路基工程连续压实控制

姜维海

摘 要：针对自密实混凝土三个关键技术性质（流动性、间隙通过性、抗离析性），通过在汉孝城际铁路项目的长期反复试拌及现场试验段的试验结果，本着理论和实际相结合的态度，提出自密实混凝土在CRTSⅢ三型板式无砟轨道充填层施工过程中的质量控制要点及注意事项，以便更好地为铁路工程质量服务。

关键词：高速铁路 路基 压实度 连续压实控制

路基作为客运专线的主要基础设计，一些设计观念有重桥轻路的偏向。但是若处理不好路与桥的连接问题，列车在高速运行时，产生巨大的冲击力，很容易使桥头与路基出现沉降差，产生安全隐患。所以现代的高速铁路路基应该提出高的质量要求，提升路基的优势。

为确保列车高速安全运行，对路基工程施工质量提出了更高的要求，特别是采用无碴轨道结构时，对路基工后的控制沉降更加严格，如何使路基工后沉降满足铺设无碴轨道的要求是亟待解决的关键技术问题，科学合理的监测方法是重要的措施。确保路基的建设。

1土壤压实度物理过程

土壤是由固态，液态和气态组成的多个三相体。水和气体填充土壤中的空隙。在压实过程中，通过压实机械地面运动和滚动，土壤颗粒几乎不会被减少，但是土壤中的组分被重新排列和组合，并且固体颗粒被迫彼此压实，从而迫使一些水和气体被排出。体积土壤密度增加以实现压实。

2土壤压实的施力方法

通过压实机施加到土壤的能量的量使得压实效果非常不同。通过压实机械在土壤上施加力的方法可以简化为四个原则。

1）静压式静压可以迫使土壤颗粒彼此接近，从而增加紧凑性。然而，该力可以影响的深度是有限的，因为随着压实过程的进行，土壤的表面层变硬，并且土壤的内部摩擦阻力使得该静态力不能更深地穿透。

2）冲击式压路机采用自由落体原理产生冲击并对土壤产生压力波。压力波动冲击导致土壤颗粒移动，内部摩擦阻力减小，從而迫使它们沿位置能量的方向流动，以实现压实过程。

3）振动力这是由连续的高频冲击载荷产生的力。该振动载荷使得土壤颗粒处于高频振动状态，并且几乎消除了颗粒之间的摩擦。在这种状态下，小颗粒填充到大颗粒材料的孔中，并且材料处于体积尽可能小的状态，并且压实程度增加。振动压实的特点是表面应力不大，加工时间短，加载频率大。

4）揉搓力使用轮胎压路机压实时，揉搓力能使轮胎触及区域的土壤中一个封闭空间内相互揉搓，从而使材料得以均匀地压实。

3影响土壤压实的主要因素

大量的实验室和现场压实实验可以证明影响土壤材料致密性的主要因素是材料性质，含水量，压实功，机械应用能力和应用方法。

1）材料特性的影响。不同类型的土壤，其压实性能有有较大差别。粗粒料易于压实，而且有足够的稳定性。粉砂的水稳性较差，故其压实性能差些。最难与压实的是勃土，它有很高的薪聚性和不透水性。含有大量的有机物的腐殖土，无法压实，不宜作为建筑材料使用。

集料的级配对碾压后所能达到的密室度有着明显的影响。为了提高工程结构基础和路面结构层的强度和减少空隙率，增加其中使用过程中的稳定性，则要求材料具有较好的级配。特别是对作基础层的集料，常规定由严格的级配范围。

2）含水量对压实性过程的影响。通过相同的压实方法压实不同含水量的相同土壤，可以获得不同的压实效果。当土壤含水量较小时，土壤颗粒之间的内部摩擦阻力较大。当压实到一定距离时，二次压实工作不能继续克服土壤的抗变形性，并且通过压实获得的致密性也受到限制。

3）压实能量及施力方法对压实度的影响。对于土壤或路面材料，最佳含水量和最大干密度不固定。实验证明，标准压实的最佳含水量非常接近土壤的塑性极限。当使用重型压实实验时，将获得低于塑性极限的最佳含水量。

4影响振动压实的主要因素

（1）压路机的振动频率。振动压路机振动轮振动频率与振动轮及被压实土壤的振动系统有关，应针对不同的压实土壤和使用工况，选定振动轮频率。随着振动压实的进行，土壤的力学参数刚度和阻尼发生变化，土壤密实度增加，阻尼减少，振动轮与土壤系统的固有频率发生变化，处于压实状态的土壤变得密实而有弹性。

（2）压路机的碾压速度。碾压速度对土壤铺层的压实效果有着显著的影响，在铺层厚度一定时，压路机传给土壤填方内的能量E与碾压遍数n和碾压速度v比成正比，即

较低的碾压速度，能使铺层材料在压实作用下有足够的时间产生不可逆变形，更好地改变被压实材料的结构。

（3）压路机的碾压振动方向。由于施工技术规范未作出规定，同时，大部分工作人员认为碾压振动方向与路基的质量关系不是很大，很少注意这些方面的问题，使得对振动方向的选定较为随意。然而，压路机的碾压振动方向对路基的压实质量有较大的影响。对碎石和砂料进行了同向与反向的压实试验，得出，压实初期，同向碾压的效果要比反向好，但是达到一定遍数时，表面沉降量很小时，如果继续碾压，则同向碾压己无效果，而反向碾压效果仍较为明显。

5连续压实控制原理

振动压路机在碾压较松软的弹性路基面时，振动加速度信号呈有规律的正波状态，随着碾压遍数的增多，路基的密实度、承载力等指标也相应提高，路面逐渐坚硬，压路机振动轮加速度发生畸变，产生高次谐波。

结 论

高速铁路是未来交通事业发展的重要方向，为了保证高速铁路安全、顺利、高效的运营，控制好路基填筑质量对工程建设质量起到了至关重要的作用。在上述研究中可知，振动压路机在压实过程中，路基压实度与振动轮的激振信号存在一定的关系，证明连续压实技术的合理性。

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