郭 斌

大連銘悅隆路橋工程有限公司

路基施工中影響壓實度的因素及控制方法

郭 斌

大連銘悅隆路橋工程有限公司

在公路修建過程中，土是路基工程填筑最常用的材料，它造價低廉，施工工藝簡單。路基壓實情況經(jīng)常影響公路施工質(zhì)量，如何達到施工壓實標準，克服由于壓實原因帶來的路基不均勻沉降，是公路工程施工中急待解決的重要問題。路基壓實度是保證路面質(zhì)量的基礎，它承受著本身巖土自重和路面重量以及由路面?zhèn)鬟f下來的車荷載。 壓實度是路基路面施工質(zhì)量的關鍵指標之一， 最佳含水量的控制是保證路基壓實度的關鍵，壓實在最佳含水量+2%時進行壓實最為合適。碾壓層厚度必須與所用壓實機械的功能相適應， 施工前應該針對具體碾壓層所用的材料和所用壓實設備，通過鋪筑試驗路段來選擇合理的碾壓速度和碾壓遍數(shù)，從而提高壓實度保證工程質(zhì)量。本文就影響路基壓實的因素和控制方法進行分析和討論。

壓實度；影響因素；控制

1、含水量

含水量是土的—項基本物理指標，反映土的物理狀態(tài)，含水量的變化會使土的很多力學性質(zhì)隨之而改變。最佳含水量的控制是保證路基壓實度的關鍵。最佳含水量是土的干密度、孔隙率等指標的計算依據(jù)。因此在路基施工過程中，在確定取土料場以后，首先要做的就是確定土的最佳含水量。確定最佳含水量的目的是用來指導施工，對高于最佳含水量的填土必須進行晾曬，對低于最佳含水量的土要進行灑水。在取水困難的地區(qū)施工時，可采取增加壓實功的方法來提高路基的壓實度。

試驗表明，同一種土的最佳含水量隨壓實功的增加而減小，壓實度則隨壓實功的增加而增大。但在實際施工中采用此方法時一定要注意：增加壓實功時，壓強如果超過土的極限強度，就會引起土基的塑性破壞。因此，在實際的施工中，建議采用最佳含水量來控制。在壓實的過程中，壓實功需要克服土顆粒間的粒結(jié)力和內(nèi)摩阻力，才能使土顆粒互相靠近鑲嵌而被壓實。土的粒結(jié)力和內(nèi)摩阻力是隨土的密實度的增大而增加的。在土的含水量較小的時候，少量的水無法起到潤滑作用而使土顆粒間的內(nèi)摩阻力大，碾壓到一定程度時，壓實功就無法再克服土顆粒間內(nèi)摩阻力，土顆粒間的空隙無法繼續(xù)變小，壓實后達不到規(guī)定的壓實度要求；當土中的含水量逐步增大至最佳含水量時，水在土顆粒之間所起的潤滑作用增強，減小了土顆粒間的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力，在壓實功的作用下，土顆粒間容易產(chǎn)生位移而相互靠近而鑲嵌，壓實所得的壓密度較大。在土的初始含水量超過最佳含水量一定值時，壓實功使單位土體積內(nèi)的空氣體積逐漸減小，而固體體積中水的相對體積逐漸增大。當土中水的相對體積繼續(xù)增大到超過一定限度后，會出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象。

根據(jù)土工擊實試驗從下圖中可以看出當擊實功一定時土的含水量比最佳含水量增大或減小其干密度將降低，特別是在含水量超過+2%時干密度下降更明顯，這就表明壓實在最佳含水量+2%時進行壓實最為合適，此時的壓實效果最好，壓實度最高。

2、平整度對壓實密度的影響。

規(guī)范中路基土分層填筑時未對平整度作規(guī)定，長期的施工經(jīng)驗告訴我們，壓路機在平整的路面上行駛時，對每一處的壓實功能都是相等的，碾壓完成后各點的壓實度比較均勻，統(tǒng)計曲線離散程度小。平整度差的路基在碾壓時，壓路機對路基土產(chǎn)生向下的沖擊力，由于力的分布不勻，碾壓完畢后各點得到的壓實功各不相同，壓實度也不均勻，可能出現(xiàn)某一段落、某一區(qū)域的壓實度達不到要求，還必須增加檢測頻率，劃分出不合格區(qū)域，重新碾壓。

平整度的控制。 路基施工中，用推土機和平地機結(jié)合人工在直線段每20m一個斷面，曲線段每10m一個斷面來控制標高，嚴格按要求達到規(guī)定的平整度。

3、壓實機械和壓實厚度

在填筑材料處于或略高于最佳含水量時，碾壓層厚度必須與所用壓實機械的功能相適應。當材料分層較厚時，低功能壓路機的能量不能達到分層底部，經(jīng)壓實的只是在分層表面結(jié)成層硬殼，而分層深部密實程度則達不到壓實度的要求，留下個松散的層次，造成質(zhì)量隱患。不同壓路機的分層碾壓厚度必須通過施工現(xiàn)場的碾壓試驗和分層測定壓實度來確定。施工經(jīng)驗表明，在施工設備等滿足條件的情況下，最經(jīng)濟的松鋪厚度為30cm。

