影响路基压实度的原因及其控制方法

薛　锐　罗振亮

摘要：在高等级公路施工中，路基压实度质量的控制至关重要。压实度不达标是造成路面破损，使用状况差，通行能力差，交通事故多的主要原因。虽然造成路面破损的原因很多，如：软土地基处理不当，路面结构层设计不合理，施工质量差等，但其中一条重要的原因就是路基施工中压实度指标达不到要求。所以，只有对路基结构层充分压实，才能保证路基强度、刚度及平整度，保证及延长路基、路面的使用寿命。本文就影响压实的因素进行了详细的分析，并提出了一些控制方法。

关键词：公路 压实度 因素 控制

0 引言

公路路基施工破坏土体的天然状态，致使结构松散，颗粒重新组合。为使公路路基具有足够的强度与稳定性，必须予以压实，以提高其密实程度。所以公路路基的压实工作，是公路路基施工过程中一个重要工序，亦是提高公路路基强度与稳定性的根本技术措施之一。长期以来由于压实因素影响公路施工质量的现象经常发生，如何达到要求的施工压实标准，克服由于压实原因带来的不均匀沉降，是公路工程施工中急待解决的重要问题。因此，在实际施工中，只有了解压实形成的原理，克服影响压实的不利因素，才能保证公路工程施工的压实标准，达到预期的使用目的。

1 影响公路施工压实度的分析

一般来讲影响压实的因素主要有以下几种。

1.1 含水量对压实过程的影响 碾压需要克服土颗粒间的内摩阻力和粘结力，才能使土颗粒产生位移并相互靠近。土的内摩阻力和粘结力是随着密实度而增加的，土的含水量小时，土颗粒间的内摩阻力大，压实到一定程度后，某一压实功不能克服土颗粒间的抗力，压实所得的干密度小。当含水量增加时，水在土颗粒间起润滑作用，使土的内摩阻力减小，因此，同样的压实功可以得到较大的干密度。在这个过程中，单位土体积中空气的体积逐渐减小，而固体体积和水的体积逐渐增加，当土的含水量达到某一限度后，虽然内摩阻力还在减小，但单位土体中空气的体积已压缩到最小限度，而水的体积不断增加，由于水是不可压缩的，因此在同一压实功下，土的干密度反而逐渐减小，土只有在某一含水量下，才能压实到最大干密度，这个含水量称为最佳含水量。

1.2 碾压厚度对压实的影响 压实厚度对压实效果具有明显影响。相同压实条件下(土质、湿度与功能不变)，由实测土层不同深度的密实度或压实度得知，密实度随深度呈递减，表层5cm最高。不同压实工具的有效压实深度有所差异，根据压实工具类型、土质及土基压实的基本要求，路基分层压实的厚度有具体规定数值。通过大量的实践证明，碾压应有适当的厚度，碾压层过厚，非但下层的压实度达不到要求，而且碾压层上层的压实度也要受到不利的影响。同时，碾压的厚度随所用的压路机的类型而变。

1.3 碾压遍数对压实的影响 压实功能对压实效果的影响，是除含水量而外的另一重要因素。压实功能与压实效果曲线表明:同一种土的最佳含水量随功能的增大而减小，最大干容重则随功能的增大而提高;在相同含水量的条件下，功能越高，土基密实度越高。据此规律，工程实践中可以增加压实功能(吨位一定，增加碾压遍数)，以提高路基强度或降低最佳含水量。但必须指出，用增加压实功能的办法提高土基强度的效果有一定限度，功能增加到一定限度以上，效果提高愈为缓慢。

1.4 碾压速度对压实的影响 碾压速度影响碾压轮对单位面积内材料的压实时间。碾压速度低时，单位面积材料的碾压时间比速度高时要多，因而作用在被压材料上的能量也大。实际上，传递到被压材料层内的能量与碾压速度成反比。假定使碾压材料层达到规定密实度所需的压实能量不变，则碾压速度加倍时，碾压次数相应加倍，并且碾压速度过快容易导致路面不平整(形成小波浪)。因此，应针对具体碾压材料层和所用压路机，通过铺筑试验路段选择合适的碾压速度。

1.5 压实机械对压实的影响 压实机械对一定含水量下的路基土和路面材料的压实状态有很大影响。使用轻型压路机只能得到较小的密实度，使用重型压路机可以得到较大的密实度，振动压路机比相同重量的普通钢轮压路机的压实效果好得多。根据土质不同，选择不同的压路机。轻型和中型光面钢轮压路机可用作预压，普通的中型光面钢轮压路机更适宜于压实低粘性土和非粘性土，重型光面钢轮压路机可压实粘性土，振动式压路机适宜压实粘性小的土、砂砾土、砾石料、碎石混合料及各种结合料处治级配等。

1.6 集料级配对压实的影响 集料的级配对碾压所能达到的密实度有明显影响。实践证明，均匀颗粒和砂，单一尺寸的砾石、碎石都难于碾压密实。在级配集料基层或底基层施工中，使所用的集料的级配与室内试验确定标准干容重时所用的集料级配相同是很重要的。在集料发生离析的情况下，添加所缺的料并进行适当的拌和是必要的。施工中，只有严格控制级配，才能确保达到规定的压实状态。

1.7 集料的质量对压实的影响 集料质量是指集料本身的强度或硬度。集料颗粒过软，在压路机碾压过程中易被压碎，从而影响集料自身的级配，影响集料能够达到的密实度和强度。当然，对路面各结构层的石料提出硬度要求，不仅是为了防止在碾压过程中被压碎，还为了提高路面在使用过程中抵抗行车荷载的能力。

1.8 土和路面材料类型对压实的影响 同一定类型的压路机碾压路基和路面结构层时，土或路面材料类型对所能达到的压实度有较大影响。普通钢轮压路机碾压砂和砂砾土易达到较高的压实度，但用这种压路机碾压粘性土，较难达到高的压实度，振动压路机适宜于压实砂和砂砾土，但用它来压实粘性土效果差。

1.9 地基或下承层强度对压实的影响 在填筑路堤时，地基没有足够强度，路基的第一层是难于达到较高压实度的。如果直接在比较湿软的路基上填筑新路堤，路堤的第一层甚至第二层，重型压路机无法进行碾压。如用重型压路机进行碾压，土层就发生“弹簧现象”碾压次数越多，“弹簧现象”越严重。

2 路基压实度控制方法

2.1 路基填土的选择 在路基施工中，如果土质不良，即使松铺厚度适中，碾压合乎规范，仍然很难达到压实度标准。所以，一切路基填土都必须经过试验。

2.2 土的含水量土的最佳含水量是由土的击实试验确定的 含水量的大小直接影响着土的压实度，含水量越大，干密度越小。在施工中，将含水量控制在与最佳含水量相差正负2%的范围内，压实效果比较理想。土的含水量过大，压实度必然小，会造成路基稳定性降低，有时甚至出现弹簧土。含水量过小，难于碾压，压实度也难以达到规范要求。

2.3 碾压过程的控制 由于高等级公路路基压实度高于一般公路，所以对碾压过程的控制就更加严格。一般在碾压过程中采用先轻后重、静后动、外侧后中间的碾压方法。碾压速度控制在1.5~2.5km/h，碾压遍数控制在4~6遍。

通过以上的分析，可以看出，为确保路基压实度达到要求，应从以下几个方面入手。①根据本地气候特点选择合理的施工季节；②因地制宜，在不增加工程投资的情况下采用级配好的填料；③通过对选择的路基填料进行试验，选用最佳含水量；④填料松铺厚度应严格控制；⑤碾压机械、顺序及速度的选择应合理得当。