市政道桥工程路基路面压实技术
摘要
关键词
市政道桥;城市交通;路基路面压实
正文
一、市政道桥工程路基路面压实的影响因素
(一)材料特性
首先,材料含水量能够直接影响压实效果,最佳含水量是材料在特定压实能量下能够达到的最大干密度时的含水状态,如果材料的含水量低于最佳含水量,材料颗粒间的摩擦力就会增加,导致压实能量难以传递,而如果含水量高于最佳含水量,水分占据了材料中的孔隙空间难以排出,就会导致压实后材料间孔隙水压力增加,导致结构不稳定,容易受到破坏。其次,土质类型也会影响道路压实效果,沙土颗粒较为粗大、渗透性强,能够将压实能量传递到深层,但是容易产生离析现象,在压实过程中需要采用重型压路机进行多次压实,保障颗粒能够紧密嵌锁,保障材料结构的稳定性。最后,级配设计也会影响道路的压实度,在级配设计中,碎土基层的压实度要达到95%以上,如果基层材料中碎石含量过低就会导致材料中的孔隙增大,损失压实能量,而含量过高就容易导致生成软弱夹层,影响压实效果。[1]
(二)设备选型与操作
一方面,设备类型会影响压实效果,在压实过程中要根据材料选择合适的设备,当使用粘性土与细粒料进行填充时,要使用静力压实,通过压路机自重产生静压力,对细颗粒材料进行压实,保障路面结构的稳定性。振动压实应用于砂砾、碎石等粗粒料,在振动压路机的振动过程中,能够通过振动能量降低颗粒间的摩擦力,提高材料的密度,实现高压实度。另一方面,在压路机工作过程中也要对操作参数进行控制,保持压路机的速度小于4km/h,保障压实能量能够得到充分的传递,避免因速度过快或过慢影响压实效果,在压路机工作过程中要遵循“先低后高、先慢后快、先边缘后中央”的原则,避免产生盲区,减少土体侧向位移,控制路基横向坡度偏差,保障压实工作的效果。
(三)工艺参数
工艺参数能够对压实效果实现间接调控,首先要控制分层厚度,将每层的压实厚度控制在30cm以内,虚铺厚度按照1.2~1.3倍数系数进行控制,避免因分层过厚或过薄影响压实能量的传递,影响压实度。其次,在压实过程中要通过实验段确定最佳压实变数,不同材料的压实变数不同,合适的压实变数能够提高材料的压实度,保障结构稳定性。最后还要考虑环境的适应性,在雨季施工时要在材料中增加2~3%的含水量,弥补蒸发损失,并使用防雨布对未压实层进行覆盖保护,而在高温季节要通过少量多次的洒水,控制压实度波动,保障压实效果的稳定性。
二、市政道桥工程路基路面压实技术优化策略
(一)应用智能压实设备
一方面,在市政道桥工程路基路面压实过程中要选用智能压实设备,通过智能传感器对压实情况进行实时分析,精准控制压实过程中的各项数据,实现高质量的压实效果,使用北斗和GPS双模定位模块、激光扫描仪及振动加速度传感器对压路机进行装备,能够控制压路机的定位精度,实现高程误差小于1mm,对压路机的压式轨迹、速度、振动频率等参数进行实时采集与传输,全面监控压路机的工作过程。通过5G技术将压路机的参数进行上传,结合BIM模型对压实过程进行可视化处理,结合智能决策系统建立压实质量预测算法,对压实计值进行实时监测,当压实计值低于设计标准值时,智能决策系统能够向管理人员进行警报的推送,并生成优化建议,帮助管理人员及时发现压路机工作过程中的问题并进行调整。另一方面,在路面压实过程中,管理人员要根据压实计值的变化,动态调整压路机的振幅与频率,实现动态调整精准压实,提高压实度合格率,保障路面压实效果,同时工作人员可以借助AR眼镜实时监测压实质量热力图,及时发现压实过程中存在的问题,科学指导补压作业。[2]
(二)动态监测系统构建
在路面压实工程中,管理人员要对路面压实的多元数据进行整合和分析,实时监测路面压实质量,对于异常数据进行及时处理,从全生命周期对路面压实工程进行管理,保障路面压实效果。首先,管理人员可以基于压实机制算法建立系统模型,综合考虑压实路段土质、质量、含水量等各种系数,实时进行压实度计算,并将数据进行上传,生成三维压实质量云图,设置压实度的三级阈值,当达到阈值时,触发系统自动报警,锁定存在问题的区域,向工作人员推送预警信息,帮助工作人员锁定问题、解决问题,提高问题响应速度。最后,工作人员还要将压实的轨迹、变速速度等各种数据进行上传和存储,构建数据库,通过大数据智能分析压实质量与工艺参数之间的关系,根据分析报告优化工艺流程,提高压实效率。
(三)材料与工艺协同优化
一方面,在基层材料中要应用外掺料,通过在粉质粘土中添加水泥对材料进行改良,提高材料的加州承载比与抗剪强度,针对高塑性指数土壤可以在材料中添加适当的石灰,降低材料的最佳含水量标准,降低材料的无侧向抗压强度,减少压实中收缩裂缝的出现。另一方面,在路面压实过程中可以通过压实工艺参数智能决策系统,对环境温度、湿度、风速等各种因素进行综合考虑,实时调整压路机工艺参数,保障压实质量,同时还应将单层压实厚度控制在25~30mm,按照1.25~1.30动态调整虚铺系数,通过分层厚度与局部系数的优化,提高压实度、均匀性,保障路面稳定性。[3]
(四)特殊工况技术处理
针对特殊路段的工作情况,在路面压实过程中要采取组合工艺与定制化设备,解决压实过程中的问题,实现压实质量的突破,一方面,针对高填方路基可以实施分层填筑与检测,控制每层填筑厚度在2m以内,采用智能压实设备实时检测路面压实度情况。每完成三层路面填筑后,使用雷达检测材料层间结合质量,对质量存在问题的路段进行补压,保障路基的稳定性。对于填方高度大于10m的路段可以采用强夯法,通过间距4~5m的梅花形布点实现深层加固,提高地基承载力,降低工后沉降量,保障路面压实质量。另一方面,针对旧路改造情况,在刨除旧路面后,可以采用厂拌热再生技术处理废料减少新材料的用量,减少二氧化碳排放,实现绿色建筑目标,在压实过程中可以通过钢轮压路机初压和轮胎压路机负压的组合工艺,提高层间剪切强度,提升层间粘结力,提高路面压实合格率,保证路面压实质量。
三、小结
综上所述,市政道桥工程路基路面压实质量与路面安全息息相关,能够影响交通质量和交通安全,路面压实质量受到材料、设备、工艺参数等各种因素的影响,在路面压实施工过程中,要结合智能压实设备动态监测系统对压实效果,及时发现路面压实过程中存在的问题,并进行调整,提高压实度合格率,降低路面沉积风险,减少后期维护,降低运营成本,保障城市交通的高质量发展。
参考文献:
[1]谈辉.浅谈市政道桥工程的路基路面施工技术[J].价值工程,2022,41(30):120-122.
[2]路文斌.道桥工程路基路面压实技术研究[J].工程与建设,2023,37(04):1276-1278.
[3]戴岩.市政道桥工程路基路面压实技术分析与思考[J].黑龙江环境通报,2022,35(04):136-139.
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