影響路基壓實度的原因及其控制方法

薛　銳　羅振亮

摘要：在高等級公路施工中，路基壓實度質(zhì)量的控制至關(guān)重要。壓實度不達標是造成路面破損，使用狀況差，通行能力差，交通事故多的主要原因。雖然造成路面破損的原因很多，如：軟土地基處理不當，路面結(jié)構(gòu)層設計不合理，施工質(zhì)量差等，但其中一條重要的原因就是路基施工中壓實度指標達不到要求。所以，只有對路基結(jié)構(gòu)層充分壓實，才能保證路基強度、剛度及平整度，保證及延長路基、路面的使用壽命。本文就影響壓實的因素進行了詳細的分析，并提出了一些控制方法。

關(guān)鍵詞：公路 壓實度 因素 控制

0 引言

公路路基施工破壞土體的天然狀態(tài)，致使結(jié)構(gòu)松散，顆粒重新組合。為使公路路基具有足夠的強度與穩(wěn)定性，必須予以壓實，以提高其密實程度。所以公路路基的壓實工作，是公路路基施工過程中一個重要工序，亦是提高公路路基強度與穩(wěn)定性的根本技術(shù)措施之一。長期以來由于壓實因素影響公路施工質(zhì)量的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，如何達到要求的施工壓實標準，克服由于壓實原因帶來的不均勻沉降，是公路工程施工中急待解決的重要問題。因此，在實際施工中，只有了解壓實形成的原理，克服影響壓實的不利因素，才能保證公路工程施工的壓實標準，達到預期的使用目的。

1 影響公路施工壓實度的分析

一般來講影響壓實的因素主要有以下幾種。

1.1 含水量對壓實過程的影響 碾壓需要克服土顆粒間的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力，才能使土顆粒產(chǎn)生位移并相互靠近。土的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力是隨著密實度而增加的，土的含水量小時，土顆粒間的內(nèi)摩阻力大，壓實到一定程度后，某一壓實功不能克服土顆粒間的抗力，壓實所得的干密度小。當含水量增加時，水在土顆粒間起潤滑作用，使土的內(nèi)摩阻力減小，因此，同樣的壓實功可以得到較大的干密度。在這個過程中，單位土體積中空氣的體積逐漸減小，而固體體積和水的體積逐漸增加，當土的含水量達到某一限度后，雖然內(nèi)摩阻力還在減小，但單位土體中空氣的體積已壓縮到最小限度，而水的體積不斷增加，由于水是不可壓縮的，因此在同一壓實功下，土的干密度反而逐漸減小，土只有在某一含水量下，才能壓實到最大干密度，這個含水量稱為最佳含水量。

1.2 碾壓厚度對壓實的影響 壓實厚度對壓實效果具有明顯影響。相同壓實條件下(土質(zhì)、濕度與功能不變)，由實測土層不同深度的密實度或壓實度得知，密實度隨深度呈遞減，表層5cm最高。不同壓實工具的有效壓實深度有所差異，根據(jù)壓實工具類型、土質(zhì)及土基壓實的基本要求，路基分層壓實的厚度有具體規(guī)定數(shù)值。通過大量的實踐證明，碾壓應有適當?shù)暮穸龋雺簩舆^厚，非但下層的壓實度達不到要求，而且碾壓層上層的壓實度也要受到不利的影響。同時，碾壓的厚度隨所用的壓路機的類型而變。

1.3 碾壓遍數(shù)對壓實的影響 壓實功能對壓實效果的影響，是除含水量而外的另一重要因素。壓實功能與壓實效果曲線表明:同一種土的最佳含水量隨功能的增大而減小，最大干容重則隨功能的增大而提高;在相同含水量的條件下，功能越高，土基密實度越高。據(jù)此規(guī)律，工程實踐中可以增加壓實功能(噸位一定，增加碾壓遍數(shù))，以提高路基強度或降低最佳含水量。但必須指出，用增加壓實功能的辦法提高土基強度的效果有一定限度，功能增加到一定限度以上，效果提高愈為緩慢。

1.4 碾壓速度對壓實的影響 碾壓速度影響碾壓輪對單位面積內(nèi)材料的壓實時間。碾壓速度低時，單位面積材料的碾壓時間比速度高時要多，因而作用在被壓材料上的能量也大。實際上，傳遞到被壓材料層內(nèi)的能量與碾壓速度成反比。假定使碾壓材料層達到規(guī)定密實度所需的壓實能量不變，則碾壓速度加倍時，碾壓次數(shù)相應加倍，并且碾壓速度過快容易導致路面不平整(形成小波浪)。因此，應針對具體碾壓材料層和所用壓路機，通過鋪筑試驗路段選擇合適的碾壓速度。

