公路工程土质路基压实控制要点分析

唐小坤 李海燕

摘 要：现如今，我国经济发展十分迅速，而公路建设过程中，整个工程质量控制的关键是路基压实，其施工质量直接影响工程质量总体水平。针对目前公路工程土质路基压实施工过程中存在的问题，分析了路基结构力学特性及土质路基压实度不足的原因，并提出土质路基压实度不足的防治措施。结果表明，应着重控制路基填料选取、土质含水率、路基碾压机具选取及压实功能等关键技术指标，来提升公路工程土质路基压实度。

关键词：公路工程;土质路基压实控制要点

路基作为公路工程的基础，其施工质量的好坏将对整个公路工程产生比较直接的影响，而碾压作为路基施工中的最后一个环节，也是比较重要的一个环节，它的作用是不容忽视的，如果存在碾压不到位或者压实度不足等现象，就会出现路基沉陷、断裂等病害，从而影响道路的通行质量，所以我们必须对路基的压实引起足够的重视，避免各种质量问题的发生，从而延长公路的使用寿命，文章主要通过多年的工程实践经验，论述一下公路路基压实的质量控制技术，使压实度能够达到公路工程质量检验评定标准的要求。

1 土质路基压实机理

在公路路基修筑过程中，常常会遇到天然土层强度较低，经汽车荷载作用产生较大沉陷而影响工程质量的现象。尤其是取土填筑路基时，由于新填土的原有结构状态因施工挖运而被破坏，致使其结构松散、强度降低、水稳性差。工程中一般采用压实土体的办法来满足路基质量要求。土是三相体，土粒为骨架，颗粒之间的空隙被水分和气体所占据。在压实过程中，因土粒受到瞬时荷重或振动力的作用，因其位置得到调整而重新组合，彼此挤紧，较小的颗粒被挤入较大颗粒之间的空隙中，颗粒位置相对稳定，空隙缩小，土的单位重量提高，从而形成密实的整体，强度增加，稳定性提高。试验研究证明，压实后土基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等均有明显改善。可见，土质路基只有充分压实及达到规定要求的压实度，才能满足强度和稳定性等技术、质量要求，从而保证路基的正常使用。

2 质路基压实度不足的原因分析

很多因素都将影响路基压实的效果，主要因素是土质和含水率、土质情况、压实功能、压实机具和压实方法等，这些因素将不同程度地影响到土质路基的压实度，进而降低路基力学特性。

2.1 含水率情况

压实土体在高于和低于最佳含水率时，其抗剪强度和压缩特性都将表现出不同性状，这与土体结构、土中水的分布相关性极高。在路基压实施工中，如能控制压实土体含水率为最佳含水率，压实效果将为最佳。研究表明^[3]，路基填料含水率不当不仅直接影响路基压实度，还将影响道路运营阶段的剪切弹性模量。

2.2 土质情况

土质不同，其最佳含水率和最大干密度也将不同。液限、黏性较高的土，即分散性较高的土，拥有较高的最佳含水率和较低的最大干密度;砂类土，因其颗粒粗，呈松散态，水分易散失，故砂类土无最佳含水率的概念。孔隙比越小，剪切模量越大，且孔隙比较小时剪切模量对含水率的变化更为敏感，故砂类土的压实效果也优于黏质土。

2.3 压实功能

压实功能，是指压实机具重量、碾压次数、作用时间等。压实功能对压实效果影响较大，是一种重要的影响因素^[5]。随着压实功能的提高，对于同一种土，通常其最佳含水率会相应减小，最大干密度将随之增加。因此，为提高土基密实度，增大压实功能是有效的方法之一，然而这种方法有一定局限性，因为土的密实度不会随着压实功能增加而一直增加，通常压实功能到一定程度时，密实度不会明显增长。

