佳含水量，应该注意的是，在施工中，经常会见到把击实出最大的一个干密度和其对应的含水量作为最大干密度和最佳含水量的现象。

这是影响压实度的一个因素，为此，在击实过程中，击实仪的容积是否标准，击实锺在使用过程中因磨损质量减轻或因修理而增加重量，落距是否标准以及在人工击实过程让锺自由下落修而是否平整等到都可能造成各干密度的变化，从而影响最大干密度和最佳含水量的变化。

使确定的最大干密度过大或过小。

最大干密度过大会造成已密实而压实度较低，对增高材料的干密度影响重大，达到一定密实度后继续碾压，干密度实际上就不再增加，造成了设备的浪费。

最大干密度过小，没有经过充分压实，密实性不高，而压实度却已很高，达到了要求，这就继续进行上面各层施工和公路的使用留下了质量隐患。

4.4碾压层厚度对压实度的影响

在下面层施工中,由于基层施工中存在的种种主、客因素，路面基层的标高与设计的标高有一定的差距,这直接导致了沥青混凝土下面层松铺厚度的不一致。

混合料的厚度越薄,冷却的速度就越快,温度也就较低。

根据碾压过程中温度的降低与碾压层厚成反比的原则，指导我们在施工实践中，根据不同的碾压厚度确定合适的摊铺、碾压速度，以此弥补碾压层过薄带来的温度损失。

4.5分层厚度与压实设备的影响

碾压的分层厚度与碾压的密实度有着十分密切的关系，分层较厚，压路机的能量不能达到底部，经压实只是在表面结成一层硬壳；而分层深部压实度不能达到要求，留下一个松散的层面，造成质量隐患；分层较薄压路设备能量过剩，造成浪费。

碾压层的厚度应该与所用压路机的重量或功能相适应，它也随压路机的类型而变，不同压路机的分层厚度应通过现场的碾压试验和分层测定来确定。

根据JTJGF10-2006的要求，分层厚度一般控制在30cm为宜。

压实设备对一定含水量的路基土和路面材料的压实状态有很大的影响，使用轻型压路机只能得到较小的密实度，使用重型压路机可以得到较大的密实度。

振动压路机比相同重量的光轮压路机压实效果好的多，不但压实度高，而且有效压实深度大。

4.6外界因素的影响

4.6.1检测手段的影响

现行密度检测方法主要有环刀法，电动取土器法，蜡封法，灌水法，灌沙法，核子密度仪法等，其中以环刀法和灌沙法为常用，不论那种检测方法，都有其不足，这也是影响压实度准确性的一种原因。

环刀法：

适用于细粒土，因为体积标定，取土称量等过程中都存在许多人为因素，难免出现操作或设备上的误差，这样就造成压实度检测不准确。

灌砂法：

适用于现场测定细粒土，砂类土和砾类土的密度，测定密度的厚度为150—200mm。

该法在现场施工中较为常用。

但在粗糙面标定，试筒准备，以及整个称量过程中，存在许多人为因素，因操作不当，操作不熟练等都会造成误差，从而影响到压实度的真实性。

电动取土器法：

即使精确度较高