林 莉

（廣西信達(dá)友邦工程造價(jià)咨詢有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530021）

路基施工，使天然結(jié)構(gòu)的土體經(jīng)過(guò)挖、運(yùn)、填等工序后變?yōu)樗缮顟B(tài)，為使路基具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性，必須將路基填土碾壓密實(shí)。通過(guò)壓實(shí)還可提高路基承載力和隔溫性能，降低滲透系數(shù)和塑性變形等。因此，路基的壓實(shí)工作，是路基施工過(guò)程中一個(gè)重要工序，是保證路基獲得強(qiáng)度與穩(wěn)定性的根本技術(shù)措施之一。本文淺談?dòng)绊懧坊鶋簩?shí)效果的幾個(gè)因素：

1 路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

為了便于檢查和控制壓實(shí)質(zhì)量，路基的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)常用壓實(shí)度來(lái)表示。路基的壓實(shí)度（壓實(shí)系數(shù)）K是工地路基土經(jīng)壓實(shí)后實(shí)際達(dá)到的干密度ρd與其室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大干密度ρ dmax的比值，用百分?jǐn)?shù)表示。即K＝（ρd÷ρdmax）×100%。

式中，K：壓實(shí)度，%；

ρd：壓實(shí)土的干密度，g/cm3。

ρd＝ρ÷（1＋0.01w），

w：工地壓實(shí)土的實(shí)測(cè)含水量百分比；ρdmax則為壓實(shí)土的標(biāo)準(zhǔn)最大干密度，g/cm3。

合理確定作為壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的壓實(shí)度K值，對(duì)保證路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性十分重要，同時(shí)這還關(guān)系到技術(shù)上的可行性和工程經(jīng)濟(jì)性。實(shí)際施工過(guò)程中，壓實(shí)度一般難以達(dá)到100%。鑒于行車荷載應(yīng)力傳播的特點(diǎn)，對(duì)路基不同層位的壓實(shí)度要求可有所不同。對(duì)于路基上部，由于汽車荷載產(chǎn)生的應(yīng)力較大，故壓實(shí)度要求最高，而路基下部由于受汽車荷載影響較小，壓實(shí)度要求可適當(dāng)降低。公路等級(jí)和路面等級(jí)越高，則路基壓實(shí)度要求也越高。

表1 土質(zhì)路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 033－95）規(guī)定，土質(zhì)路堤（含土石路堤）各層位填土的壓實(shí)度應(yīng)不低于表1所列標(biāo)準(zhǔn)。表1所列壓實(shí)度以《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ 053－94）重型擊實(shí)試驗(yàn)法為準(zhǔn)。其他等級(jí)公路修建高級(jí)路面時(shí)，其壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用高速公路、一級(jí)公路的規(guī)定值。特殊干旱地區(qū)的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)可降低2%～3%。

在多雨潮濕地區(qū)，當(dāng)天然稠度小于 1.1、液限大于 40、塑性指數(shù)大于18的黏質(zhì)土用做高速公路、一級(jí)公路和二級(jí)公路上路床的填料時(shí)，應(yīng)采用各種措施達(dá)到表1規(guī)定的壓實(shí)度。

路堤基底應(yīng)在路堤填筑前進(jìn)行壓實(shí)。高速公路、一級(jí)公路和二級(jí)公路路堤基底的壓實(shí)度不應(yīng)小于90%。當(dāng)路堤填土高度小于路床厚度80 cm時(shí)，基底的壓實(shí)度不宜小于路床的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。

2 影響壓實(shí)效果的主要因素

在室內(nèi)對(duì)細(xì)粒土或多種路面材料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)，影響土或路面材料達(dá)到規(guī)定密實(shí)度的主要因素有：含水量、土或材料的顆粒組成以及擊實(shí)功。在施工現(xiàn)場(chǎng)碾壓細(xì)粒土的路基時(shí)，影響路基達(dá)到規(guī)定壓實(shí)度的主要因素有：土的含水量、碾壓層的厚度、壓實(shí)機(jī)械的類型和功能、碾壓遍數(shù)以及地基的強(qiáng)度。

在施工現(xiàn)場(chǎng)碾壓級(jí)配集料時(shí)，影響集料達(dá)到規(guī)定密實(shí)度的主要因素，除上因素外，還有集料的特性（包括質(zhì)量、級(jí)配的均勻性和細(xì)料的塑性指數(shù)）以及下承層的強(qiáng)度。此外，土和路面材料的類型對(duì)所能達(dá)到的壓實(shí)度也有明顯影響。

