路基壓實度的影響因素和控制措施

張金樹

摘要：本文分析了影響路基達到規(guī)定壓實度的主要因素，提出了具體的控制措施，供大家參考。

關(guān)鍵詞：路基；壓實度；含水量；碾壓

1 前言

公路路基是路面的基礎(chǔ)，承受著本身的自重、路面重量及由路面?zhèn)鱽淼能囕v荷載，因此，路基質(zhì)量的好壞直接影響路面質(zhì)量的好壞，進而影響路面的使用功能。因此路基要有足夠的強度和穩(wěn)定性，要達到這一要求，最關(guān)鍵的一點是在路基施工過程中嚴(yán)格控制壓實度。

2 確保路基強度穩(wěn)定的首要條件

土是三相體，由三部分組成，土粒骨架，土顆粒間的孔隙被水分和氣體所占領(lǐng)．路基在車輪荷載作用下，承壓力由路基頂部到底部逐漸減小。所以，采用路基填料的土的強度由下到上逐漸提高．在許多國家的施工規(guī)范中都明確規(guī)定了路基各層填料的強度和壓實標(biāo)準(zhǔn)．以確保路基各層填料符合設(shè)計要求，為了使填筑到路基各層的土真正達到所要求的強度。還必須采用輪重不小于4t的輪胎壓路機和振動力不小于25t的振動壓路機進行壓實，以確保路基整個壓實面的密實度都能達到規(guī)定的要求，在雨季施工中，被雨水浸泡過的土一律不準(zhǔn)用來填筑路基。所有的路基填料都要經(jīng)過施工技術(shù)人員、管理人員檢驗認(rèn)可才能使用，另外，在合理使用路基填料方面，對于不同強度的土所填路基的部位也是有一定要求的，不容許將CBR值較大的填在CBR 值較小的土層下面。也不容許將CBR值較小的土填在路基頂面。在檢測路基填料的含水量和壓實度時．除按規(guī)范規(guī)定的距離取樣外，還應(yīng)找薄弱環(huán)節(jié)取樣試驗，以確保路基填方都能達到規(guī)定的壓實度和強度，這也是施工規(guī)范中規(guī)定要用輪胎壓路機和平地機配合振動壓路機進行壓實的原因。因為輪胎壓路機是受壓力控制而自動調(diào)整輪胎的高度和壓力。使路基填土的壓實度達到均勻一致。

3 影響路基達到規(guī)定壓實度的主要因素

3.1 土的性質(zhì)

不同土質(zhì)的壓實性能差別較大。一般來說非粘性土的壓實效果較好，其最佳含水量較小、最大干密度較大，在靜力作用下，壓縮性較??；在動力作用下，特別是在振動作用下很容易被壓實。粘質(zhì)土、粉質(zhì)土等分散性土的壓實效果較差．主要是由于這些細(xì)分散性的土顆粒的比表面積大、粘聚力大、土粒表面水膜需水量大，最佳含水量偏高，而最大干密度反而偏小。

3.2 土的含水量

土的含水量小時，土顆粒間的內(nèi)摩阻力很大，壓實到一定程度后，某一壓實功不再能克服土的抗力壓實所得干密度小。當(dāng)含水量逐漸增加時，水在土顆粒間起著潤滑作用，使土的內(nèi)摩阻力減小，這樣同樣的壓實功可以得到較大的干密度。當(dāng)含水量繼續(xù)增加時，雖然土體中氣體仍然在壓縮，但由于水的相對體積增加，使土的干密度反而減小。同時，最佳含水量不僅影響壓實效果，而且也影響該種土的強度和穩(wěn)定。有試驗得出結(jié)論：在惡劣水文條件下最佳含水量下的土經(jīng)壓實后，其強度和穩(wěn)定性比較高。

3.3 碾壓時的溫度

在路基碾壓過程中，溫度升高可使被壓土中的水粘滯度降低從而在土粒間起潤滑作用易于壓實。但氣溫過高時，又會由于水分蒸發(fā)太快而不利于壓實。溫度低于0度時，因部分水結(jié)冰產(chǎn)生的阻力更大，起潤滑作用的水更少，因而也得不到理想的壓實效果。

3.4 壓實功能

壓實功能是由碾壓(或錘擊)的次數(shù)及其單位壓力(或荷重)所決定的。若在一定限度內(nèi)增加壓實功，則可降低含水量數(shù)值，提高最佳密實度的數(shù)值。土在不同壓實功能作用下的壓實性質(zhì)，是決定壓實工作量和選擇機具選擇施工方法的依據(jù)。事實上．對任何一種土，當(dāng)密實度超過某一限值時，欲繼續(xù)提高它的密實度，降低含水量值，往往需要增加很大的壓實功能，甚至過分加大壓實功能，不僅密實度增加幅度小，還往往因所加荷載超過土的抗力，即土受壓部位承受壓力超過土的極限強度，而導(dǎo)致土體破壞。因此，對路基填土的壓實，在工藝方法上要注意不使壓實功能太大。

3.5 壓實土層的厚度

土受壓時，能夠以均勻變形的深度(即有效壓實深度)，近似地等于兩倍的壓模直徑或兩倍的壓模與土接觸表面的最小橫向尺寸。超過這個范圍，土受到的壓力急劇變小，并逐漸趨于零作用，可認(rèn)為此時土的密實度沒有變化，不起壓實作用。由此可知，土所受的外力作用，隨深度增加而逐漸減弱，當(dāng)超過一定范嗣時，土的密實度將與未碾壓時相同，這個有效的壓實深度(產(chǎn)生均勻變化的深度1與土質(zhì)、含水量、壓實機械的構(gòu)造特征等因素有關(guān)，所以正確控制碾壓鋪層厚度．對于提高壓實機械生產(chǎn)率和填筑路基質(zhì)量十分重要。

