堡主你真坏2007年1月1日起,《公路路基施工技术规范》(JTGF10一2006)开始施行,原《公路路基施工技术规范》(JTJ033—95)、《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017—96)、《公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范》(JTJ016—93)、《公路加筋土工程设计规范)(JTJ015—91)、《公路加筋土工程施工技术规范》(JTJ035—91)同时废止。
本文重点介绍了土质路基压实度标准、湿粘土做填料路基的压实度标准、湿粘土路基压实、填石路堤施工等的编制背景、新旧条文变化注意事项及其技术背景和具体应用。
1、提高了土质路堤压实度标准。根据《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)将高速公路、一级公路1.5m以下的路堤压实度标准从90%提高到93%,1.5m以上各层分别提高一个百分点;二级公路1.5m以下从90%提高到92%,0.8m一1.5m从90%提高到94%,0m—0.8m从93%提高到95%;三、四级公路也作了一些调整。《公路路基设计规范》(D30一2004)已经使用《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)规定的压实标准,因此,本规范与上述规范保持一致,提高了压实度标准。
3、重型击实标准不完全适合特殊路基施工。在新规范中,针对湿粘土、红粘土、中弱膨胀土问题,提出了使用重型压实标准降低的范围及降低的限制条件来解决施工压实质量控制问题。
4、由于压实标准的提高,《公路路基设计规范》相应提高了土质路堤基底压实度值。新规范与《公路路基设计规范》保持一致,规定二级以上公路路堤基底压实度不小于90%,三、四级公路路堤基底压实度不小于85%。
5、原规范将二级及二级以下公路称为其他公路,二级公路压实度标准与三、四级公路压实度标准相同;新规范中三、四级公路路堤压实度标准低于二级公路。
我国幅员辽阔,各地区自然条件差异很大,路基土的成分复杂。湿粘土、红粘土、中弱膨胀土在国内部分省份普遍存在,用湿粘土、红粘土、中弱膨胀土等作为填料,直接采用新规范规定的重型击实压实度标准时,存在以下问题:
1、上述三种土多分布于多雨潮湿地区,天然含水量一般大于最佳含水量,要将天然含水量降低到最佳含水量,需将土块击碎并翻晒。土块击碎、翻晒十分困难,还将消耗大量的工期、成本,并且在此过程中容易导致土块、内湿外干或内干外湿含水量不均匀的现象。
2、在自然条件下,上述三种土的天然含水量将接近塑限,接近饱和状态。根据国内几条高速公路的长期观测结果认为:湿粘土、红粘土、中弱膨胀土,压实后无论含水量大小,在长期受自然环境影响后,其含水量将接近塑限。要把天然含水量大于塑限(或大于最佳含水量5个百分点)的粘性土路基压实到规定的重型压实度标准,困难极大。
3、上述三种土,达到重型压实的最大干密度时,饱和度一般小于80%一85%;随着时间推移,路基必然吸水,使得土体膨胀,压实度降低,造成路基不稳定、强度降低,甚至达不到路基最小强度要求,路基强度、稳定性均存在问题。
湿粘土、红粘土、中弱膨胀土压实度将使大部分这种土不能直接作为路基填料。对这三种土废弃,改良利用的成本都比较大。因此,只强调路基达到高密实度,不考虑土质特性的差异及自然条件的变化,往往事倍功半,不但影响施工进度,还会降低工程质量,无法达到提高路基强度和稳定性的目的。
纵观国外的路基压实,除制定有重型、轻型标准之外,英国还规定路基粘土填料的含水量应低于塑限;美国则允许填方路基的含水量可高达塑限的l.2倍,又同时规定粘土填料的液限不得超过50%,避免用MH和CH类土作填料;日本则根据不同土类采取不同的压实标准。
这些情况表明国外路基压实标准并不完全统一,说明湿粘性土路基的压实有其特殊性,而其控制指标的确定则与工程质量、施工进度、工程造价密切相关。因此,根据我国情况,合理地确定路基压实标准是当前生产上急需解决的现实问题。
根据近年来对残积粘性土、红粘土、过湿粘性土的试验研究成果,从湿粘土的路基工程性质出发,路基的压实标准,又只采用重型压实标准的情况下,提出合理可行的降低标准,及相应的技术措施是必须选择。所以条文规定“湿粘土、红粘土、中弱膨胀土压实度标准可比规定值降低1%一5%”。这仅仅给出了压实度可降低的范围、可降低的最大值,实际施工控制中,不得律取“降低5%”。
湿粘土、红粘土和中、弱膨胀土压实特性路基压实是以机械压实功能促使土粒排列紧密,达到提高土的强度和稳定性的目的。而湿粘土不同于砂性土以砂粒组成的散性土结构,其结构主要为团粒结构(红土类)或以引力为主的凝聚性结构(沉积粘性土类),土的含水量高于最佳含水量,饱和度均为90%以上。填筑路堤分层碾压时除土块(或团)表面水分有所蒸发外,土的压实不可能使土粒进一步排列紧密,只能使分离的土块和土团间孔隙减至最小,即压实后的干密度仅由晾晒减少的水分(其中包括收缩增加的密度)所决定,通常选用Wc>0.9的湿粘土,经短时晾晒土的Wc可达到1.0—1.3,经合适机具碾压,路基的强度与稳定性可以满足要求。
