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市政知識點：公路路基填方壓實施工技術研究
公路路基施工是整個公路施工工程的關鍵所在，稍有偏差，將給整個工程埋下質量隱患。例如，在公路設計施工中常會遇到諸如軟土路基，黃土路基等不良路基，如不加以特別處理，會引起填方路堤施工后沉降或不均勻沉陷，路面縱橫坡變小，平整度下降，導致行車顛簸等，嚴重影響公路的正常使用，造成大量的人力、物力、財力浪費。因此，路基施工應根據施工當地地形、地質狀況、公路等級、所在地區的氣候、結合施工填挖方平衡等來選擇施工方法。
一、路基工程的特點
路基是公路的主要工程結構物。路基是在天然地面表面按照路線位置和設計斷面的要求填筑或開挖形成的巖土結構物。路面是在路基頂面的行車部分用各種筑路材料鋪筑而成的層狀結構物。路基是路面的基礎，堅強且穩定的路基為路面結構長期承受汽車荷載作用提供了重要的保證；路面結構層對路基起保護作用，使路基不會直接承受車輪和大氣的破壞作用，長期處于穩定狀態。路基和路面實際上是不可分割的整體。路基和路面工程是一種線形工程，有的公路延續數十公里至數百公里。由于公路沿線地形起伏，地質、地貌、氣象特征多變，因此路基和路面工程具有復雜多變的特點。路基和路面工程還具有工程數量大和造價高的特點。路基工程造價約占公路工程總造價的20%～50%，路面工程造價一般占公路工程總造價的30%左右。現代化的公路運輸，既要求公路能全天候通行車輛，又要求車輛能以一定的速度，安全、舒適、經濟的運行。因此，精心設計，精心施工，使路基能長期具備良好的使用性能，對節約投資，提高運輸效益，具有十分重要的意義。影響路基壓實的因素有：
（1）填筑路基的材料：它們主要包括從顆粒小于0.002mm的粘土，直至粒徑較大的石塊；人造的水泥穩定砂礫、白灰土或者是瀝青混合材料、礦碴、粉煤灰及其它殘積物、廢料再生物等等。由于材料的性質存在著很大的差異，加上施工現場的氣候條件、造價，因此選用什么樣的材料來填筑，是很值得研究和探討的，當然，也必須因地制宜。
（2）填筑材料的干濕程度（含水量）是影響路基壓實的重要因素。在填筑路基的材料中，除巖石材料以外，其它各種材料均與含水量有著密切的關系，只有在最佳含水量的情況下，方可得到最大的密實度。
（3）狹窄面積和一些特殊部位的壓實：所謂“特殊部位”是指施工段落的交界處，施工機具不可到達的小片填方處，構造物的臺背、墻背，填筑材料的變化的交界部分等等這些往往是薄弱環節。如果施工者不充分地注意這些環節部位，不采取相應的手段和措施，那么這些部位的壓實度就難以保證。
（4）碾壓工具和方法是能否達到最佳密實度的重要因素。我們通常用靜壓式和振動式壓路機對填筑路基碾壓，也有用重錘夯實來處理密實度問題，根據填筑路基的高度和要求的密實程度，必須認真地選用碾壓機具，只有恰當的機具才能達到要求的壓實密度。在選定碾壓機具以后，根據機具的性能，來確定填筑材料的虛鋪厚度，太薄、太厚都不會達到理想的效果。
二、壓實機具
合適的壓實設備的選擇是憑施工單位的經驗和土料的類型及壓實規范所決定的，多數情況下，有幾個方案可供選擇。不管怎樣，挑選壓實設備最重要的是，它不但適用于受壓材料的類型，而且要與搬運、攤鋪以及施工現場其它條件相適應。影響壓實設備選擇的因素有：土壤類型及含水量；壓實規范所規定的壓實度、鋪層厚度、壓實設備；材料搬運和攤鋪的方法，適宜的鋪層厚度；土料的干燥和加水情況；壓實設備的牽引條件；各段填方工作中的壓實生產率（m3/h）；氣候條件；設備運輸前施工現場及各場地間設備的運輸條件；壓實設備標準化的可能性；提供服務和修理的方便條件。
振動壓路機或牽引式振動碾對路基的碾壓效果是較好的，但絕對不能忽略振動引起的地面振動對原有建筑物的危害，一般情況下，在舊建筑物附近進行振動壓實時，允許最大振動速度為2mm/s。這時人可感覺到的振動，對具有炭泥墻和天花板的標準住宅建筑破壞的危險界限是5mm/s～10mm/s；這時的振動是令人討厭的，對砼建筑物及工業建筑物的危險極限10mm/s～40mm/s，這時人對振動的感覺是無法忍受的。此問題應引起施工者的足夠重視。
