高速公路路基壓實度的施工質量控制

龍廣堃

[摘 要]壓實度是檢驗路基穩(wěn)定性的標準之一，本文就影響路基壓實的因素和控制方法進行分析和討論。

[關鍵詞]高速公路 路基 壓實度 影響因素 控制方法

中圖分類號：TM473 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）12-0177-01

路基施工會破壞自然土體的自然形狀，使土質結構變得松懈，土顆粒重新組合。為使路基具有足夠的強度，必需予以壓實，以提高其密實水平。壓實的目的在于使土粒重新組合，彼此擠緊，從而使土的單位質量提高，最終增加強度，到達構成密實全體的目的。壓實度是檢驗路基穩(wěn)定性的標準之一，本文就影響高速公路路基壓實度的因素和控制方法進行分析和討論。

一、壓實度的意義和作用

壓實使土的強度大大提高，使土基的塑性變形明顯減小，使土的透水性降低，毛細上升高度減少。壓實是改善土體工程性質的一種經(jīng)濟合理措施。相同的路基路面材料在不均勻的壓實作用下可形成不同的物理力學指標，在道路結構工作壽命期間發(fā)生著向不良狀態(tài)發(fā)展的動態(tài)變化，易導致各類道路病害現(xiàn)象，這反映出道路結構的穩(wěn)定性與耐久性受壓實合理性的控制。在路基頂面以下50cm深度范圍，必須嚴格進行壓實度控制，其中最小壓實度控制，是檢驗壓實工作有效性的限度，即要求不均勻的壓實度，均不能低于最小壓實標準，欲獲得均勻合理的壓實度必須采用合適的壓實含水量及科學的拌和方法，碾壓方法等。

二、影響高速公路壓實度的因素

1、含水量對壓實度的影響

壓實的機理是通過錘擊或碾壓克服土顆粒間的內摩擦力和黏結力，使土顆粒產(chǎn)生位移并互相靠近。土的內摩阻力和粘結力是隨著密實度而增加的，土的含水量小時，土顆粒間的內摩阻力大，壓實到一定程度后，某一壓實力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。因此，在現(xiàn)場施工中，細粒土以及天然沙礫土、級配碎石、石灰穩(wěn)定土和水泥穩(wěn)定土等多種路基材料都有在一定的含水量條件下才能壓實到最大的干密度。若含水量小，要想達到較大的干密度非常困難；若含水量過大，不但不能得到較大的干密度，而且還會出現(xiàn)“彈簧現(xiàn)象”。

2、土類對壓實度的影響

在同一壓實功能作用下，含粗粒越多的土，其最大干密度越大，而最佳含水量越小。

不同摻量穩(wěn)定土的對照試驗結果表明：外摻料所含比例的變化，對穩(wěn)定土的物理力學性能有很大的影響。施工中可用單位面積定量上應當足以保證大致均勻，特別是利用拖拉機牽引鏵犁多次翻拌，穩(wěn)定土拌和機拌和時，其強制破碎拌和作用及大面積連續(xù)作業(yè)，可使均勻度達到很高水平。實際施工中采用計算單位面積上所用外摻劑質量或體積，按所計算數(shù)量布料的方法進行控制。廠辦法施工穩(wěn)定土的均勻度能得到較好保證，路拌法施工雖然強制破碎拌和作用以大面積連續(xù)作業(yè)可使均勻度達到很高水平，但人為影響較大。一般存在兩種可能，拌和深度淺，土料在穩(wěn)定土中含量過高；拌和深度過大，使應有的素土層之外的土料摻入而降低了外摻劑劑量。但前者危害性大，因為素土夾層完全不具有穩(wěn)定土的水穩(wěn)性，并形成結層中的一個弱薄層?？刂评绨枭疃葧r必須遵循“寧深勿淺”原則，并控制外摻劑劑量。

