龍廣堃

[摘 要]壓實(shí)度是檢驗(yàn)路基穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)之一，本文就影響路基壓實(shí)的因素和控制方法進(jìn)行分析和討論。

[關(guān)鍵詞]高速公路 路基 壓實(shí)度 影響因素 控制方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TM473 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）12-0177-01

路基施工會(huì)破壞自然土體的自然形狀，使土質(zhì)結(jié)構(gòu)變得松懈，土顆粒重新組合。為使路基具有足夠的強(qiáng)度，必需予以壓實(shí)，以提高其密實(shí)水平。壓實(shí)的目的在于使土粒重新組合，彼此擠緊，從而使土的單位質(zhì)量提高，最終增加強(qiáng)度，到達(dá)構(gòu)成密實(shí)全體的目的。壓實(shí)度是檢驗(yàn)路基穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)之一，本文就影響高速公路路基壓實(shí)度的因素和控制方法進(jìn)行分析和討論。

一、壓實(shí)度的意義和作用

壓實(shí)使土的強(qiáng)度大大提高，使土基的塑性變形明顯減小，使土的透水性降低，毛細(xì)上升高度減少。壓實(shí)是改善土體工程性質(zhì)的一種經(jīng)濟(jì)合理措施。相同的路基路面材料在不均勻的壓實(shí)作用下可形成不同的物理力學(xué)指標(biāo)，在道路結(jié)構(gòu)工作壽命期間發(fā)生著向不良狀態(tài)發(fā)展的動(dòng)態(tài)變化，易導(dǎo)致各類(lèi)道路病害現(xiàn)象，這反映出道路結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與耐久性受壓實(shí)合理性的控制。在路基頂面以下50cm深度范圍，必須嚴(yán)格進(jìn)行壓實(shí)度控制，其中最小壓實(shí)度控制，是檢驗(yàn)壓實(shí)工作有效性的限度，即要求不均勻的壓實(shí)度，均不能低于最小壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，欲獲得均勻合理的壓實(shí)度必須采用合適的壓實(shí)含水量及科學(xué)的拌和方法，碾壓方法等。

二、影響高速公路壓實(shí)度的因素

1、含水量對(duì)壓實(shí)度的影響

壓實(shí)的機(jī)理是通過(guò)錘擊或碾壓克服土顆粒間的內(nèi)摩擦力和黏結(jié)力，使土顆粒產(chǎn)生位移并互相靠近。土的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力是隨著密實(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)力不能克服土顆粒間的抗力，壓實(shí)所得的干密度小。當(dāng)含水量增加時(shí)，水在土顆粒間起潤(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，單位土體積中空氣的體積逐漸減小，而固體體積和水的體積逐漸增加，當(dāng)土的含水量達(dá)到某一限度后，雖然內(nèi)摩阻力還在減小，但單位土體中空氣的體積已壓縮到最小限度，而水的體積不斷增加，由于水是不可壓縮的，因此在同一壓實(shí)功下，土的干密度反而逐漸減小，土只有在某一含水量下，才能壓實(shí)到最大干密度，這個(gè)含水量稱(chēng)為最佳含水量。因此，在現(xiàn)場(chǎng)施工中，細(xì)粒土以及天然沙礫土、級(jí)配碎石、石灰穩(wěn)定土和水泥穩(wěn)定土等多種路基材料都有在一定的含水量條件下才能壓實(shí)到最大的干密度。若含水量小，要想達(dá)到較大的干密度非常困難；若含水量過(guò)大，不但不能得到較大的干密度，而且還會(huì)出現(xiàn)“彈簧現(xiàn)象”。