三、影響路基穩定性的因素
路基是一種常年暴露于大自然的線形構造物，其穩定性在很大程度上是由當地自然條件所決定。因此，深入調查公路沿線的自然條件，從整體和局部去分析研究，掌握各有關自然因素的變化規律及其對路基穩定性的影響，從而因地制宜地采取有效的工程技術措施，這是正確進行路基設計、施工、養護，進而提高公路使用質量的重要前提。影響公路路基穩定性的自然因素一般有：
地形：平原地區地勢平均，一般來說地面水容易積聚，地下水水位較高，因此，路基需要保持一定的最小填土高度，路面結構層應選擇水穩性良好的材料；山嶺重丘地區地勢陡峻，路基的強度與穩定性特別是穩定性不易保證，需要采取某些防護與加固措施，且路基的排水至關重要。
地質：沿線巖土的種類、成因、巖層的走向、傾向和傾角、風化程度等，都影響路基的強度與穩定性。
氣候：公路沿線地區的氣溫、降雨量、降雪量、冰凍深度、日照、年蒸發量、風力、風向等，影響路基的水溫狀況。
水文與水文地質：水文是指地面徑流、河道的洪水位、河岸的沖刷與淤積情況等；水文地質則是指地下水位、地下水移動的規律，有無泉水及層間水等：所有這些都會影響路基的穩定性，如處理不當，往往會導致路基產生各種病害。
影響路基穩定性的人為因素一般有：行車荷載的作用、路基設計、施工及養護是否正確等。
路基設計時應根據各路段的具體情況，采用合理的路基斷面形式。做好地面和地下排水，對不良地質路段。還應采取必要或特別的措施，防止路基病害的發生。路面設計時，應根據各地的氣候特點，采用合理的結構組合，并采用適當的路面結構排水設施。
四、填方路基壓實
填方路基經過充分壓實，其塑性變形、滲透系數、毛細水上升高度、隔溫、隔水性能都有明顯的改善。因此，在填料選定之后，壓實至關重要。
影響壓實度的主要因素：
（1）土質：土的性質不同，其干密度y0和含水量w0就不同。對粘性較大的土，w0值較高而y0值較低，而粘性差一些的土則相反，所以粘性差的砂類土的壓實性就比粘質土好；
（2）土的含水量：土中的水分大致可分為粘結水和自由水兩種，粘結水是經過復雜的表面活動粘在土顆粒表面形成一層水膜，用機械的方法難以去掉；而自由水則和普通水一樣，在重力和表面張力作用下，可以在土中自由活動。只有在最佳含水量的情況下，才能將土壓實到最大干密度；也只有在最佳含水量情況下壓實的土體，其浸水強度最大，即水穩定性最好。
一、路基工程的特點
路基是公路的主要工程結構物。路基是在天然地面表面按照路線位置和設計斷面的要求填筑或開挖形成的巖土結構物。路面是在路基頂面的行車部分用各種筑路材料鋪筑而成的層狀結構物。路基是路面的基礎，堅強且穩定的路基為路面結構長期承受汽車荷載作用提供了重要的保證；路面結構層對路基起保護作用，使路基不會直接承受車輪和大氣的破壞作用，長期處于穩定狀態。路基和路面實際上是不可分割的整體。路基和路面工程是一種線形工程，有的公路延續數十公里至數百公里。由于公路沿線地形起伏，地質、地貌、氣象特征多變，因此路基和路面工程具有復雜多變的特點。路基和路面工程還具有工程數量大和造價高的特點。路基工程造價約占公路工程總造價的20%～50%，路面工程造價一般占公路工程總造價的30%左右。現代化的公路運輸，既要求公路能全天候通行車輛，又要求車輛能以一定的速度，安全、舒適、經濟的運行。因此，精心設計，精心施工，使路基能長期具備良好的使用性能，對節約投資，提高運輸效益，具有十分重要的意義。影響路基壓實的因素有：
（1）填筑路基的材料：它們主要包括從顆粒小于0.002mm的粘土，直至粒徑較大的石塊；人造的水泥穩定砂礫、白灰土或者是瀝青混合材料、礦碴、粉煤灰及其它殘積物、廢料再生物等等。由于材料的性質存在著很大的差異，加上施工現場的氣候條件、造價，因此選用什么樣的材料來填筑，是很值得研究和探討的，當然，也必須因地制宜。
（2）填筑材料的干濕程度（含水量）是影響路基壓實的重要因素。在填筑路基的材料中，除巖石材料以外，其它各種材料均與含水量有著密切的關系，只有在最佳含水量的情況下，方可得到最大的密實度。
