对土方路基压实度的质量控制研究

张霄霄

（昆山市交通科技研究中心有限公司,江苏 昆山 215300）

0 引言

路基压实度是评价路基施工质量的重要指标，能够反映路基压实后的密实程度，加强对该项指标的控制具有必要性[1]。切实做好路基压实作业后，压实度提高，路基的稳定性增强，有利于公路其他部分的顺利建设和正常使用。

1 路基压实的重要性

路基在自然状态下呈松散状，压实后路基的强度提高，稳定性得到保障。路基压实是路基建设全过程中的重要环节，在机械化施工的趋势下，通常用压实机具予以处理，借助外力作用改变三相土体中土块和土颗粒的分布状态。经过重新排列后相互靠近，大颗粒间的空隙被小颗粒填充，路基的密实度提高，内聚力和黏聚力均增加，充分保障了路基的强度和稳定性。在建设质量可靠的路基后，可更加有效地施工路面。由此可见，路基施工极具重要性。

2 土方路基压实操作技术

压实前检测土层的厚度、平整度、含水量，综合评价是否具备压实的条件，有不达标之处安排处理。

正式压实时，遵循“先弱后强、先轻后重”的原则，压实初期静压，后续振动碾压。对路基边缘部分碾压后，再向中间推进。压实全程，压路机操作人员严格听从专员的指挥，精准控制压实机械设备。碾压速度、碾压遍数、重叠量各方面均要合理，禁止随意调头、转动方向。土方路基压实过程中加强对填料含水量的检测，根据实际含水量采取动态调控措施，含水量偏低时补充水分，偏高时翻晒，填料含水量达到要求后碾压。

压实期间路基边坡可能堆积填料，需进行整平。压实后组织质量检查，结合平整度、压实度判断压实效果。局部压实度不足时，根据实测数据与设计要求的差异加强压实，再用灌砂法检测。

路基的稳定性易由于水侵蚀而受到影响，加强排水具有必要性。对于非渗水土的路基面，修筑排水横坡，利用横坡高效排水。对于岩石路基面，以设桩的方式测量平整高度，修筑路拱后进行压实，提升路基的稳定性，抵御水的侵蚀。

3 对路基压实度造成影响的关键因素

3.1 土料的含水量

土料含水量偏高时，压实效果差，土料的稳定性有限，影响到路基的稳定性；含水量偏低时，压实过程中土粒间存在过强的摩擦力，密实度也依然难以达到要求。因此，需遵循适中的原则，动态控制土料的含水量。

3.2 压实机械

路基压实普遍采取机械作业的模式，由于压实机械设备类型的不同，经过压实处理后的压实度也存在差异。例如，轻型压实机械压实后的密实度偏低，重型压实机械有利于提高密实度，但压实机械过重易破坏土料的原有形态，可能由于外部压力作用而分散，反而不利于压实度的提高。因此，需根据土料的特性选择适宜的压实机械，再规范施工。

3.3 压实厚度

偏厚时，压实机械的作用力难以扩散至下层，存在上部密实度较好而下部较差的问题；偏薄时，土层承受的压力有限而压实作用力较强，破坏土粒中各物质的比例，也将影响压实效果。

3.4 压实遍数

压实遍数较多时，压实后土体的密实度较高，但需耗费较长的人力成本和物力成本，影响经济效益；压实遍数较少时，能够缩短压实作业时间，但土料经过压实后的密实度有限。针对此状况，需提前组织试验，确定适宜的压实遍数。

3.5 压实速度

压实速度过快，机械设备与土的接触时间较短，压实后路基的密实度不足；压实速度过慢，土料得到充分的压实处理，但工程成本增加，不利于工程经济效益的提高。

3.6 土料类型

砂土、砂砾土及亚砂土易于压实，土料经过压实处理后有足够的稳定性，因此此类土料适宜应用在路基建设中。相较而言，黏质土和细亚砂土也易于压实，但对水较为敏感，饱水条件下呈流动状，缺乏足够的承载性能。为有效规避该类问题的发生，需要优先选择压实效果好、对水适应能力较强的土料，必要时对土料做改良处理，为路基压实打下良好的基础。

