道路路基土的密實度對路面的影響

劉傳會

大連力和公路工程有限公司 遼寧大連 116000

修建高質(zhì)量的道路，首先要有好的道路基礎(chǔ)作保證。路基是路面的基礎(chǔ)與支撐，沒有堅實、穩(wěn)定的路基，就不可能有平整、耐久的路面。道路基礎(chǔ)質(zhì)量的優(yōu)劣，對道路的使用壽命有著很大的影響。有些道路才修完幾年時間，有的甚至是剛通車2~3年，就發(fā)生大面積的龜裂和破壞現(xiàn)象。除了設(shè)計和車輛荷載等原因外，許多是由于路基的施工質(zhì)量存在嚴重問題，造成基礎(chǔ)性的破壞，從而導致道路整體性的破壞。

1 含水量對路基土的影響

含水量的大小對路基土的壓實效果有著相當大的影響。路基土中水少了，土體過于干燥，難以碾壓密實；而水多了，又會造成路基土的軟化，影響壓實。因此在施工時，壓路機碾壓土基，當土中的含水量達到最佳含水量時，土中水含有強結(jié)合水和弱結(jié)合水，結(jié)合水的水膜變厚，水分起到潤滑作用增強，土粒之間的聯(lián)結(jié)力減弱，土粒間的摩擦力降低了。在碾壓力的作用下，土粒易于移動，土粒間的距離縮小，從而減小了路基土的孔隙體積，使路基土達到最大密實度。密實度的提高，增強了土路基的抗壓力和抗剪力。同時，密實度的提高，使路基土變得更加密實，降低了土體內(nèi)的孔隙率和透水率，可以有效地阻止毛細水的上升高度，防止水分在土體中的積聚和侵蝕的產(chǎn)生。從而也大大地減小了土體中出現(xiàn)自由水的機率，使土顆粒與自由水之間的作用面積以及土體膨脹、收縮和壓縮性的危害降低了，提高了路基的穩(wěn)定性，避免造成路基在冬季里發(fā)生冰凍凍脹，而在春季時的春融翻漿對路面的破壞現(xiàn)象，增強了路面結(jié)構(gòu)抵抗行車荷載反復(fù)作用下的抗變形能力[1]。

1.1 含水量較大時的影響

如果壓路機碾壓路基土時，土中的含水量過大，土體的孔隙中充滿了過多的水分，以致出現(xiàn)了大量的自由水。水將土顆粒分割開了，使顆粒間的距離被拉的較大，破壞了土顆粒間的有效聯(lián)結(jié)，阻止了土顆粒間的相互靠攏，降低了土的力學性能。而在壓實時，路基土中的水分不易快速排出，壓路機的壓實力被土中的自由水產(chǎn)生的浮力和粘滯力消耗了很大部分，減小了作用于土體的有效壓力，因此壓實的效果也大大地降低了，而得到的密實度也很低，則土基的穩(wěn)定性較差，抗壓、抗剪強度較低。對此，可將含水量大的路基土進行翻松、晾曬風干；或采取更換土質(zhì)，換填粗集料，摻加適量白灰，修排水溝等措施，降低土中的含水量，以期達到提高土基的密實度。

1.2 含水量較小時的影響

如果壓路機碾壓路基土時，土中的含水量較小，土中水是以強結(jié)合水為主，土粒周圍的結(jié)合水膜變得很薄。由于土體中的水分少而空氣較多，則孔隙加大，處于通透疏松狀態(tài)。在碾壓力的作用下孔隙中的空氣極易于排出，可以快速增大土基的密實度。但由于水膜薄，顆粒之間靠得比較緊密，形成較大的分子引力，土粒間的摩擦力和粘聚力變大。因其水的潤滑效果減弱，顆粒的移動難度增大，當路基碾壓作業(yè)達到一定程度后，壓路機的作用力很難再克服土粒間的引力，進一步提高土基密實度的效果會逐漸緩慢。如果此時繼續(xù)加大壓實力度，還會破壞土體結(jié)構(gòu)，密實度反而下降，土體的強度降低。這時土體的強度可能要比最佳含水量時的強度還要高，但土體中的空氣并沒有被完全排出，孔隙率也較大，土體密實度較低。如果在過大水量的侵蝕下，土體的強度將會快速下降，密實度迅速降低，穩(wěn)定性也會隨著降低，在車輛荷載反復(fù)作用下，路面也會遭到破壞。在此情況下，施工時應(yīng)先檢測土體的含水量，根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)，向路基土中適量灑水，增加土體的含水量，盡可能讓土體的含水量接近最佳含水量，使土粒周圍的結(jié)合水膜得以增厚，土粒間的潤滑性和粘結(jié)性加大，然后進行土基碾壓，這樣才可能達到要求的密實度，保證路基土的穩(wěn)定性和耐久性[2]。

1.3 厚度的影響

路基土體的壓實厚度對密實度有著很大的影響。通常在填筑路基施工時，使用的壓路機有8-10T雙鋼輪壓路機，12-15T三鋼輪壓路機，18-21T振動壓路機等幾種型號。由于所用壓路機的重量不同，碾壓力差別較大，壓實的效果也有很大差異，因此控制每層填土的厚度就顯得尤為重要。壓路機在碾壓土基時，車輪產(chǎn)生的垂直方向壓力是在克服了土粒間的摩擦力和粘聚力后將土體壓實。但車輪荷載作用于土基內(nèi)的壓應(yīng)力，是隨著深度加大而逐漸減弱。

2 路基土的力學性質(zhì)

路基土在絕大多數(shù)情況下是由土顆粒、土中水和土中氣所組成的三相體系構(gòu)成，土的三相體系比例是隨著外界條件的改變而不斷變化的。路基土經(jīng)過壓路機的碾壓后，單位體積內(nèi)的土顆粒、土中水和土中氣的比例將會發(fā)生改變。一般來說，土顆粒和土中水的數(shù)量都不會改變，而其中所含的一部分空氣則會被排擠出去，使三相土變?yōu)榱硕嗤?。由于變?yōu)榱硕嗤?，路基土體中顆粒間的孔隙體積減少了，土體的顆粒靠得更加的緊密，因而增大了路基土的密實度。同時也增大了土顆粒之間的擠壓和摩擦作用，使土體具有了較高的強度，加大了抵抗外界荷載破壞的能力[3]。

3 結(jié)語

當前，我國道路施工常會出現(xiàn)密實度不達標的問題，這些給路面使用性能的發(fā)揮帶來了十分不利的影響。通過對路基土的充分壓實，嚴格控制路基的密實度，可以提高道路建設(shè)的質(zhì)量。隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，對道路的需求也越來越大，對道路的施工質(zhì)量要求也越來越高。