土石混填路基现场压实试验研究

张晓锋 周应新,2 钱 坤 陈 武 吴尚峰 曾维成

(1.云南武易高速公路建设指挥部，云南 昆明 650300； 2.云南省公路开发投资有限责任公司，云南 昆明 650200)



土石混填路基现场压实试验研究

张晓锋1周应新1,2钱 坤1陈 武1吴尚峰1曾维成1

(1.云南武易高速公路建设指挥部，云南 昆明 650300； 2.云南省公路开发投资有限责任公司，云南 昆明 650200)

基于压实度检测在某高速公路检验路基质量标准的应用实践，通过现场填筑试验，探讨了土石混填路基的压实机制，分析了颗粒级配、振动方式、碾压遍数等不同施工工艺参数及不同参数的组合对压实效果的影响，结果表明，随着碾压遍数的增大，压实度呈现先增大后平稳的变化趋势；先2遍静压再6遍高频率振动碾压，并采用中等速度碾压，可以达到最佳压实效果。

土石混填，路基，压实度，施工工艺

0 引言

随着我国高速公路建设的快速发展，土石混填料被广泛应用，该填料以取料方便、抗剪强度高、压缩性小、承载力高等优点成为了西部地区主要的填筑形式[1]。压实度是衡量路基填筑质量的一个重要指标,长期工程实践形成了灌砂法、波动法等多种检测手段[2]。从分层填铺时的摊铺厚度、碾压机械选择[3]、碾压次数[4]、含水量变化等方面分析其对路基整体的压实度的影响[5]，具有重要的工程意义。

本文以云南省某高速公路为工程依托，开展土石混填路基现场碾压试验研究。拟详细探讨土石混填路基颗粒级配、含水率、铺土厚度以及碾压遍数等因素对压实效果的影响，提出土石混填路基压实质量现场实用控制指标与压实质量评定方法。通过对颗粒破碎率的分析探究路基现场压实的理论依据，为土石混填路堤在公路上的应用提供参考。

1 试验方案

试验所用填料由施工现场附近取土厂开挖获得，土料紫红色，最大粒径控制为100 mm，试验设计方案如下：

1)采用现场土石料，在实际使用土料的含石量、含水量、松铺厚度、最大粒径的条件下，分别采用全静力碾压、全高频率振动力碾压、全低频率振动力碾压，改变碾压次数，依次取碾压次数为2次、4次、6次、8次、10次、12次后，分别测定碾压后路堤填料的压实度、含水量、颗粒筛分3个参数变化。

2)采用现场土石料，在实际使用土料的含石量、含水量、最大粒径的条件下，分别改变压路机速度、路基松铺厚度和洒水次数，碾压完成后测定路堤填料的压实度、含水量、颗粒筛分3个参数,如表1所示。

表1 试验参数选取范围

2 试验结果分析

2.1 不同碾压方式对压实度的影响

如图1所示，3种碾压方式均出现了随碾压遍数增大压实度逐渐提高又平缓的趋势。其中全静压碾压方式的变化幅度最小，说明静压对改变路基填料颗粒排列方式、压缩路基填料间孔隙的作用最小。高频振动方式与低频振动方式在碾压遍数为2遍～6遍过程中，随着碾压遍数增大，压实度逐渐增大，且两者变化幅度相似，高频振动碾压方式压实度均大于低频振动碾压方式，最大压实度达到了100%。碾压遍数为2遍时，全静压碾压方式的路基压实度要大于另外两种碾压方式，达到了90.8%。这说明在碾压初期，静压作用可使松铺的路基填料变平整，粗细颗粒间可有效填充，其效果明显要大于振动碾压，随着碾压遍数的增大，施加振动力可使路基颗粒间的孔隙减小，甚至将大颗粒填料碾碎成小颗粒进行更好填充，从而达到更大的压实度。

