高速公路路基压实效果影响因素分析

魏承志

（内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010051）

在高速公路建设过程中，路基的压实质量对公路整体施工质量会产生很大的影响。由于路基压实质量不合格，很多道路通车后出现开裂、沉陷、坑槽等病害，使高速公路过早出现早期病害，严重降低行车质量，影响行车安全。路基压实过程中会受到土质、含水量、压实功能、压实厚度和施工温度等因素的影响，分析这些因素对路基压实质量的影响，有针对性地提出质量控制措施，对提高路基压实质量，延长公路使用寿命具有十分重要的意义。

1 高速公路路基强度组成分析

路基土是由固相、液相和气相组成的，在路基压实过程中，路基内部多余的水分和气体被排出，压实度不断提高。路基的承载压力自上而下逐渐减小，因此路基填料的强度自下而上不断提高。规范中对路基不同高度位置的填料强度和压实标准做了规定，以确定路基的压实质量的检验标准。另外，为了保证路基的压实质量，会选用不同型号的压路机对路基土进行碾压，以达到规定的压实标准。

雨季施工时，被雨水浸泡的填料不能用作路基填筑。所有路基填料必须经施工技术人员检验合格后方可选用，对上路堤、下路堤、下路床，上路床不同位置的路基应选用不同的填料。另外，不容许将CBR 值较大的填在CBR 值较小的土层下面，也不容许将CBR 值较小的土填在路基顶面。对路基填料的含水量和压实度检测时，不仅要对规定范围进行检测，还要对路基施工的薄弱部位进行重点抽样检测，以保证路基整体压实质量满足要求。路基碾压施工中应做好压实机械的组合，合理选配施工机具的型号和数量。振动压路机可以有效提高路基的压实度，而轮胎压路机可以自动调节轮胎的高度和压力，使路基填料的压实度达到均匀一致。

2 高速公路路基压实度的影响因素分析

2.1 土质的影响

路基填料的土质对压实效果影响较大，不同土质的填料最大干密度和最佳含水量不同，填料的液限、粘性越高，最佳含水量越高，最大干密度越低。砂土颗粒较大，松散不易成型，含水量对砂土影响较小，但含水量过低的砂土压实困难。相较而言，亚砂土和亚粘土的压实性能较好，粘性土的压实性能较差。施工中应取样对不同类型的土质进行检测分析，通过标准击实试验确定填料的最大干密度和最佳含水量，作为控制土体压实质量的基本依据。

2.2 填料中含水量的影响

在路基压实过程中，填料的含水量对压实质量影响很大。路基填料碾压过程中压实功要克服土壤颗粒之间的内摩擦力和粘结力，才能使土壤颗粒相互嵌紧，提高密实度。填料内部土壤颗粒之间的内摩擦力和粘结力随压实度的升高而增加，土的含水量小会增加内摩擦力，造成压实功无法克服土的抗力，压实后土体的干密度变小。但含水量增加时，水的润滑作用令土壤颗粒之间的内摩擦力降低，因此可以得到较大的干密度。然而，当含水量超过一定值后，土体压实后的干密度会不断降低，这个限制就是最佳干密度。土体的干密度与含水量呈现一定关系，最佳含水量状态下的土体压实后得到最大干密度。因此，路基填料的含水量应控制在最佳含水量附近，高温季节施工可略高于最佳含水量。

2.3 路基压实功能的影响

压实功能主要是指压实机具的重量、碾压遍数、锤落高度及作用时间等，是除含水量以外影响压实效率的另一个重要因素。同一种类型的填料，随着压实功能的增加，其最佳含水量不断降低，最大干密度不断提高。当填料的含水量不变时，压实功能越大，干密度越大，压实度越高。结合这一特性，当土体内部含水量低于最佳含水量，且加水调整含水量较困难时，可通过提高压实功能的办法提高密实度。如果路基填料含水量过高，增加压实功能可能会出现弹簧现象，降低压实效果，必须晾晒后重新压实。当压实功能增加到一定值时，土体密实度的增加程度很小，如果强行采用增加压实功能的方式增加压实度将会影响施工的经济性，使施工成本增加。如果不能达到规定密实度的要求，就应该考虑更换路基填料来解决这类问题。