2.1 含水量

在壓實(shí)過(guò)程中，土或材料的含水量對(duì)所能達(dá)到的密實(shí)度起著非常大的作用。錘擊或碾壓的功需要克服土顆粒間的內(nèi)摩阻力和凝聚力，才能使土顆粒產(chǎn)生位移并互相靠近。土的內(nèi)摩阻力和凝聚力是隨密實(shí)度而增加的。土的含水量小時(shí)，土顆粒間的內(nèi)摩阻力大，壓實(shí)到一定程度后，某一壓實(shí)功不再能克服土的抗力，壓實(shí)所得的干密度小。當(dāng)土的含水量逐漸增加時(shí)，水在土顆粒間起著潤(rùn)滑作用，使土的內(nèi)摩阻力減小，因此同樣的壓實(shí)功可以得到較大的干密度。在這個(gè)過(guò)程中，單位土體中空氣的體積逐漸減小，而固體體積和水的體積則逐漸增加。當(dāng)土的含水量繼續(xù)增加到超過(guò)某一限度，雖然土的內(nèi)摩阻力還在減小，但單位土體中的空氣體積已減到最小限度，而水的體積卻在不斷增加。由于水是不可壓縮的，因此在同樣的壓實(shí)功下，土的干密度反而逐漸減小。在擊實(shí)曲線上與最大干密度對(duì)應(yīng)的含水量稱為最佳含水量。土的含水量是影響壓實(shí)效果的決定性因素，在最佳含水量下，最容易獲得最佳壓實(shí)效果。但是，某一種土或路面材料的最佳含水量和最大干密度不是固定不變的，它隨壓實(shí)功能而變。在室內(nèi)進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)，它隨所用的擊實(shí)功而變。在工地碾壓時(shí)，它隨所用壓路機(jī)的重量或功能以及碾壓遍數(shù)而變。

在施工現(xiàn)場(chǎng)，用某種壓路機(jī)碾壓含水量過(guò)小的土或級(jí)配集料，要達(dá)到高的壓實(shí)度是困難的；如土的含水量超過(guò)最佳值過(guò)多，要達(dá)到較大的壓實(shí)度同樣是困難的。因此，在特殊干旱和特殊潮濕地區(qū)，在無(wú)法或不能采取合適措施的情況下，實(shí)際施工中往往不得不降低對(duì)壓實(shí)度的要求。對(duì)含水量過(guò)大的土、砂礫土、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土等路面材料進(jìn)行碾壓時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生“彈簧”現(xiàn)象，而不能壓實(shí)。

2.2 壓實(shí)功能

壓實(shí)功能包括壓實(shí)機(jī)械質(zhì)量、碾壓遍數(shù)或錘落高度、作用時(shí)間等。壓實(shí)功能是影響壓實(shí)效果的另一重要因素。

對(duì)同一類土，最佳含水量隨壓實(shí)功能的增加而降低，而最大干密度則隨壓實(shí)功能的增加而增加；在相同含水量條件下，壓實(shí)功能愈高，土基密實(shí)度愈高。據(jù)此規(guī)律，工程實(shí)踐中可以增加壓實(shí)功能（選用重碾，增加碾壓遍數(shù)或延長(zhǎng)碾壓時(shí)間等），以提高其壓實(shí)度。然而，用增加壓實(shí)功能的辦法來(lái)提高土的密實(shí)度是有限度的，當(dāng)壓實(shí)功能增大到一定程度后，土的密實(shí)度增加較緩慢，在經(jīng)濟(jì)效益和施工組織上不夠合理，甚至功能過(guò)大，破壞土基結(jié)構(gòu)，效果適得其反。相比之下，嚴(yán)格控制最佳含水量，要比增加壓實(shí)功能收效大得多。當(dāng)含水量不足、灑水有困難時(shí)，適當(dāng)增大壓實(shí)功能，可見(jiàn)收效。如果土的含水量過(guò)大，此時(shí)如果增大壓實(shí)功能，必將出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象，壓實(shí)效果很差，造成返工浪費(fèi)。所以，土基壓實(shí)施工中，控制最佳含水量，是首要因素，在此前提下采取分層填土，控制有效土層厚度，必要時(shí)適當(dāng)增大壓實(shí)功能，乃土基壓實(shí)工作的基本要領(lǐng)。

2.3 土質(zhì)

土質(zhì)不同壓實(shí)效果也不同，一般情況是在同一壓實(shí)功能作用下，粗顆粒含量多的土，最大干密度較大，最佳含水量較小，比較容易壓實(shí)。土中粉粒和粘粒含量愈多，土的塑性指數(shù)愈大，土的最佳含水量也就愈大，同時(shí)其最大干密度愈小。各種不同土的最佳含水量和最大干密度雖然不同，它們擊實(shí)曲線的性質(zhì)卻是基本相同的。砂土易散失水分，松散不易壓實(shí)，最佳含水量的概念，沒(méi)有多大的實(shí)際意義。路基施工最好的土質(zhì)是亞砂土和亞黏土，它們壓實(shí)性好，容易施工，水穩(wěn)性良好。重黏土塑性指數(shù)高，成團(tuán)不易打碎，造成壓實(shí)困難。

2.4 碾壓層的厚度和碾壓遍數(shù)

碾壓層的厚度應(yīng)該適當(dāng)。碾壓層過(guò)厚，非但該層的下部的壓實(shí)度達(dá)不到要求，而且該層的上部的壓實(shí)度也要受到不利影響。同時(shí)，碾壓層的厚度應(yīng)該與所用壓路機(jī)的質(zhì)量或功能相適應(yīng)，它也隨壓路機(jī)的類型而變。不同壓路機(jī)的一層的壓實(shí)厚度具體多少比較合適，應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的碾壓試驗(yàn)及分層測(cè)定干密度來(lái)確定。