2、土類(lèi)對(duì)壓實(shí)度的影響

在同一壓實(shí)功能作用下，含粗粒越多的土，其最大干密度越大，而最佳含水量越小。

不同摻量穩(wěn)定土的對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果表明：外摻料所含比例的變化，對(duì)穩(wěn)定土的物理力學(xué)性能有很大的影響。施工中可用單位面積定量上應(yīng)當(dāng)足以保證大致均勻，特別是利用拖拉機(jī)牽引鏵犁多次翻拌，穩(wěn)定土拌和機(jī)拌和時(shí)，其強(qiáng)制破碎拌和作用及大面積連續(xù)作業(yè)，可使均勻度達(dá)到很高水平。實(shí)際施工中采用計(jì)算單位面積上所用外摻劑質(zhì)量或體積，按所計(jì)算數(shù)量布料的方法進(jìn)行控制。廠辦法施工穩(wěn)定土的均勻度能得到較好保證，路拌法施工雖然強(qiáng)制破碎拌和作用以大面積連續(xù)作業(yè)可使均勻度達(dá)到很高水平，但人為影響較大。一般存在兩種可能，拌和深度淺，土料在穩(wěn)定土中含量過(guò)高；拌和深度過(guò)大，使應(yīng)有的素土層之外的土料摻入而降低了外摻劑劑量。但前者危害性大，因?yàn)樗赝翃A層完全不具有穩(wěn)定土的水穩(wěn)性，并形成結(jié)層中的一個(gè)弱薄層。控制犁拌深度時(shí)必須遵循“寧深勿淺”原則，并控制外摻劑劑量。

3、壓實(shí)功能對(duì)壓實(shí)度的影響

同一類(lèi)土，其最佳含水量隨壓實(shí)功能的加大而減小，而最大干密度則隨壓實(shí)功能的加大而增大。當(dāng)土偏干時(shí)，增加壓實(shí)功能對(duì)提高干密度的影響較大，偏濕時(shí)則收效甚微。故對(duì)偏濕的土企圖通過(guò)加大壓實(shí)功能的辦法來(lái)提高土的密實(shí)度是不經(jīng)濟(jì)的，若土的含水量過(guò)大，此時(shí)增大壓實(shí)功能就會(huì)出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。另外，當(dāng)壓實(shí)功能加大到一定程度后，對(duì)最佳含水量的減少和最大干密度的提高都不明顯，這就是說(shuō)單純用增大壓實(shí)功能來(lái)提高土的密度未必合算，壓實(shí)功能過(guò)大還會(huì)破壞土體結(jié)構(gòu)，效果適得其反。

4、碾壓厚度對(duì)壓實(shí)度的影響

壓實(shí)厚度對(duì)壓實(shí)效果具有明顯影響。相同壓實(shí)條件下（土質(zhì)、濕度與功能不變），由實(shí)測(cè)土層不同深度的密實(shí)度或壓實(shí)度得知，密實(shí)度隨深度呈遞減，表層35cm最高。不同壓實(shí)工具的有效壓實(shí)深度有所差異，根據(jù)壓實(shí)工具類(lèi)型、土質(zhì)及土基壓實(shí)的基本要求，路基分層壓實(shí)的厚度有具體規(guī)定數(shù)值。通過(guò)大量的實(shí)踐證明，碾壓應(yīng)有適當(dāng)?shù)暮穸?，碾壓層過(guò)厚，非但下層的壓實(shí)度達(dá)不到要求，而且碾壓層上層的壓實(shí)度也要受到不利的影響。同時(shí)，碾壓的厚度隨所用的壓路機(jī)的類(lèi)型而變。

5、集料級(jí)配對(duì)壓實(shí)的影響

集料的級(jí)配對(duì)碾壓所能達(dá)到的密實(shí)度有明顯影響。實(shí)踐證明，均勻顆粒和砂，單一尺寸的礫石、碎石都難于碾壓密實(shí)。在級(jí)配集料基層或底基層施工中，使所用的集料的級(jí)配與室內(nèi)試驗(yàn)確定標(biāo)準(zhǔn)干容重時(shí)所用的集料級(jí)配相同是很重要的。在集料發(fā)生離析的情況下，添加所缺的料并進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌韬褪潜匾?。施工中，只有?yán)格控制級(jí)配，才能確保達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)狀態(tài)。

三、高速公路路基壓實(shí)質(zhì)量控制方法

1、路基填土的選擇

在路基施工中，如果土質(zhì)不良，即使松鋪厚度適中，碾壓合乎規(guī)范，仍然很難達(dá)到壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。所以，一切路基填土都必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)。路基施工破壞土體的天然狀態(tài)，致使結(jié)構(gòu)松散，顆粒重新組合。為使路基土有足夠的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，必須予以人工壓實(shí)，以提高其密實(shí)程度。影響路基壓實(shí)效果的因素有內(nèi)因和外因兩方面。內(nèi)因指土質(zhì)和濕度，外因指壓實(shí)功能（如機(jī)械性能，壓實(shí)時(shí)間與速度，土層厚度）及壓實(shí)時(shí)的外界自然和人為的因素。土質(zhì)對(duì)壓實(shí)效果的影響很大，砂性土的壓實(shí)效果優(yōu)于粘性土，因此施工中要選好土質(zhì)。

