何俊娥

（朔州路橋建設(shè)有限責(zé)任公司中心試驗(yàn)室，山西 朔州 036002）

道路在路基施工過程中，經(jīng)過填挖碾壓，土體的天然狀態(tài)遭到了破壞，致使土體松散，顆粒得到重新組織合成。為了提高路基的密實(shí)度，就必須對(duì)路基進(jìn)行壓實(shí)施工，以達(dá)到道路路基能夠滿足《路基施工技術(shù)規(guī)范》及有關(guān)規(guī)范和要求的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。所以公路路基施工過程中的壓實(shí)，是提高公路路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性的最直接和有效的措施之一，也是公路路基施工中的一個(gè)具有影響意義的工序。一直以來，由于路基土質(zhì)、最佳含水率、最大干密度、壓路機(jī)種類及壓實(shí)遍數(shù)等因素影響公路路基施工質(zhì)量的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，如何達(dá)到《路基施工技術(shù)規(guī)范》及相關(guān)規(guī)范和要求的施工壓實(shí)度，盡量降低路基的的不勻稱沉降，是公路工程施工中需解決的難題。

1 壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的確定

路基施工受土質(zhì)、壓實(shí)機(jī)具、含水率、最大干密度等的限制，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)室所作出的最大干密度γ0（g/cm3），應(yīng)適當(dāng)降低，令工地實(shí)測干密度為γ（g/cm3），γ/γ0的比值稱為壓實(shí)度，并用百分?jǐn)?shù)表示。在公路工程中用壓實(shí)度來表示填土壓實(shí)效果的好壞。

試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)根據(jù)JTG E40—2007分為重型和輕型，根據(jù)土體顆粒的大小又分為大擊實(shí)筒和小擊實(shí)筒。

2 影響壓實(shí)效果的主要因素

2.1 含水量對(duì)壓實(shí)效果的影響

土的含水量多少是影響填土體壓實(shí)度的主要因素之一。圖1中，曲線的拋物線，說明了土體密度γ隨著含水率ω而變化的規(guī)律。在相同的條件下，最佳含水率一下降，γ隨著ω增大而提高，主要原由在于水在土體之間起到潤滑作用，土顆粒之間阻力變小，經(jīng)過碾壓后，土顆粒間的孔隙變小，土粒被擠緊，γ值增大。γ值增大到最大值以后，ω繼續(xù)變大，水分占據(jù)了土顆粒之間的孔隙，而水不會(huì)因外力的擠壓而縮小，因而，ω繼續(xù)增大，γ值就會(huì)降低。一般情況下，在一定的壓實(shí)條件下，干密度的最大值稱為最大干密度γ0（拋物線的最高點(diǎn)），對(duì)應(yīng)的含水率稱為最佳含水率ω0，可見，在壓實(shí)施工時(shí)，要想使壓實(shí)效果達(dá)到最好，消耗的壓實(shí)功最經(jīng)濟(jì)，就要把土體的濕度控制在最佳值ω0。

圖1 土體密度和含水率的曲線圖

因此，最佳含水量對(duì)路基設(shè)計(jì)和施工有非常重要的作用，路基壓實(shí)的兩個(gè)重要指標(biāo)是最佳含水量和最大干密度，在最佳含水量時(shí)，壓實(shí)的土體密實(shí)度最大，水穩(wěn)性也最好。在公路路基施工過程中，路基土的含水量應(yīng)控制在最佳含水量上下浮動(dòng)2%的范圍內(nèi)。

2.2 碾壓厚度對(duì)壓實(shí)效果的影響

路基土體壓實(shí)層的厚度對(duì)壓實(shí)效果有著明顯的影響。通常情況下，夯實(shí)后的厚度不超過20 cm，壓路機(jī)用12～15 t的雙鋼輪壓路機(jī)，虛鋪厚度不應(yīng)超過25 cm，也不應(yīng)小于12 cm，振動(dòng)壓路機(jī)或夯實(shí)機(jī)應(yīng)以50 cm為界限。實(shí)際道路路基施工時(shí)，壓實(shí)厚度宜通過現(xiàn)場路基試驗(yàn)段確定最佳的攤鋪厚度。大量的事實(shí)表明，路基施工過程中，碾壓層厚度比規(guī)定值大時(shí)，不僅下一層的壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范要求，而且碾壓層上層的壓實(shí)度也會(huì)受到影響。碾壓層比規(guī)定值薄，則碾壓層的整體結(jié)合性差。同等壓實(shí)情況下（土質(zhì)、含水率與壓實(shí)遍數(shù)相同），從路基施工實(shí)測的土層深度不一樣的壓實(shí)度得知，土體的壓實(shí)度隨著深度逐漸減小，密實(shí)度最高的是表層5 cm范圍內(nèi)。不同的壓實(shí)工具的有效壓實(shí)深度有所不同，依據(jù)壓實(shí)工具的類型、土質(zhì)及土基壓實(shí)的基本要求，路基每個(gè)分層壓實(shí)的厚度有具體規(guī)定值。