1.5 壓實機械對壓實的影響 壓實機械對一定含水量下的路基土和路面材料的壓實狀態(tài)有很大影響。使用輕型壓路機只能得到較小的密實度，使用重型壓路機可以得到較大的密實度，振動壓路機比相同重量的普通鋼輪壓路機的壓實效果好得多。根據(jù)土質(zhì)不同，選擇不同的壓路機。輕型和中型光面鋼輪壓路機可用作預壓，普通的中型光面鋼輪壓路機更適宜于壓實低粘性土和非粘性土，重型光面鋼輪壓路機可壓實粘性土，振動式壓路機適宜壓實粘性小的土、砂礫土、礫石料、碎石混合料及各種結(jié)合料處治級配等。

1.6 集料級配對壓實的影響 集料的級配對碾壓所能達到的密實度有明顯影響。實踐證明，均勻顆粒和砂，單一尺寸的礫石、碎石都難于碾壓密實。在級配集料基層或底基層施工中，使所用的集料的級配與室內(nèi)試驗確定標準干容重時所用的集料級配相同是很重要的。在集料發(fā)生離析的情況下，添加所缺的料并進行適當?shù)陌韬褪潜匾?。施工中，只有嚴格控制級配，才能確保達到規(guī)定的壓實狀態(tài)。

1.7 集料的質(zhì)量對壓實的影響 集料質(zhì)量是指集料本身的強度或硬度。集料顆粒過軟，在壓路機碾壓過程中易被壓碎，從而影響集料自身的級配，影響集料能夠達到的密實度和強度。當然，對路面各結(jié)構(gòu)層的石料提出硬度要求，不僅是為了防止在碾壓過程中被壓碎，還為了提高路面在使用過程中抵抗行車荷載的能力。

1.8 土和路面材料類型對壓實的影響 同一定類型的壓路機碾壓路基和路面結(jié)構(gòu)層時，土或路面材料類型對所能達到的壓實度有較大影響。普通鋼輪壓路機碾壓砂和砂礫土易達到較高的壓實度，但用這種壓路機碾壓粘性土，較難達到高的壓實度，振動壓路機適宜于壓實砂和砂礫土，但用它來壓實粘性土效果差。

1.9 地基或下承層強度對壓實的影響 在填筑路堤時，地基沒有足夠強度，路基的第一層是難于達到較高壓實度的。如果直接在比較濕軟的路基上填筑新路堤，路堤的第一層甚至第二層，重型壓路機無法進行碾壓。如用重型壓路機進行碾壓，土層就發(fā)生“彈簧現(xiàn)象”碾壓次數(shù)越多，“彈簧現(xiàn)象”越嚴重。

2 路基壓實度控制方法

2.1 路基填土的選擇 在路基施工中，如果土質(zhì)不良，即使松鋪厚度適中，碾壓合乎規(guī)范，仍然很難達到壓實度標準。所以，一切路基填土都必須經(jīng)過試驗。

2.2 土的含水量土的最佳含水量是由土的擊實試驗確定的 含水量的大小直接影響著土的壓實度，含水量越大，干密度越小。在施工中，將含水量控制在與最佳含水量相差正負2%的范圍內(nèi)，壓實效果比較理想。土的含水量過大，壓實度必然小，會造成路基穩(wěn)定性降低，有時甚至出現(xiàn)彈簧土。含水量過小，難于碾壓，壓實度也難以達到規(guī)范要求。

2.3 碾壓過程的控制 由于高等級公路路基壓實度高于一般公路，所以對碾壓過程的控制就更加嚴格。一般在碾壓過程中采用先輕后重、靜后動、外側(cè)后中間的碾壓方法。碾壓速度控制在1.5~2.5km/h，碾壓遍數(shù)控制在4~6遍。

通過以上的分析，可以看出，為確保路基壓實度達到要求，應從以下幾個方面入手。①根據(jù)本地氣候特點選擇合理的施工季節(jié)；②因地制宜，在不增加工程投資的情況下采用級配好的填料；③通過對選擇的路基填料進行試驗，選用最佳含水量；④填料松鋪厚度應嚴格控制；⑤碾壓機械、順序及速度的選擇應合理得當。