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1、1,第四节 路基的压实,一、路基压实的目的,一、路基压实的意义与机理,二、影响压实的因素,外部因素：压实功能、压实工具的类型、压实的方法,内部因素：土的含水量、土的性质,大量试验和工程实践还证明：土基压实后，路基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等，均有明显改善。,5,一、土基压实的意义,压实使土的强度大大增加 压实使土基的塑性变形明显减少 压实使土的透水性降低，毛细上升高度减少 （1）路基压实的意义: 分层压实致密的路基能防止水分干湿作用引起的自然沉陷和行车荷载反复作用产生的压密变形，从而确保路面的使用品质和使用寿命。 （2）路堑的压实: 路堑虽然其路基顶面工作区内土体存在超固结情况
2、，但一般天然土体的密实程度都不能满足路基设计要求，特别是在纵横向存在不均匀，因此，有必要挖开后再分层填筑压实，使其达到一定的均匀密实要求。,6,粘粒含量：粘粒含量越少，最大干重度越大,颗粒级配：颗粒级配越均匀，击实效果越差,含水量的不同改变了土颗粒间的作用力，并改变 土的结构与状态，含水量与击实效果如下图所示,要达到一定的击实干密度，则含水量小时，击实 功大，含水量大时，则应选取击实功小的机具。,二、影响击实效果的因素：,土的性质 含水量： 压实功：,7,二、影响压实效果的主要因素 压实机具、压实方法、压实遍数三者关系 1.含水量对压实效果的影响 在同等条件下，一定含水量之前，随增加而提高，主
3、要原因在于水起润滑作用，土颗粒间阻力减小，施加外力后，孔隙减小，土粒易于被压实， 得以提高。 值至最大后，在继续增大，土粒孔隙被水分占据，而水一般不被外力所压缩，因而增大，随之降低。,8,最佳最水量：与最大干密度所对应的含水量某一种土的max和w0不是固定不变的，随压实功能而改变。最佳含水量w0由 室内击实试验确定，绘制w 关系如图。,w 关系图,9,二、影响压实效果的因素,1含水量对压实效果的影响 对压实效果较显著 最大干密度0所对应的含水量最佳含水量0 （击实试验） 施工：含水量过大，“弹簧”；含水量过小，压不实,含水量,干容重,0,0,10,2土质对压实效果的影响 不同土的击实曲线如右图
4、 由右图可一以看出，土质不同，max与w0也不同。 对于砂土砾没有最佳含水量的意义，对于细粒土，比表面积大， w0较高。,粉粒，粘粒越多，愈大，愈小,11,3压实功能对压实的影响 0随压实功增大而减小 随压实功增大而增大 控制比增大压实功收效大,不同压实功能的压实曲线对照图,12,2. 土的级配,13,3. 击实功能,同一种土质，压实功增加，w0，提高。 增加压实功达到提高压实的效果，有一定的限度， 过分增大压实功，一方面不经济，另一方面会破坏土的结构。,14,4.压实厚度 相同压实条件下（土质、湿度与功能不变），实测土层不同深度的密实度得知，密实度随深度递减，表层5cm最高。,15,光面碾,
5、三、压实机具的选择,类型：静力碾压式、夯实式和振动式三大类。 静力碾压机械包括 光面碾（普通两轮或三轮压路机）、 羊足碾和 气胎碾等几种。 夯实机具中有 重锤、 夯板、 风动夯及 蛙式夯机等。 振动机械有 振动器、 振动压路机等。 运土工具中的汽车、拖拉机等 亦可用于路基压实。,16,3. 压实方式：夯实、辗压、振动 夯实：管线回填土 辗压：对粘土比较合适 振动：对砂土比较合适,17,三、压实机具的选择,静力碾压式：粘性土 夯击式：粘性土 振动式：砂性土 填方每侧超宽30cm。这部分可不用碾压。（避免危险）,羊足碾,轮胎碾,冲击式压路机,YTZ系列冲击式压路机 1. 每小时压实的面积可高达20
6、000 平方米。 2. 平均工作速度为每小时1015 千米。 3.压实影响深度可高达5米，有效压实深度1米。 4. 每次填方厚度为8001200 毫米。 5.工程效益是其它设备的十倍。,三、 压实机械的选择,（一）分类,碾压式：光面碾（普通的两轮和三轮压路机）、羊足碾和气胎碾 振动式：振动器、振动压路机（单驱单振、双驱双振） 夯击式：夯锤、夯板、风动夯、蛙式夯机 、夯击压路机,（二）适用性,A代表适用；B代表无适当机械时可用；C代表不适用,填方路堤压实机械：对于高速公路和一级公路规范规定：宜采用振动压路机或3550t轮胎压路机压实，采用振动压路机碾压时，第一遍应不振动静压，然后先慢后快，由弱至
7、强振，最大速度不宜超过4km/h。,21,填石路堤的压实机械：规范规定填石路堤宜选用工作质量12t以上的重型振动压路机，工作质量2.5t以上的夯锤或25t以上的轮胎压路机压（夯）实。,22,压实机具对土施加的外力，应有所控制，以防压实过度，不仅失效、浪费甚至有害。,23,先轻后重、先稳后振、先低后高、先慢后快、轮迹重叠。 1)压路机的碾压行驶最大速度不宜超过4km/h. 2)碾压时直线段由两边向中间，小半径曲线段由内侧向外侧，纵向进退式进行。 3)横向接头对振动压路机一般重叠0.40.5m，对三轮压路机一般重叠后轮宽的1/2，前后相邻两区段宜纵向重叠1.01.5m,24,25,四、土基压实标准