在確定了材料最大松鋪厚度以后，很多人都認為碾壓層的松鋪厚度越小，碾壓層最終所得壓實度越高，但實踐證明這種想法是不正確的。碾壓層厚度較小時，路基的整體性則更差，即相鄰碾壓層間的結(jié)合能力差。特別是在路基填筑至路床頂面最后一層時，如果碾壓層過薄，則路基整體與路商結(jié)構(gòu)層的連接就會很差。另外，如果壓實厚度太小，壓實功會過度傳遞到下承層，破壞下承層的整體性，導致下承層強度降低。因此，最小松鋪厚度也應該進行嚴格控制。實踐證明，松鋪厚度最小不要低于12cm，即壓實厚度不能低于8cm。

4、壓實度檢測

壓實度檢測路基壓實度的檢測方法較多，最常采用的有灌砂法、灌水(水袋) 法、核子密度儀測定方法、環(huán)刀法等。一般采用是灌砂法，該方法工作量大，做實驗所需時間較長，但實驗數(shù)據(jù)較直接、真實、精度高， 為現(xiàn)在礫類土檢測壓實度最常用的方法。第二種方法是環(huán)刀法，該方法操作簡單、數(shù)據(jù)準確，深受質(zhì)檢部門和施工單位的歡迎。但環(huán)刀法對于礫類土不適于做為檢測方法，第三種方法是核子密度儀測定方法。 該方法可測定填表土的密度、含水率。有使用方便、快速的優(yōu)點，但由于其精確度不高，不宜作仲裁試驗及驗收的依據(jù)。不管采用上述何種方法，均應嚴格遵守試驗規(guī)程，使檢測出的任何一組數(shù)據(jù)真實可靠。

5、碾壓速度和碾壓遍數(shù)

碾壓速度影響碾壓輪對單位面積所作的壓實功，因為振動壓路機的振動頻率是一定的。在碾壓遍數(shù)相同的情況下，當壓路機行駛速度越低時，碾壓輪夯砸點的間距越小，碾壓輪對單位面積所作的壓實功較多。當壓路機行駛速度越高時，碾壓輪夯砸點的間距越大，單位面積上接收的壓實功越小。假定使碾壓層達到規(guī)定壓實度所需的壓實能量不變，則碾壓速度增大時碾壓遍數(shù)也會隨著增加。并且碾壓速度過快會導致碾壓層表面的平整度降低。因此在正式施工前，應該針對具體碾壓層所用的材料和所用壓實設備，通過鋪筑試驗路段來選擇合理的碾壓速度和碾壓遍數(shù)。

6、集料質(zhì)量

集料的質(zhì)量主要指集料本身的強度、級配以及集料中是否含有有害物質(zhì)。用作路基土方的集料對于強度的要求相對較低，而當集料用作路面墊層或基層時，就應該具有必要的強度。在壓路機碾壓過程中，如果集料本身的強度過低，就很容易被壓碎，從而破壞集料本身的級配。集料的級配對年實度有明顯影響，實踐證明，單一尺寸材料的比表面積相對較小，空隙率較大，材料顆粒間的內(nèi)磨阻力小，材料顆粒相互間處于相對滑動狀態(tài)，因而難于碾壓密實穩(wěn)固。所以，為了提高結(jié)構(gòu)層的強度，減少其孔隙率，增加結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性，對作為筑路的材料，特別是作路面結(jié)構(gòu)層的集料，必須要有良好的級配。因為級配的變化會引起材料中各種粒徑顆粒的變化。級配不好會使集料中的顆粒不能很好地鑲嵌，影響密實性，同時也會引起最大干密度和最佳含水量的改變，影響壓實效果和壓實度的檢測。集料中如果含有易容鹽、有機質(zhì)等有害物質(zhì)，雖然壓實度暫時達到要求，但隨著有害物質(zhì)的化學反應，引起“鹽脹”等病害。

7、下承層的強度

在結(jié)構(gòu)層碾壓的過程中，如果下承層沒有足夠的強度，碾壓層就會很難達規(guī)定得壓實度要求。實踐表明，直接鋪筑在土基上的同一種級配集料，在采用同樣的碾壓設備和碾壓方法進行碾壓時，如果土基的本身的強度越高，碾壓層的檢測壓實度就越大，反之碾壓層的檢測壓實度就越小。這就要求在施工過程中，每個層次都必須碾壓密實。

結(jié)束語：

公路路基的壓實并達到合理的密實度，是公路施工的重要工序，也是達到有關公路施工的國家標準，實現(xiàn)高等級公路使用壽命和服務質(zhì)量的重要保證之一。充分壓實可以發(fā)揮路基土的強度，減少路基在行車荷載作用下產(chǎn)生的永久變形，同時還可以增加路基土的不透水性和強度穩(wěn)定性，增強道路的使用性能和延長道路的使用壽命。