3、壓實功能對壓實度的影響

同一類土，其最佳含水量隨壓實功能的加大而減小，而最大干密度則隨壓實功能的加大而增大。當土偏干時，增加壓實功能對提高干密度的影響較大，偏濕時則收效甚微。故對偏濕的土企圖通過加大壓實功能的辦法來提高土的密實度是不經(jīng)濟的，若土的含水量過大，此時增大壓實功能就會出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。另外，當壓實功能加大到一定程度后，對最佳含水量的減少和最大干密度的提高都不明顯，這就是說單純用增大壓實功能來提高土的密度未必合算，壓實功能過大還會破壞土體結構，效果適得其反。

4、碾壓厚度對壓實度的影響

壓實厚度對壓實效果具有明顯影響。相同壓實條件下（土質、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35cm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?，碾壓層過厚，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。

5、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)。

三、高速公路路基壓實質量控制方法

1、路基填土的選擇

在路基施工中，如果土質不良，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。路基施工破壞土體的天然狀態(tài)，致使結構松散，顆粒重新組合。為使路基土有足夠的強度與穩(wěn)定性，必須予以人工壓實，以提高其密實程度。影響路基壓實效果的因素有內因和外因兩方面。內因指土質和濕度，外因指壓實功能（如機械性能，壓實時間與速度，土層厚度）及壓實時的外界自然和人為的因素。土質對壓實效果的影響很大，砂性土的壓實效果優(yōu)于粘性土，因此施工中要選好土質。

2、土的含水量控制

土在最佳含水量時進行壓實才能達到最大密實度，因此，在路基填土壓實過程中，必須隨時控制土的含水量，當含水量過大時，應晾曬風干至最佳含水量再碾壓。施工過程應連續(xù)作業(yè)，減少雨淋、暴曬，防止土壤中的含水量發(fā)生大的變化。

3、合理選用壓實機具

土層填土厚度以不超過30cm為宜，分層鋪筑壓實。施工中盡可能采用重型壓實機具進行施工，對于同一類土來說，采用輕型壓實所得出的最大干密度較采用重型壓實得到的最大干密度小，而最佳含水量又較采用重型壓實的大，現(xiàn)行普遍采用的重型壓實所相匹配的壓實機械如50T震動壓路機，每層壓實厚度不超過30cm，而采用噸位更大的壓實機械時，它的壓實功可以增加，而其所能達到的壓實度可以進一步提高，同時由于壓實力的增加，施工時土的含水量又可以降低。由于土基密實度的提高、含水量降低從而可以提高路基的回彈模量。

4、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、先靜后動、先外側后中間的碾壓方法。碾壓速度控制在1.5-2.5km/h，碾壓遍數(shù)控制在4-6遍。

壓實工作組織應根據(jù)壓實原理，以盡可能小的壓實功能獲得良好的壓實效果為目的。壓實工作必須很好的組織，并應注意以下要點：（1）填土層在壓實前應先整平，可自路中線向路堤兩邊作2%-4%的橫坡；（2）壓實機具應先輕后重，以適應逐漸增長的土基強度；（3）碾壓速度應先慢后快，以免松土被機械推走；（4）壓實機具的工作路線，應先兩側后中間，以便形成路拱，再從中間向兩邊順次碾壓。在彎道部分設有超高時，由低的一側向高的一側邊緣碾壓以便形成單向路拱橫坡，前后兩次輪跡（或夯擊）須重疊15-20cm。壓實時特別注意均勻，否則可能引起不均勻沉陷。（5）在碾壓過程中經(jīng)常檢查土的含水量，并視需要采取相應措施。

四、結束語

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，壓實度檢測的真實性能客觀的反映出路基壓實的情況，也是達到有關公路施工的國家標準，實現(xiàn)高速公路使用壽命和服務質量的重要保證之一。充分壓實可以發(fā)揮路基土的強度，減少路基在行車荷載作用下產(chǎn)生的永久變形，同時還可以增加路基土的不透水性和強度穩(wěn)定性，增強道路的使用性能和延長道路的使用壽命。

參考文獻

[1] 路基壓實度的控制措施[J].單壯.綠色環(huán)保建材.2017（04）.

[2] 淺談路基壓實度影響因素及檢測方法[J].王曉賓，王森林.科技信息. 2011（07）.