4 路基压实度的质量控制

4.1 路基填料的质量控制

（1）填料的选择。优先选用易被压实且经过压实后密实度可达到要求的填料，禁止采用液限超50或塑性指数超26的土，亦不可采用沼泽土、冻土、淤泥等，否则在压实后仍缺乏足够的稳定性。除了土料的选择外，还需加强质量检查，不可掺杂树根、草皮等杂物。若由于条件限制而必须选用黄土膨胀土，根据此类土料的特性做相应的处理，而后方可投入使用。

表1 路基填料的最小强度和最大粒径

（2）填筑前的试验。试验内容包含：颗粒大小分析试验；密度试验；相对密度试验；CBR值试验；击实试验；液限、塑限试验；含水量试验；重型击实试验等。根据试验产生的数据综合判断土料的性质，确定不达标的土料并予以剔除。在完成重型击实试验后，汇总测定的数据，绘制土料的干密度和含水量关系曲线，直观分析土料的性质。

4.2 正式压实前的试验

取具有代表性的路段组织试验，根据试验情况选择适宜的机械设备，确定包含压实遍数、压实速度在内的各项参数。为保证试验结果的可靠性，要求试验段的长度不小于200 m，试验过程中加强对各项数据的采集与记录。经过试验后，确定一套可行性较高的作业方案，为路基的大面积施工提供引导。

4.3 土料含水量的控制

施工中，先采取路基排水措施，加强对路堑施工土方含水量的控制，必要时开挖纵、横向渗水沟，减小水对施工的干扰。对于存在于含水区的路堑，宜采取D75链轨与3Y15/18间隔稳压的方法；施工条件较差时，填适量的无机结合料，用于抑制地下水位的上升；还可采取无砂管降水的方法，实现对含水量的有效控制。路基填筑时，按比例掺入黏土和砂土，做充分的混合后予以填筑。遇土料的含水量偏高时，用铧犁及旋耕犁拌和晾晒，降低土料的含水量。压实与填筑分段、分层穿插进行，在此方式下有充足的时间对土方含水量做灵活的调整。此外，加强对土方水分散失系数的控制也具有必要性，此项指标富有参考价值，能够更加有效地控制碾压作业段的长度，使施工作业有条不紊地进行。

压实前检测路基土的含水量，在最佳含水量的正负2%~5%为宜，合理的含水量可取得良好的压实效果。路基土含水量偏高时，有软弹现象，即便做充分的碾压也依然难以达到压实度要求。针对含水量偏高的情况，考虑摊开晾晒的处理方法，待实测含水量与最佳含水量的差值在许可范围内后方可安排压实。由于工期紧张无法以摊开晾晒的方法降低含水量时，采用掺拌石灰的含水量降低措施，但此方法存在成本增多的局限性，需要获得监理工程师许可后方可应用。路基土的含水量偏低时，根据实际含水量适量洒水。路基土含水量的高低易受到环境温度的影响，一日内各时段的环境温度存在差异，因此需加强对路基土含水量的检测，根据检测结果及时采取动态化的含水量调控措施。

4.4 土质的质量控制

土料保持最佳含水量时，便于压实作业的高效进行，在减少压实功的同时取得良好的压实效果。各类型土料对应的最佳含水量控制要求不尽相同，需根据实际情况动态控制。例如，细砂、高液限黏土的最佳含水量以9%~12%为宜，粉质低液限砂土以12%~16%为宜。纯砂属于散状材料，缺乏凝聚性，在经过充分的压实后砂土有液化的情况，不利于正常碾压。针对此类特殊的材料，采取如下处理方法：

首先用水冲密实法，在增加水分后使砂呈饱水的状态；而后，于周边开挖试坑，向坑内放置箩筐或是其他具有过滤作用的装置；启用小型抽水机，向上抽取多余的水。除前述基础操作外，还可用轻型振动式压路机做碾压处理，进一步提高土料的密实度。碾压含水量约为10%，碾压遍数无特定的要求，具体视实际情况而定。

