路基施工中影响压实度的因素及控制方法

郭 斌

大连铭悦隆路桥工程有限公司

路基施工中影响压实度的因素及控制方法

郭 斌

大连铭悦隆路桥工程有限公司

在公路修建过程中，土是路基工程填筑最常用的材料，它造价低廉，施工工艺简单。路基压实情况经常影响公路施工质量，如何达到施工压实标准，克服由于压实原因带来的路基不均匀沉降，是公路工程施工中急待解决的重要问题。路基压实度是保证路面质量的基础，它承受着本身岩土自重和路面重量以及由路面传递下来的车荷载。 压实度是路基路面施工质量的关键指标之一， 最佳含水量的控制是保证路基压实度的关键，压实在最佳含水量+2%时进行压实最为合适。碾压层厚度必须与所用压实机械的功能相适应， 施工前应该针对具体碾压层所用的材料和所用压实设备，通过铺筑试验路段来选择合理的碾压速度和碾压遍数，从而提高压实度保证工程质量。本文就影响路基压实的因素和控制方法进行分析和讨论。

压实度；影响因素；控制

1、含水量

含水量是土的—项基本物理指标，反映土的物理状态，含水量的变化会使土的很多力学性质随之而改变。最佳含水量的控制是保证路基压实度的关键。最佳含水量是土的干密度、孔隙率等指标的计算依据。因此在路基施工过程中，在确定取土料场以后，首先要做的就是确定土的最佳含水量。确定最佳含水量的目的是用来指导施工，对高于最佳含水量的填土必须进行晾晒，对低于最佳含水量的土要进行洒水。在取水困难的地区施工时，可采取增加压实功的方法来提高路基的压实度。

试验表明，同一种土的最佳含水量随压实功的增加而减小，压实度则随压实功的增加而增大。但在实际施工中采用此方法时一定要注意：增加压实功时，压强如果超过土的极限强度，就会引起土基的塑性破坏。因此，在实际的施工中，建议采用最佳含水量来控制。在压实的过程中，压实功需要克服土颗粒间的粒结力和内摩阻力，才能使土颗粒互相靠近镶嵌而被压实。土的粒结力和内摩阻力是随土的密实度的增大而增加的。在土的含水量较小的时候，少量的水无法起到润滑作用而使土颗粒间的内摩阻力大，碾压到一定程度时，压实功就无法再克服土颗粒间内摩阻力，土颗粒间的空隙无法继续变小，压实后达不到规定的压实度要求；当土中的含水量逐步增大至最佳含水量时，水在土颗粒之间所起的润滑作用增强，减小了土颗粒间的内摩阻力和粘结力，在压实功的作用下，土颗粒间容易产生位移而相互靠近而镶嵌，压实所得的压密度较大。在土的初始含水量超过最佳含水量一定值时，压实功使单位土体积内的空气体积逐渐减小，而固体体积中水的相对体积逐渐增大。当土中水的相对体积继续增大到超过一定限度后，会出现翻浆现象。

根据土工击实试验从下图中可以看出当击实功一定时土的含水量比最佳含水量增大或减小其干密度将降低，特别是在含水量超过+2%时干密度下降更明显，这就表明压实在最佳含水量+2%时进行压实最为合适，此时的压实效果最好，压实度最高。

2、平整度对压实密度的影响。

规范中路基土分层填筑时未对平整度作规定，长期的施工经验告诉我们，压路机在平整的路面上行驶时，对每一处的压实功能都是相等的，碾压完成后各点的压实度比较均匀，统计曲线离散程度小。平整度差的路基在碾压时，压路机对路基土产生向下的冲击力，由于力的分布不匀，碾压完毕后各点得到的压实功各不相同，压实度也不均匀，可能出现某一段落、某一区域的压实度达不到要求，还必须增加检测频率，划分出不合格区域，重新碾压。

平整度的控制。 路基施工中，用推土机和平地机结合人工在直线段每20m一个断面，曲线段每10m一个断面来控制标高，严格按要求达到规定的平整度。

3、压实机械和压实厚度

在填筑材料处于或略高于最佳含水量时，碾压层厚度必须与所用压实机械的功能相适应。当材料分层较厚时，低功能压路机的能量不能达到分层底部，经压实的只是在分层表面结成层硬壳，而分层深部密实程度则达不到压实度的要求，留下个松散的层次，造成质量隐患。不同压路机的分层碾压厚度必须通过施工现场的碾压试验和分层测定压实度来确定。施工经验表明，在施工设备等满足条件的情况下，最经济的松铺厚度为30cm。