静压碾压方式只有在碾压方式为2遍时，压实度比振动碾压方式大。振动碾压方式压实度的最大值出现在碾压遍数为6遍时，但在碾压遍数为4时的压实度也达到了路基设计的要求，并且高频振动碾压比低频振动碾压的效果好。

如表2所示，碾压方式选取2遍静压+4遍高频振动碾压+1遍静压和2遍静压+6遍高频振动碾压+1遍静压，路基填料颗粒级配与松铺厚度均与之前试验一致。两种碾压组合方式的压实度相差不大，且均满足路基压实要求。组合的压实效果与分别碾压的效果相似，并且可以减少经济成本，节约工程时间。因此，对于土石混填路基采用先静压2遍，然后高频振动碾压4遍～6遍，最后静压1遍的碾压方式，可以获得更好的压实效果。

表2 不同碾压方式组合的压实度变化

2.2 不同压路机速度对压实度的影响

合适的碾压速度对路基的压实质量及工程的经济性都有一定的影响，本试验采用的型号为CLG6126压路机有3种形式速度，分别为：2.6 km/h,5.3 km/h和10.9 km/h。但是压路机本身的工作速度要求是0～5.3 km/h，因此进行路基碾压工作可供选择的速度为低速2.6 km/h和中速5.3 km/h。本次试验的碾压方式采用2静+4动+1静，变量为压路机速度，试验结果如表3所示。压路机速度为中速时比低速时的压实度大3.59%。中速时的压实度更大，说明压路机采用中速碾压时填料颗粒间可以更好的填充，速度越大，对填料施加的力越大，颗粒可以更好运动，达到更好的压实效果，因此可以选取压路机为中速的速度。

表3 不同压路机速度的压实度变化

3 结语

1)随着碾压遍数的增大，路基压实度逐渐增大，在碾压遍数为6遍后出现平稳的变化趋势。其中在碾压遍数为2遍时，静压的压实效果最好，碾压遍数为6遍时，高频振动碾压方式的压实度最大。

2)压路机速度在中速时的压实度要大于低速,选取压路机为中速的速度可以达到最佳压实效果。

[1] 高春玉.土石混合料路用性能的实验研究[D].成都：四川大学硕士学位论文，2004.

[2] 刘长发,赵明阶,张 华.土石路基压实度可靠性分析与评价[J].水利与建筑工程学报,2011,9(5)：54-59.

[3] 赵炼恒,罗 恒,李 亮.冲击压实技术在高速公路高填方路基中的应用研究[J].岩石力学与工程学报，2006，25(S2)：4191-4197.

[4] 秦尚林，陈善雄，宋焕宇．巨粒土高填路堤现场填筑试验研究[J]．岩石力学与工程学报，2008，27(10)：2011-2017．

[5] 孙 逊，李志清.土石混填路基现场压实试验及其固结机理研究[J].工程地质学报，2016,25(1):15-20.

Study on the field compaction test of embankment filled with soil-rock mixtures

Zhang Xiaofeng1Zhou Yingxin1,2Qian Kun1Chen Wu1Wu Shangfeng1Zeng Weicheng1

(1.Yunnan Wuyi Expressway Construction Headquarters, Kunming 650300, China; 2.Yunnan Highway Development & Investment Co., Ltd, Kunming 650200, China)

This paper illustrates a case study that detects roadbed quality of a highway embankment through its degree of compaction method. Based on field filling test, the authors discussed the compaction mechanism of embankment filled with soil-rock mixtures, and the influence of different construction parameters(grain composition, mode of vibration and times of rolling) and their different combinations to compaction effect. The results indicate that as compactions times increasing, the degree of compaction increases at first and then stabilizes gradually. It will be a better degree of compaction for the roadbed by carrying out static pressure twice, high frequency vibration six times, sprinkling two or three times. It will achieve the best effect of compaction by using medium speed rolling.

soil-rock mixtures, embankment, compaction degree, construction technology

1009-6825(2017)12-0118-02

2017-02-16

张晓锋(1972- )，男，高级工程师

U416.1

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