3 土质路基压实度不足的防治

3.1 选择合适的路基填料

不同的公路用土其工程性质也将不同，应结合工程实际及工程技术条件选择不同的土类作为路基填筑材料或修筑稳定土路面结构层。巨粒土、砾类土强度和稳定性均能满足要求，强度和稳定性都较高，是填筑路基的好材料。砂性土具有遇水干得快，不膨胀，干时黏结性较高，扬尘度低，易压实，因此也是良好的路基填筑材料。粉质土为最差的筑路材料。粉质土的粉土粒含量高，干时稍有黏性，但易被压碎，易扬尘，浸水湿透快，易成稀泥。黏质土作为筑路材料比粉质土好，较砂性土差，它可塑性、柔黏结性和膨胀性较大，并具有很显著的毛细管现象。

3.2 選择合适压实机具

压实功会严重影响到最终压实效果。当压实功不断增加，那么，同类土质含水量会随之减少，与此同时，最大干密度则会随之增加。含水量相同的背景下，当压实功愈大，则表示，土质密度愈高。针对填料，场地不同，选择适宜的压实机具，通常情况下，我们所使用的轻型光轮压路机能够将各类填料整平;而重型光轮压路机（12-15t），则能够整平细粒土、砂类土、砾石土等;至于重型轮胎压路机（30t以上）则适用于任何填料，特别是细粒土。其实羊足碾最为适用，但是还必须要有光轮压路机的有效配合，补压翻松表层。就振动压路机来看，具备振动、滚压等效用，主要适用于砾石土、沙类土，其最终效果远胜于压实机具，针对高填方路段，必然会对压实质量有着较高要求，一般情况下我们会倾向于使用重型轮胎压路机、振动压路机等，其最终效果奇佳。

3.3 严格控制材料含水量

通过上述对土质路基路压实度不足的具体原因分析，可以明确的是材料含水率对工程质量影响非常严重，因此对工地现场筑路材料的含水率进行严格控制，将是最经济合理的办法，在接近最佳含水率时进行碾压，这样便更有可能地达到设计压实度。基于此，利用计算机模拟计算出材料含水量的理论数值，然后结合实践及实验数据合理确定路基填料含水率，在实际施工过程中，应按照得到的结论进行施工，使土质路基混合料的含水率始终不超出最佳含水率的允许区间。

3.4 填土的均匀程度对压实效果的影响以及对含水量的控制

砂粒多，强度的主要来源是内部摩擦力，强度比较大，但是由于有水分的影响，很难被压实;粘粒多，强度主要是内部的粘力，但它的力度受水分以及压实度的影响较大。在实际的路基施工过程中，所用的路基材料并不是单一的，这使得压实的难度进一步增大。压实度是衡量路基质量的标准，它具体是指实际施工中土体压实的干密度与该土体最大的干密度的比例。不过实际的施工过程中所测得的干密度是不准确的，因为在此过程中会受到多种不确定的客观因素的影响，最终导致路基的稳定性难以保障。不同的土质都有着最佳含水量以及最大含水量，并且这两个属性对路基压实效果有着很大的影响。我们查阅相关书籍发现，如果含水量高于或者是低于最佳含水量，亦或者是超过了含水量的有效值就会出现压实度不足的现象。因为如果含水量过小时，就很难克服颗粒间的摩擦阻力，导致干密度小;含水量的逐渐增大，水的润滑作用也在增大，减少彼此间的内在摩擦力，使得压实效果逐渐变好;当水含量过大时，虽然水的润滑作用仍然存在，但是水的体积不断增大，并且不能压缩，进而使得相同的压实力度产生较小的干密度。热胀冷缩效应比较明显的土质更容易受到含水量的影响，所以在施工过程中一定要控制好路基的含水量。

4 结语

总之，公路建设最为重要环节就是路基施工技术，以及工程施工质量控制。加强公路路基建设，要严格按照国家相关法制规定行事，完善相关施工质量保证体系，遵循“质量第一”这一原则，做到“精心设计、精心施工、精心管理”。

参考文献：

[1]屈智炯，刘恩龙.土的塑性力学[M].北京：科学出版社，2019.

[2]袁俊，詹斌，陈胜超，等.含水率和压实度对路基填土力学特性的影响[J].水利与建筑工程学报，2018，11（02）：99-102.

[3]谢伟，章定文，杨声.含水率对路基压实土小应变剪切模量的影响规律[J].岩土力学，2017，38（05）：1273-1279.