3 壓實(shí)功對(duì)壓實(shí)的影響

壓實(shí)效果也受壓實(shí)功的影響，壓實(shí)功是除含水量之外的又一個(gè)重要因素，壓實(shí)功與壓實(shí)效果曲線見圖2。由圖可知，在相同的含水量條件下，壓實(shí)功越高，土體密實(shí)程度越高。相同土質(zhì)的最佳含水量隨著壓實(shí)功的增加而變小，最大干密度則隨壓實(shí)功的增加而變大。據(jù)此，公路路基施工實(shí)踐中可以增加壓路機(jī)碾壓次數(shù)來提高路基密實(shí)程度或降小最佳含水量。但需指出，用增加壓實(shí)功來增加土基強(qiáng)度有一定的限度，壓實(shí)功增加到一定程度以上，效果提高逐漸緩慢。同時(shí)，壓實(shí)功過大還會(huì)破壞土體結(jié)構(gòu)，使效果適得其反。

圖2 壓實(shí)功與壓實(shí)效果曲線圖

實(shí)際上，如果碾壓層要達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度所需的壓實(shí)功不變，則碾壓速度增加時(shí)，碾壓次數(shù)相應(yīng)增加，被傳遞到壓路機(jī)碾壓的土層上的能量與壓路機(jī)碾壓速度成反比，而且壓路機(jī)碾壓速度過快容易致使路基表面平整度達(dá)不到規(guī)范要求，以致于平整度超過規(guī)范要求。碾壓速度比較慢時(shí)，單位面積的碾壓時(shí)間比速度快時(shí)的碾壓時(shí)間多，在路基施工過程中壓路機(jī)碾壓速度影響碾壓輪的壓實(shí)時(shí)間，所以作用在路基上的能量大。

壓實(shí)機(jī)械對(duì)一定含水量下的路基土和路面材料的壓實(shí)狀況有很大影響。路基施工時(shí)用重型壓路機(jī)械可以得到較大的壓實(shí)度，用輕型壓路機(jī)械只能得到比較小的壓實(shí)度，而振動(dòng)壓路機(jī)比相同重量的普通鋼輪壓路機(jī)的壓實(shí)效果會(huì)好，根據(jù)不同的土質(zhì)，選擇的壓路機(jī)也不同。

4 土質(zhì)對(duì)壓實(shí)效果的影響

壓實(shí)效果受的土質(zhì)影響亦很大。通常規(guī)律是：不同的土質(zhì)，γ0與ω0數(shù)值也不相同，如分散性（液限、黏性）較高的土，其ω0值較高，γ0值較低；砂類土的壓實(shí)效果優(yōu)于黏質(zhì)土。其機(jī)理在于土顆粒越細(xì)，表面積越大，土粒表面水膜所需之濕度亦愈多，加之由黏土中含有親水性較高的膠體物質(zhì)所致，砂類土的顆粒粗，成松散狀態(tài)，水分極易散失，最佳含水率的概念沒有多大實(shí)際價(jià)值。

5 下臥層的強(qiáng)度對(duì)路基整體壓實(shí)度的影響

如果下臥層的壓實(shí)度不高，則持力層的壓實(shí)度很難提高，嚴(yán)重的還會(huì)形成“彈簧現(xiàn)象”。在路基施工過程中進(jìn)行鋪筑第一層路基時(shí)，首先要清除原地面10 cm土層，如下面還有淤泥、雜草、等雜物繼續(xù)清理至干凈。如路基第一層達(dá)不到路堤壓實(shí)度要求應(yīng)將原地面土進(jìn)行重新翻耕、灑水或者晾曬、碾壓，直至達(dá)到該層壓實(shí)度要求，按照路基填筑的順序，先將低洼地段逐漸分層填平壓實(shí)，然后再進(jìn)行上一層的填筑、灑水、碾壓等施工，否則低洼地段的壓實(shí)度達(dá)不到要求。

圖3

綜上所述，壓實(shí)度是影響路基壓實(shí)至關(guān)重要的因素，在施工中，理論上與施工中具體實(shí)踐應(yīng)該相結(jié)合，各相關(guān)單位應(yīng)樹立嚴(yán)格的質(zhì)量意識(shí)，根據(jù)每條公路的不同地區(qū)、不同土質(zhì)和不同的含水量，嚴(yán)格遵循《路基施工技術(shù)規(guī)范》及有關(guān)規(guī)范和要求施工，在路基試驗(yàn)路段成功的基礎(chǔ)上取得精確的數(shù)據(jù)，然后再進(jìn)行大面積路基的施工。