壓路機(jī)的碾壓遍數(shù)對(duì)路基土和路面材料的密實(shí)度的影響是眾所周知的。用同一壓路機(jī)對(duì)同一種材料進(jìn)行碾壓時(shí)，最初的若干遍碾壓，對(duì)增高材料的干密度影響很大；碾壓遍數(shù)繼續(xù)增加，干密度的增長(zhǎng)率就逐漸減??；碾壓遍數(shù)超過(guò)一定數(shù)值后，干密度實(shí)際上就不再增加了。

路基施工時(shí)，首先需要確定每層填土的厚度以及壓路機(jī)的碾壓遍數(shù)，以保證達(dá)到要求的密實(shí)度。在解決這個(gè)問(wèn)題時(shí)，還應(yīng)該將機(jī)械壓實(shí)作用能夠達(dá)到深度與符合要求密實(shí)度的壓實(shí)深度區(qū)別開(kāi)來(lái)，通常前者大于后者。實(shí)際施工中，重要的是能符合要求密實(shí)度的有效壓實(shí)深度，這個(gè)深度也就是每層填土的合適壓實(shí)厚度。有效壓實(shí)深度主要與壓實(shí)機(jī)械類型、碾壓遍數(shù)或夯擊次數(shù)、土的性質(zhì)和含水量有關(guān)。若壓實(shí)遍數(shù)超過(guò)10遍，應(yīng)考慮減少填土層厚。

2.5 碾壓速度

不管使用哪種類型或質(zhì)量的壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，其碾壓速度對(duì)路基土或路面材料層所能達(dá)到的密實(shí)度有明顯影響。在相同碾壓遍數(shù)的情況下，碾壓速度愈高，所得的壓實(shí)度愈??；為了達(dá)到同樣的壓實(shí)度，碾壓速度愈高，所需要的碾壓遍數(shù)就愈多。雖然采用高碾壓速度要比采用低碾壓速度的壓實(shí)生產(chǎn)率高而且比較經(jīng)濟(jì)，但速度過(guò)快，容易導(dǎo)致被壓層的平整度變差（形成小波浪）。因此，應(yīng)針對(duì)具體碾壓的材料層和所用的壓路機(jī)，通過(guò)鋪筑試驗(yàn)段選擇合適的碾壓速度，通常，碾壓層厚和難以壓實(shí)的材料，應(yīng)采用較低的碾壓速度。

2.6 地基或下承層的強(qiáng)度

實(shí)踐證明，在填筑路堤時(shí)，如地基沒(méi)有足夠的強(qiáng)度，路堤的第一層是難于達(dá)到較高壓實(shí)度的。因此，在填筑路堤之前，必須先碾壓地基（在清場(chǎng)后），使其達(dá)到足夠的壓實(shí)度和強(qiáng)度。如地基本身比較濕軟（在水稻田地區(qū)常有這種情況），直接在上面填筑路堤，往往會(huì)產(chǎn)生困難，路堤的第一層（每層以壓實(shí)厚度20 cm考慮）甚至第二層上，重型壓路機(jī)無(wú)法進(jìn)行碾壓；重型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，土層就發(fā)生“彈簧”現(xiàn)象，碾壓得愈多，“彈簧現(xiàn)象”愈嚴(yán)重。在這種情況下，應(yīng)該先采用石灰或固化劑處理地基，或者先將地基土用砂、砂礫、砂礫土或其他類似的材料換填1～3層，進(jìn)行適當(dāng)碾壓后，再進(jìn)行填土。

由于原狀結(jié)構(gòu)土的密實(shí)度不夠、強(qiáng)度不足，如直接用壓路機(jī)在路塹表面碾壓，經(jīng)常達(dá)不到所要求的壓實(shí)度。因此，應(yīng)該首先將路塹上層厚30～40 cm的土推出路外，用重型壓路機(jī)將下層碾壓密實(shí)后，再將土分兩層回填，并分別碾壓，才能達(dá)到要求的壓實(shí)度。在某些情況下，甚至需要先推出 60 cm，并分三層回填和壓實(shí)。

下承層的強(qiáng)弱對(duì)所需壓實(shí)層的密實(shí)度也有明顯的影響。試驗(yàn)表明，直接鋪筑在土基上的同一種級(jí)配集料，用相同的壓實(shí)機(jī)械和壓實(shí)方法碾壓時(shí)，如土基強(qiáng)度高，集料的密實(shí)度就大；反之，集料的密實(shí)度就小。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了確保路基獲得強(qiáng)度與穩(wěn)定性，在施工的過(guò)程中就要盡量避免這些影響因素，保證路基壓實(shí)的效果。

1 蘇建林主編.公路施工技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2002.8

2 劉松玉編著.公路路基處理[M].南京：東南大學(xué)出版社，2009.6