（3）狹窄面積和一些特殊部位的壓實：所謂“特殊部位”是指施工段落的交界處，施工機具不可到達的小片填方處，構造物的臺背、墻背，填筑材料的變化的交界部分等等這些往往是薄弱環節。如果施工者不充分地注意這些環節部位，不采取相應的手段和措施，那么這些部位的壓實度就難以保證。
（4）碾壓工具和方法是能否達到最佳密實度的重要因素。我們通常用靜壓式和振動式壓路機對填筑路基碾壓，也有用重錘夯實來處理密實度問題，根據填筑路基的高度和要求的密實程度，必須認真地選用碾壓機具，只有恰當的機具才能達到要求的壓實密度。在選定碾壓機具以后，根據機具的性能，來確定填筑材料的虛鋪厚度，太薄、太厚都不會達到理想的效果。
二、壓實機具
合適的壓實設備的選擇是憑施工單位的經驗和土料的類型及壓實規范所決定的，多數情況下，有幾個方案可供選擇。不管怎樣，挑選壓實設備最重要的是，它不但適用于受壓材料的類型，而且要與搬運、攤鋪以及施工現場其它條件相適應。影響壓實設備選擇的因素有：土壤類型及含水量；壓實規范所規定的壓實度、鋪層厚度、壓實設備；材料搬運和攤鋪的方法，適宜的鋪層厚度；土料的干燥和加水情況；壓實設備的牽引條件；各段填方工作中的壓實生產率（m3/h）；氣候條件；設備運輸前施工現場及各場地間設備的運輸條件；壓實設備標準化的可能性；提供服務和修理的方便條件。
振動壓路機或牽引式振動碾對路基的碾壓效果是較好的，但絕對不能忽略振動引起的地面振動對原有建筑物的危害，一般情況下，在舊建筑物附近進行振動壓實時，允許最大振動速度為2mm/s。這時人可感覺到的振動，對具有炭泥墻和天花板的標準住宅建筑破壞的危險界限是5mm/s～10mm/s；這時的振動是令人討厭的，對砼建筑物及工業建筑物的危險極限10mm/s～40mm/s，這時人對振動的感覺是無法忍受的。此問題應引起施工者的足夠重視。
三、影響路基穩定性的因素
路基是一種常年暴露于大自然的線形構造物，其穩定性在很大程度上是由當地自然條件所決定。因此，深入調查公路沿線的自然條件，從整體和局部去分析研究，掌握各有關自然因素的變化規律及其對路基穩定性的影響，從而因地制宜地采取有效的工程技術措施，這是正確進行路基設計、施工、養護，進而提高公路使用質量的重要前提。影響公路路基穩定性的自然因素一般有：
地形：平原地區地勢平均，一般來說地面水容易積聚，地下水水位較高，因此，路基需要保持一定的最小填土高度，路面結構層應選擇水穩性良好的材料；山嶺重丘地區地勢陡峻，路基的強度與穩定性特別是穩定性不易保證，需要采取某些防護與加固措施，且路基的排水至關重要。
地質：沿線巖土的種類、成因、巖層的走向、傾向和傾角、風化程度等，都影響路基的強度與穩定性。
氣候：公路沿線地區的氣溫、降雨量、降雪量、冰凍深度、日照、年蒸發量、風力、風向等，影響路基的水溫狀況。
水文與水文地質：水文是指地面徑流、河道的洪水位、河岸的沖刷與淤積情況等；水文地質則是指地下水位、地下水移動的規律，有無泉水及層間水等：所有這些都會影響路基的穩定性，如處理不當，往往會導致路基產生各種病害。
影響路基穩定性的人為因素一般有：行車荷載的作用、路基設計、施工及養護是否正確等。
路基設計時應根據各路段的具體情況，采用合理的路基斷面形式。做好地面和地下排水，對不良地質路段。還應采取必要或特別的措施，防止路基病害的發生。路面設計時，應根據各地的氣候特點，采用合理的結構組合，并采用適當的路面結構排水設施。
四、填方路基壓實
填方路基經過充分壓實，其塑性變形、滲透系數、毛細水上升高度、隔溫、隔水性能都有明顯的改善。因此，在填料選定之后，壓實至關重要。
影響壓實度的主要因素：
（1）土質：土的性質不同，其干密度y0和含水量w0就不同。對粘性較大的土，w0值較高而y0值較低，而粘性差一些的土則相反，所以粘性差的砂類土的壓實性就比粘質土好；
（2）土的含水量：土中的水分大致可分為粘結水和自由水兩種，粘結水是經過復雜的表面活動粘在土顆粒表面形成一層水膜，用機械的方法難以去掉；而自由水則和普通水一樣，在重力和表面張力作用下，可以在土中自由活動。只有在最佳含水量的情況下，才能將土壓實到最大干密度；也只有在最佳含水量情況下壓實的土體，其浸水強度最大，即水穩定性最好。
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