4.5 路基的合理压实

压实采取先稳压、再震动碾压的基本作业思路（图1），具体要点为：

图1 路基压实流程

（1）直线段和大半径曲线段，首先对边缘部分做压实处理，再转向中间区域，最终实现对路基的全方位碾压；小半径曲线段，先对内侧碾压，再转向外侧。

（2）为保证路基得到全面的碾压，碾压轮需重合，具体以轮宽的1/3~1/2为宜。

（3）震动压路机碾压时，通常经过6~8遍碾压后即可取得良好的压实效果。

（4）压路机匀速运行，速度适中，过快将缩短与土的接触时间，影响压实效果，若过慢将延长工期。压实速度的控制主要根据压实机械的类型而定，例如振动压路机为3~6 km/h，光轮静压压路机为2~5 km/h。

（5）根据前述有关于压实效果影响因素的分析可知，土料的含水量属于重要影响因素，为取得良好的压实效果，必须加强土料含水量的控制。在路基施工中，需要及时检测土料的含水量，对比分析实测数据与设计值，将两者的差值控制在许可范围内。若实测结果显示含水量偏高，直接碾压将出现软弹现象，为此可考虑将土摊开晾晒的处理方法，待该值与最佳含水量的差值在许可范围内时，方可安排碾压；含水量偏低时，适当洒水补充，直至实际测定的含水量达到要求为止。

4.6 压实层厚度的控制

各类压实机具的运行特性不同，压实有效深度存在差异，压实有效深度由浅至深依次为碾压式、振动式、夯击式。土体松软时，压力传播较深，经过多次压实后，上部土层保持密实状态，压实难度逐步增加，作用深度减小。压实机具的重量不大时，随压实时间的延长，密实度的增长率呈减小的变化趋势，初期易于压实，后期压实难度较大；压实机具较重时，压实初期土体的密实度迅速增加，达到某限度后土体发生变形，严重时土体形态遭到破坏。因此，选择适宜重量的压实机具是有效碾压的重要前提。压路机的速度也会对压实效果带来影响，铺土层较厚或压实度要求较高时，适当放慢压实速度，使土经过充分的碾压后具有密实性。压实初期以慢速为宜，土层的密实度有所增加后，适当加快速度，即遵循“先慢后快”的原则；初期土体偏松散，易于压实，可轻压，土体经过一段时间的压实后密实度增加，为保证压实的有效性，增加压实强度，即遵循“先轻后重”的原则。各碾压设备的运行特性各异，有特定的应用方法，以振动压路机为例，按照先弱振后强振的方式作业，使填土层各处均得到有效的压实处理，保证路基的压实度和平整度。填土分层的压实厚度与土料特性、压实机械性能有关，选取具有代表性的路段组织试验，根据试验结果确定合适的压实厚度。以22~25 t振动压路机、12~25 t光轮压路机为例，各自的压实厚度分别不超过50 cm、20 cm。

4.7 压实平整度的控制

相同压路机对平整度不同的路基土碾压后的应用效果各不相同。路基土较为平整时，压实条件良好，压路机对各处的压实功基本一致，压实后各点的压实度无显著差异，基于压实数据绘制的统计曲线离散程度较小，压实效果较好。压实发生在平整度不足的路段时，压路机提供的冲击力分布不均，压实后各点的压实功存在差异，压实度的均匀性不足，易由于某处平整度偏低而出现压实度不达标的情况。因此，经过压实后加强对整个作业区域的压实度检测，确定不达标的路段，加强压实，再次安排检测，根据检测结果判断是否达到要求。

4.8 加强对路基压实度的检测与控制

压路机作用于平整路基时，压实后各点的压实度具有均匀性，基于压实测定数据绘制的曲线离散程度较小。若路基的平整性不足，压路机对路基的作用力存在差异，局部有向下的冲击力，由于力的分布不均，碾压后各点的压实功不尽相同，各点的压实度不一，局部压实度可能明显低于设计要求。为此，增加压实度检测频率，及时发现压实度不达标的路段，做针对性的加强碾压处理，而后再次检测，直至达到要求为止。

5 结语

综上所述，压实是路基施工全流程中的重要环节，在压实作业时需遵循因地制宜的原则，根据现场工程条件挑选出适宜的填料，组织试验，综合含水量、液塑限等相关指标评价填料的性质，确定适宜的作业方案，而后严格依据规范施工，保证压实的有效性。压实期间加强对土料含水量、压实度等关键参数的检测与控制，确保路基的压实效果能够达到工程要求。