8、 压实度： 工地实测干容重与 0的比值称为压实度K，已知 0的值，规定压实度K，则工地实测干容重的值： 压实度K就是现行规范规定的路基压实标准,土压实后的干密度与该土的标准最大干密度之比。 k=d/O *100%,26,a. 粘性土存在最优含水量op，在填土施工中应该将土料的含水量控制在op左右，以期得到dmax，通常取,b. 工程上常采用压实度Dc控制（作为填方密度控制标准）,、级土石坝 Dc9598% 级土石坝 Dc9295%,压实标准与控制：,. 细粒土压实标准,27,28,压实标准与施工质量控制,室内击实试验方法 压实度概念 压实质量控制,29,（4）室内击实国家标准 土工试验方法标准
9、,轻型: d5mm; V=947cm3, m=2.5kg， 落高30.5cm， 分3层,每层25击,重型: d40mm; V=2177cm3, m=4.5kg, 落高45.7cm ， 分3层,每层98击。,30,（5）路基土的压实度概念： 路基土达到的干密度值 与标准击实法得到的最大干密度的 比值的百分数表示。 （6）要求压实的土层： 路堤填土部分、零填及挖方路基。,31,32,粘性土的击实性,饱和曲线,dmax=1.86,wop=12.1,0 4 8 12 16 20 24 28 含水量w(%),击实性曲线：,特点： 具有峰值 位于饱和曲线之下,最大干密度 最优含水量,实践证明，土被击实到最
10、佳情况时， 饱和度一般在80%左右。,33,. 粗粒土压实特性与标准,不存在最优含水量； 在完全风干和饱和两种状态下易于击实； 潮湿状态下d明显降低。,a.击实曲线,特点:,b. 理论分析,对粗粒土，击实过程中可以自由排水，与细粒土不同。 在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。,c. 压实标准,常用相对密度控制 Dr0.70.75 施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和,34,35,五、碾压工序的控制,1施工现场取土做标准击实试验，得到最大干密度和最佳含水量 2确定工地要求的压实度k 3摊铺（厚度） 4碾压 预压整平 速度适中 先慢后快，先轻后重 先两边后中间 5检测压实度k 6下
11、一层铺筑,36,压实机械,（11）土的压实技术:,37,（11）土的压实技术:,路基碾压,38,（11）土的压实技术:,39,弯沉：刚度,灌砂法,环刀法,核子密度仪,压实度控制,压实度检测,弯沉检测,1/8/2019,41,道路工程施工技术,1/8/2019,南京交通科学研究院弯沉值自动检测车,42,道路工程施工技术,1/8/2019,路床CBR承载力试验,43,道路工程施工技术,1/8/2019,路基土方填筑压实度灌砂法试验,44,道路工程施工技术,灌砂法：适用于各种材料。 环刀法：龄期不超过2天的无机结合料稳定细粒土。 核子密度仪：快速测定，不作仲裁和验收试验。 钻芯法：适用于龄期较长的无
12、机结合料基层。,4.分层填筑、分层碾压 5.全宽填筑、全宽碾压 6.加强质量检查与评定,传统环刀法和水袋法等从试验到出结果要几个小时甚至更久，工期紧的时候，不合适。 环刀法适用于细粒土（粘土和粉土，其他不行）及无机结合料稳定细粒土的密度。但对无机结合料稳定细粒土，其龄期不宜超过 2d ，且宜用于施工过程中的压实度检验。 水袋法工地密度测定仪，它通过水袋测定被测试坑的容积和秤出被测试坑中物质的质量而求得密度,灌砂法检定粗粒土的密度（破坏性量测方法）,适用于现场测定砂类土和砾类土的密度。试样最大粒径一般不得超过15mm。测定密度层的厚度为150mm200mm。（标准方法，但不适用于填石路堤等有大孔
13、洞或大孔隙材料的压实度检测） 基本原理是利用粒径0.300.60mm或0.250.50mm清洁干净的均匀砂，从一定高度自由下落到试洞内，按其单位重不变的原理来测量试洞的容积（即用标准砂来置换试洞中的集料），并结合集料的含水量来推算出试样的实测干密度。,核子密度仪或者核子仪是核子密度/湿度检测仪的简称，是利用同位素放射原理实时检测土工建筑材料的密度和湿度的电子仪器。 无损失量测方法 可以快速（5分钟内）获取各项施工参考数据（压路机来回间隔，决定是否再压）。 不准确，需其他方法标定,50,压实度检验的频率 检验取样频率，当填土宽度较窄时，沿路线纵向每200m检查4处，每处左右各1个点；当填土较宽时，每2000m2检查8个点。 必要时可增加检查点数，以防止压实不足处漏检。 压实度评定标准 压实度的评定以一个工班完成的路段压实层为检验评定单元比较恰当，如检验不合格能及时补压，不致等待过久而含水量变化过大。,一、弹簧：强度不够 1.料有问题 2.软弱地基等 办法：加干石灰，再压 二、起皮：与下层结合不好（下层有浮土） 办法：翻开重压,临 路 侧 桥 梁 承 台 台 背 回 填设计标准,1/8/2019,52,道路工程施工技术,1/8/2019,承台两侧主车道回填粗砂,53,道路工程施工技术,1/8/2019,承台两侧主线车道回填不密实碾压承重破坏,54,道路工程施工技术,