2.4 路基压实厚度的影响

在填料的土质、含水量和压实功能相同的情况下，随着压实厚度的增加，填料压实后的密实度不断下降。路基压实采用分层填筑，分层压实的方式，为了保证整个填层的压实度满足要求，必须合理确定填层厚度。通常采用铺筑试验路段，分别确定不同填料的最佳填筑厚度。按照以往的施工经验，采用人工夯实的土层厚度不得超过20cm，采用12～15t 光轮压路机碾压的路基填层厚度不宜超过25cm，25t 振动压路机不超过30cm。为了提高施工速度，缩短工期，近些年大吨位压路机被应用到公路路基施工中，松铺厚度可以达到50cm。然而，在高速公路路基施工过程中，很多施工单位为了降低施工成本，提高施工速度，人为增加填层厚度，造成路基填筑压实度不足。

2.5 施工温度的影响

路基施工过程中，施工温度也是影响压实效果的重要影响因素之一。在进行路基压实施工中，应合理选择施工温度。温度过高或过低都会影响路基的压实质量，温度过高容易使路基内部的水分过快散失，造成土体松散，影响压实质量。温度过低，土体中的水结成冰，产生冻胀，气温回升会造成路基沉降。

2.6 压实机械的选配

合理选配压实机械，可明显提高路基压实质量。压实机械的型号会影响路基填料的密实度，重型压路机可以得到较高的压实度。振动压路机比静力式压路机影响深度更大，压实效果更好。应根据填土类型选配压实机械，并做好组合搭配。低粘性土和非粘性土，可选用中型光面钢轮压路机；粘度较大的填料可以选用重型光面钢轮压路机。砂性土、碎砾石土，振动压路机压实效果较好。

3 路基压实质量控制措施

3.1 合理选择路基填料

路基填料的质量和级配是路基压实质量的重要影响因素之一，施工过程中应做好填料选配。实践表明，粗粒土可以得到较好的压实质量，含石率控制在70%左右时压实效果最佳。然而在路基施工过程中，施工现场的填料不一定都是粗粒土，也不一定能够满足含石率的要求。因此，施工过程中应根据路基填层的位置选择填料，并选取填料做级配试验，确定最优级配。禁止使用含有淤泥、冻土或者生活垃圾等不合格材料的填土，施工中如发现路基土质不良，应及时更换，以达到压实质量标准。应严格控制填料松铺厚度，满足规范要求，保证整个填层压实度满足要求。实践证明，级配良好的碎砾石土压实效果最好，砂性土次之，粘性土相对较差，不得选用含水量较高的粉质土。

3.2 严格控制填料含水量

路基施工前选取部分填料做击实试验，确定最佳含水量和最大干密度。在最佳含水量的状态下压实，路基填层可以达到最大干密度，得到最大压实度。当路基填土含水量高于最佳含水量时，应堆填料做翻晒处理。当路基填料含水量低于最佳含水量时，应洒水闷料，如遇加水困难时，可采用增加压实功的方式提高路基填层压实质量。夏季高温季节施工时，考虑到施工过程中的水分散失，应适当提高含水量。试验表明，路基填料最佳含水量会随压实功的增加而降低，而最大干密度随压实功的增加而提高。但在采取增大压实功的方式提高填料压实度时，压实强度不得超过填料的极限强度，防止破坏土体结构。

3.3 严格控制压实次数

压实次数是路基压实度的重要保障，应严格控制，并可有效降低土壤的含水量。施工中应做好压实次数控制，防止由于压实次数不足造成的压实度不足。同时，也要防止压实次数过多造成填料超负荷，产生过压。施工中应建立试验段，合理确定不同填料的压实次数。

3.4 提高路基的压实强度

路基压实质量达到要求的前提是路基压实强度满足设计要求，应严格控制施工工艺，提高路基的压实强度。合理组织压实工艺，做好前期碾压，保证密实度。对路基中存在软弱层时，可采用砂石进行换填，提高路基的压实强度。

3.5 合理选配压实机具

为了保证路基压实质量，应合理选配压实机具。结合路基填料的种类，进行压实机具的选配，并做好压实机具之间的组合。常用的压实机具有光轮压路机、轮胎压路机、振动压路机、振动平板夯等，应结合施工现场的基本情况进行选配。压实机具应能满足压实深度、压实质量的要求，使路基达到规定的压实度。

4 结语

路基的压实质量关系到公路整体结构的稳定性，直接影响公路的使用寿命。对路基压实效果的影响因素进行分析，有针对性的质量质量控制措施，预防公路早期病害，可有效提高公路的整体施工质量，延长使用寿命，具有良好的经济效益和社会效益。因此，在高速公路路基施工过程中，应充分考虑各类影响因素对路基施工质量的影响，制定科学合理的施工方案，在施工过程中做好质量控制，保证路基的压实质量满足要求。