3.6 碾壓機具和方法

壓實機具和方法對壓實的影響反映在以下幾個方面：

壓實機具不同，壓力傳布的有效深度也不同。一般地，夯擊式機具的壓力傳布最深，振動式次之．碾壓式最淺。根據(jù)這一特性即可確定各種機具的最佳壓實度。然而同一種機具的壓實作用深度，在壓實過程中并不是固定不變的。如鋼筒式壓路機，開始碾壓時，因土體松軟，壓力傳布較深，但隨著碾壓次數(shù)的增加，上部土層逐漸密實，土的強度相應(yīng)提高，其作用深度就逐漸減小了。壓實機具的質(zhì)量較小時，碾壓遍數(shù)越多，土的密實度越高，但密實度的增長速度則隨碾壓遍數(shù)的增加而減小。并且密實度的增長有一個限度，達到這個限度后，繼續(xù)以原來的施壓機具對土體增加壓實遍數(shù)則只能引起彈性變形，而不能進一步提高密實度。

碾壓速度越高，壓實效果越差。應(yīng)力作用速度越高，變形量越小，土的粘性越大，影響就越顯著。因此，為了提

高壓實效果，必須正確規(guī)定碾壓的行駛速度。

4 路基壓實質(zhì)量控制

4.1 確定不同種類填土的最大干密度和最佳含水量

在路基施工前，必須對取土場進行取樣，按現(xiàn)行試驗規(guī)程進行各項試驗，采用重形擊實試驗，確定各個土樣的最大干密度和最佳含水量，以便確定土方壓實標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 檢查控制填土含水量

由于含水量是影響路基填土壓實效果的主要因素，因此在碾壓前應(yīng)測定填土含水量，當(dāng)含水量接近最佳含水量時，達到設(shè)計壓實度有保證，且便于壓實。

4.3 分層填筑、分層碾壓

每層填土的厚度也是影響壓實效果的重要因素，碾壓層過厚時，其下部將達不到要求的密實度，一般施工控制每層壓實厚度25-30cm，主要由壓實機械的功能確定。

4.4 全寬填筑、全寬碾壓

路基填筑時，應(yīng)以基底開始在路基全寬范圍內(nèi)分層向上填土、碾壓，在施工時應(yīng)加寬30-50cm，保證路堤邊坡充分壓實。凡不注意全寬碾壓到邊的路基，當(dāng)填筑到一定高度后，均會出現(xiàn)不同程度的縱向裂縫。

4.5 選擇最佳填筑用土

不同類型的土壓實性能是不同的。路基填筑中最合適的是砂礫土、砂土及亞砂土，這些土易壓實，有較好的水穩(wěn)性。粉質(zhì)土和細(xì)亞砂土也較易壓實，但水穩(wěn)性較差且易發(fā)生凍脹。亞粘土和重粘土壓實較困難，但與粉質(zhì)土相比，仍是比較有利的土，這些土具有較高的粘性和不透水性。

最難于壓實的土是粘土，在潮濕狀態(tài)下，這種土不穩(wěn)定，并容易發(fā)生剪切。粘土的特點是液限大，最佳含水量大而最大干密度小，壓實后具有良好的不透水性。脹縮性粘土和有機質(zhì)土的干密度小，對于填筑路基來說，這些土是最好的。在施工中應(yīng)根據(jù)各種土質(zhì)的壓實特點、施工季節(jié)、土源數(shù)量、運距等經(jīng)濟性進行比較后，選擇最適易的填筑用土。

4.6 加強檢測

填筑路基時，應(yīng)分層碾壓并分層檢測壓實度，每層壓實度達到要求后，方可填筑上一層，只有分層控制填土的壓實度，才能保證路基整體的壓實質(zhì)量。

正確評定路基填土的壓實度，需要解決三個問題：即現(xiàn)場準(zhǔn)確測定填土濕密度，準(zhǔn)確測定含水量以及利用數(shù)理統(tǒng)計方法評定現(xiàn)場壓實度?，F(xiàn)場測定濕密度的方法有核子密度儀法、灌砂法、水袋法、環(huán)刀法、蠟封法。一股采用灌砂法和環(huán)刀法。環(huán)刀法只能用于測定不含礫石顆粒的純細(xì)粒土的濕密度；灌砂法可用于各種土現(xiàn)場測定濕密度。為了把測得的濕密度換算成千密度，還必須準(zhǔn)確測定含水量，常用烘干法和酒精燃燒法。用壓實度控制現(xiàn)場碾壓時，不能根據(jù)任何一次測定的結(jié)果來確定壓實度是否達到了，規(guī)定的要求，因為任何一次測定都具有偶然性，應(yīng)該根據(jù)多次測定(至少6～l0次)的結(jié)果，利用數(shù)理統(tǒng)計方法來評定現(xiàn)場的壓實度。

5 結(jié)束語

公路路基的壓實并達到合理的密實度，是公路施工的重要工序，也是達到有關(guān)公路施工的國家標(biāo)準(zhǔn)、實現(xiàn)高等級公路使用壽命和服務(wù)質(zhì)量的重要保證之一。在試驗檢測工作中，壓實度的影響因素很多，上面闡述的僅是在檢測工作中的一些個人體會，在實際檢測中需要根據(jù)具體情況，按照部頒標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范和設(shè)計文件及上級有關(guān)的規(guī)定等進行嚴(yán)格質(zhì)量檢測。