压实粘性土的稠度≥1.0,即土的含水量等于或小于塑限,这时土中基本没有自由水,为强与弱结合水,易于压实,孔隙压力小,壤土表面水分蒸发速度减慢,土的干缩量及膨胀量最小,强度较高,可以承受12t一18t压路机碾压。如大于塑限,则土中含有自由水,自由水愈多,土的压实效果与工程性质愈差;如小于塑限至接近缩限,则土中为强结合水,其土块坚硬,碾压中缺少弱结合水的润滑作用,难于压实,致使土体内孔隙增多,压实效果差。当红土类Wc=1.0—1.3,或沉积粘性土类Wc=1.0—1.2时,采取各种合适的压实机具分层碾压,均可获得最佳压实效果。
2、取天然土样,采用湿土法制作不同含水量(一般可选择相当于稠度在0.9—1.4范围内)的试样,按照《公路土工试验规程》(JTJ051—93)中承载比(CBR)试验(T0134—93)测试其CBR值;
3、绘制“CBR一含水量”关系图,根据表4.1.2的规定得出路基不同部位填料的含水量范围;
4、果该种天然土的天然含水量处于步骤3)所确定含水量范围,那么该种天然土可作为填料。
如果天然土在运输、摊铺后,不同时满足以上两个条件,则应均匀调整含水量(一般采用晾晒或者均匀洒水的方式)方可进行碾压。要做到含水量均匀,就必须对土块进行击碎(一般宜击碎至粒径在53mm37.5mm以下),由于击碎十分困难,在此过程中十分容易导致土块内湿外干或内干外湿,故均匀调整含水量的幅度比较小。一般情况下,小于o.9的天然土均匀调整含水量就十分困难。
条文规定“碾压时稠度应控制在1.1一1.3之间”的稠度所对应的含水量是采用《公路土工试验规程》(JTJ051—93)中烘干法(T0103—93)所测得的。酒精燃烧法(T0104—93)所测得的含水量与烘干法有一定的差值,一般在2个百分点左右,烘干法为含水量试验的标准方法。
根据长期的实践经验,湿粘土、红粘土、中弱膨胀土的压实机械自重宜在18吨左右。
作出可直接碾压的含水量范围内的重型击实曲线,选择该条曲线的最大干密度与该种土在最佳含水量对应的最大干密度的比值作为压实度标准。“可直接碾压的含水量”指稠度在1.1—1.3之间并且含水量处于上述步骤所确定含水量范围。
本次规范修订前,对填石路堤进行了施工工艺试验,同时还调研国内相关的资料,也借鉴有关省、市的填石路堤科研成果及成熟的经验,修订了填石路堤施工技术要求:
1、据填石路堤工艺试验和有关经验,提出了最大粒径、不均匀系数、及路床底面下400mm范围内的要求。对于石灰岩一类硬质岩,在路堤填筑区,最大粒径宜控制在350mm一500mm,不均匀系数宜控制在1520范围内较好,同时,粒径大于200mm的填料含量应控制在20%一40%,粒径在20mm以下的填料含量应控制在10%一l5%范围。对于砂岩在路堤填筑区,最大粒径宜控制在300mm一400mm,不均匀系数宜控制在15—20范围内较好,同时,粒径大于200mm的填料含量应控制在20%一30%,粒径在20mm以下的填料含量应控制在lo%一20%范围。
2、基底处理提出承载力要求,非岩石地基应设置过渡层。路床底面以下一定范围控制填料粒径,可以提高路床灼平整度,使其受力均匀,并有利于与路面底层的连接。
3、于填石路堤的填料比较坚硬,压实难度大且透水性强,水容易从路面边坡等部位进入基底使路基湿软以致造成不均匀沉降,为防止地基承载力不足而导致路基整体工后沉降过大或失稳破坏,因此除了满足4.3.2条第1款的规定外,不同路堤填高对地基的承载力要求不同:路堤高度小于10m时,地基承载力不宜低于150kPa;路堤高度为10m一20m时,地基承载力不宜低于200kPa;路堤高度大于20m时,路基宜填筑在岩石地基上。
4、为细粒土地基时,应按设计要求设过渡层;当为岩石和细粒土组合地基时,应将岩石凿平,并在细粒土部位设过渡层。注意路堤基底范围内,可能因地面水或地下水影响路基的稳定时,应采取必要的引排、拦截等措施或在路堤底部填筑不易风化的、透水性好的填料。
5、筑前应先修筑试验路段,强调通过试验路提出过程质量控制方法及标准,如松铺厚度、压实机械型号及组合、压实速度及压实遍数、沉降差等参数。在实际施工中,沉降差可以这样测定:以每个横断面的测量数据为基本分析单位,在对松铺层初平初压后,在同一横断面上选7—11点测量初始标高,终压完成后,在对应初始标高的测量点上测量终压标高,将终压标高减去初始标高并综合平均后,作为该断面的沉降差。
6、级及二级以上公路的填石路堤应分层填筑压实。二级以下砂石路面公路在陡峻山坡地段施工特别困难时,可采用倾填的方式将石料填筑于路堤下部。这一点,原规范规定二级及二级以下的沙石路面公路填石路堤可以倾填,新规范规定二级公路不得倾填。
7、石路堤项与细粒土填土层之间应设置过渡层。在粗粒料的填石路堤上面填细粒土时,宜设过渡层。从已有的资料表明。当R15/F85>5时,必须设置过渡层,该过渡层应满足M15/F15>5,M15/F85<5.填石路堤之上的填土,应在填石顶面上与填土之间设2—3层碎石过渡层。如填石路堤最大粒径为300mm,层厚为500mm.则过渡层厚400mm,第一层可设粒径150mm,厚250mm;第二过渡层可设粒径为60mm,厚150mm。
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