2、土的含水量控制

土在最佳含水量時(shí)進(jìn)行壓實(shí)才能達(dá)到最大密實(shí)度，因此，在路基填土壓實(shí)過(guò)程中，必須隨時(shí)控制土的含水量，當(dāng)含水量過(guò)大時(shí)，應(yīng)晾曬風(fēng)干至最佳含水量再碾壓。施工過(guò)程應(yīng)連續(xù)作業(yè)，減少雨淋、暴曬，防止土壤中的含水量發(fā)生大的變化。

3、合理選用壓實(shí)機(jī)具

土層填土厚度以不超過(guò)30cm為宜，分層鋪筑壓實(shí)。施工中盡可能采用重型壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行施工，對(duì)于同一類(lèi)土來(lái)說(shuō)，采用輕型壓實(shí)所得出的最大干密度較采用重型壓實(shí)得到的最大干密度小，而最佳含水量又較采用重型壓實(shí)的大，現(xiàn)行普遍采用的重型壓實(shí)所相匹配的壓實(shí)機(jī)械如50T震動(dòng)壓路機(jī)，每層壓實(shí)厚度不超過(guò)30cm，而采用噸位更大的壓實(shí)機(jī)械時(shí)，它的壓實(shí)功可以增加，而其所能達(dá)到的壓實(shí)度可以進(jìn)一步提高，同時(shí)由于壓實(shí)力的增加，施工時(shí)土的含水量又可以降低。由于土基密實(shí)度的提高、含水量降低從而可以提高路基的回彈模量。

4、碾壓過(guò)程的控制

由于高等級(jí)公路路基壓實(shí)度高于一般公路，所以對(duì)碾壓過(guò)程的控制就更加嚴(yán)格。一般在碾壓過(guò)程中采用先輕后重、先靜后動(dòng)、先外側(cè)后中間的碾壓方法。碾壓速度控制在1.5-2.5km/h，碾壓遍數(shù)控制在4-6遍。

壓實(shí)工作組織應(yīng)根據(jù)壓實(shí)原理，以盡可能小的壓實(shí)功能獲得良好的壓實(shí)效果為目的。壓實(shí)工作必須很好的組織，并應(yīng)注意以下要點(diǎn)：（1）填土層在壓實(shí)前應(yīng)先整平，可自路中線向路堤兩邊作2%-4%的橫坡；（2）壓實(shí)機(jī)具應(yīng)先輕后重，以適應(yīng)逐漸增長(zhǎng)的土基強(qiáng)度；（3）碾壓速度應(yīng)先慢后快，以免松土被機(jī)械推走；（4）壓實(shí)機(jī)具的工作路線，應(yīng)先兩側(cè)后中間，以便形成路拱，再?gòu)闹虚g向兩邊順次碾壓。在彎道部分設(shè)有超高時(shí)，由低的一側(cè)向高的一側(cè)邊緣碾壓以便形成單向路拱橫坡，前后兩次輪跡（或夯擊）須重疊15-20cm。壓實(shí)時(shí)特別注意均勻，否則可能引起不均勻沉陷。（5）在碾壓過(guò)程中經(jīng)常檢查土的含水量，并視需要采取相應(yīng)措施。

四、結(jié)束語(yǔ)

公路路基的壓實(shí)并達(dá)到合理的密實(shí)度，是公路施工的重要工序，壓實(shí)度檢測(cè)的真實(shí)性能客觀的反映出路基壓實(shí)的情況，也是達(dá)到有關(guān)公路施工的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)高速公路使用壽命和服務(wù)質(zhì)量的重要保證之一。充分壓實(shí)可以發(fā)揮路基土的強(qiáng)度，減少路基在行車(chē)荷載作用下產(chǎn)生的永久變形，同時(shí)還可以增加路基土的不透水性和強(qiáng)度穩(wěn)定性，增強(qiáng)道路的使用性能和延長(zhǎng)道路的使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1] 路基壓實(shí)度的控制措施[J].單壯.綠色環(huán)保建材.2017（04）.

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