在确定了材料最大松铺厚度以后，很多人都认为碾压层的松铺厚度越小，碾压层最终所得压实度越高，但实践证明这种想法是不正确的。碾压层厚度较小时，路基的整体性则更差，即相邻碾压层间的结合能力差。特别是在路基填筑至路床顶面最后一层时，如果碾压层过薄，则路基整体与路商结构层的连接就会很差。另外，如果压实厚度太小，压实功会过度传递到下承层，破坏下承层的整体性，导致下承层强度降低。因此，最小松铺厚度也应该进行严格控制。实践证明，松铺厚度最小不要低于12cm，即压实厚度不能低于8cm。

4、压实度检测

压实度检测路基压实度的检测方法较多，最常采用的有灌砂法、灌水(水袋) 法、核子密度仪测定方法、环刀法等。一般采用是灌砂法，该方法工作量大，做实验所需时间较长，但实验数据较直接、真实、精度高， 为现在砾类土检测压实度最常用的方法。第二种方法是环刀法，该方法操作简单、数据准确，深受质检部门和施工单位的欢迎。但环刀法对于砾类土不适于做为检测方法，第三种方法是核子密度仪测定方法。 该方法可测定填表土的密度、含水率。有使用方便、快速的优点，但由于其精确度不高，不宜作仲裁试验及验收的依据。不管采用上述何种方法，均应严格遵守试验规程，使检测出的任何一组数据真实可靠。

5、碾压速度和碾压遍数

碾压速度影响碾压轮对单位面积所作的压实功，因为振动压路机的振动频率是一定的。在碾压遍数相同的情况下，当压路机行驶速度越低时，碾压轮夯砸点的间距越小，碾压轮对单位面积所作的压实功较多。当压路机行驶速度越高时，碾压轮夯砸点的间距越大，单位面积上接收的压实功越小。假定使碾压层达到规定压实度所需的压实能量不变，则碾压速度增大时碾压遍数也会随着增加。并且碾压速度过快会导致碾压层表面的平整度降低。因此在正式施工前，应该针对具体碾压层所用的材料和所用压实设备，通过铺筑试验路段来选择合理的碾压速度和碾压遍数。

6、集料质量

集料的质量主要指集料本身的强度、级配以及集料中是否含有有害物质。用作路基土方的集料对于强度的要求相对较低，而当集料用作路面垫层或基层时，就应该具有必要的强度。在压路机碾压过程中，如果集料本身的强度过低，就很容易被压碎，从而破坏集料本身的级配。集料的级配对年实度有明显影响，实践证明，单一尺寸材料的比表面积相对较小，空隙率较大，材料颗粒间的内磨阻力小，材料颗粒相互间处于相对滑动状态，因而难于碾压密实稳固。所以，为了提高结构层的强度，减少其孔隙率，增加结构层的稳定性，对作为筑路的材料，特别是作路面结构层的集料，必须要有良好的级配。因为级配的变化会引起材料中各种粒径颗粒的变化。级配不好会使集料中的颗粒不能很好地镶嵌，影响密实性，同时也会引起最大干密度和最佳含水量的改变，影响压实效果和压实度的检测。集料中如果含有易容盐、有机质等有害物质，虽然压实度暂时达到要求，但随着有害物质的化学反应，引起“盐胀”等病害。

7、下承层的强度

在结构层碾压的过程中，如果下承层没有足够的强度，碾压层就会很难达规定得压实度要求。实践表明，直接铺筑在土基上的同一种级配集料，在采用同样的碾压设备和碾压方法进行碾压时，如果土基的本身的强度越高，碾压层的检测压实度就越大，反之碾压层的检测压实度就越小。这就要求在施工过程中，每个层次都必须碾压密实。

结束语：

公路路基的压实并达到合理的密实度，是公路施工的重要工序，也是达到有关公路施工的国家标准，实现高等级公路使用寿命和服务质量的重要保证之一。充分压实可以发挥路基土的强度，减少路基在行车荷载作用下产生的永久变形，同时还可以增加路基土的不透水性和强度稳定性，增强道路的使用性能和延长道路的使用寿命。