關(guān)于高速公路路基填筑中壓實(shí)質(zhì)量的探討

廖舜亭

摘要：本文主要針對高速公路路基填筑中壓實(shí)質(zhì)量的控制問題，對其常見的幾種影響成因進(jìn)行詳細(xì)剖析，并就如何保證壓實(shí)質(zhì)量這一關(guān)鍵問題提出了自已的看法及觀點(diǎn)，以便日后業(yè)內(nèi)同行在從事路基工程的填筑作業(yè)時(shí)能起到參考借鑒之效。

關(guān)鍵詞：路基填筑；壓實(shí)質(zhì)量；影響因素；壓實(shí)要求

當(dāng)前，在我省的高速公路路基施工中，均普遍采用了大噸位壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，碾壓效果較前期那些落后的小噸位的壓路機(jī)有了明顯的改善，這對于提高路基土的壓實(shí)質(zhì)量起到了很好的硬件保障。規(guī)范規(guī)定，高速公路和一級公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其壓實(shí)度必須≥96％，壓實(shí)要求高，因此，如何才能保證在路基填筑過程中的壓實(shí)質(zhì)量成為了擺在我們工程技術(shù)人員面前一個(gè)百談不厭的話題。下面，就讓我們先來了解一下，對于影響路基壓實(shí)質(zhì)量一般有哪些方面的因素。

1 壓實(shí)質(zhì)量影響因素

一般來講影響壓實(shí)的因素主要有以下幾種。

1.1 含水量對壓實(shí)過程的影響

壓實(shí)的機(jī)理是通過錘擊或碾壓克服土顆粒間的內(nèi)摩擦力和黏結(jié)力，使土顆粒產(chǎn)生位移并互相靠近。土的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力是隨著密實(shí)度而增加的，土的含水量小時(shí)，土顆粒間的內(nèi)摩阻力大，壓實(shí)到一定程度后，某一壓實(shí)力不能克服土顆粒間的抗力，壓實(shí)所得的干密度小。當(dāng)含水量增加時(shí)，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(shí)功可以得到較大的干密度。在這個(gè)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(dāng)土的含水量達(dá)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(shí)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(shí)到最大干密度，這個(gè)含水量稱為最佳含水量。

1.2 碾壓厚度對壓實(shí)的影響

壓實(shí)厚度對壓實(shí)效果具有明顯影響。相同壓實(shí)條件下，由實(shí)測土層不同深度的密實(shí)度或壓實(shí)度得知，密實(shí)度隨深度呈遞減，表層5cm最高。不同壓實(shí)工具的有效壓實(shí)深度有所差異，根據(jù)壓實(shí)工具類型、土質(zhì)及土基壓實(shí)的基本要求，路基分層壓實(shí)的厚度有具體規(guī)定數(shù)值。通過大量的實(shí)踐證實(shí)，碾壓應(yīng)有適當(dāng)?shù)暮穸?，碾壓層過厚，非但下層的壓實(shí)度達(dá)不到要求，而且碾壓層上層的壓實(shí)度也要受到不利的影響。

1.3 碾壓遍數(shù)對壓實(shí)的影響

壓實(shí)功能對壓實(shí)效果的影響，是除含水量而外的另一重要因素。壓實(shí)功能與壓實(shí)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(shí)度越高。

1.4 碾壓方式對壓實(shí)質(zhì)量的影響

路基的施工技術(shù)規(guī)范都要求碾壓時(shí)必須“先輕后重，先慢后快，先邊緣后中間”，這是碾壓時(shí)的總原則。這種合適的碾壓方式既有利于提高壓實(shí)度，又有利于提高平整度。但是，這種方式不是萬能的，碰到非凡情況，碾壓方式要隨之改變。如碾壓碎石穩(wěn)定土?xí)r，由于土基中含有一定的碎石，采用高頻低輻，緊跟慢壓就比較好。碾壓過后不但密實(shí)而且平整，在有超高路段時(shí)，則宜先低后高。壓實(shí)是路基施工的最后工序，是保證路基質(zhì)量、使其物理力學(xué)性質(zhì)和功能特性符合設(shè)計(jì)要求的重要環(huán)節(jié)。而影響路基壓實(shí)質(zhì)量的因素來自各個(gè)方面，既有自然因素，又有人為因素，為此要求我們在施工中嚴(yán)格控制碾壓施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)，保證路基壓實(shí)質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1.5 壓實(shí)機(jī)械對壓實(shí)的影響

壓實(shí)機(jī)械對一定含水量的路基土的壓實(shí)質(zhì)量有很大的影響。一般情況下，使用輕型壓路機(jī)只能得到較小的密實(shí)度，使用重型壓路機(jī)可以得到較大的密實(shí)度。但是壓實(shí)機(jī)械對土的施加外力應(yīng)有所控制。若施加壓力過大，就會造成壓實(shí)過度，浪費(fèi)人力物力，嚴(yán)重的還會對路基有害。施加外力的一般原則是：壓路機(jī)碾壓時(shí)的單位壓力，不應(yīng)超過土的強(qiáng)度極限。

1.6 集料級配對壓實(shí)的影響

集料的級配對碾壓所能達(dá)到的密實(shí)度有明顯影響。實(shí)踐證實(shí)，均勻顆粒和砂，單一尺寸的礫石、碎石都難于碾壓密實(shí)。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(yàn)確定標(biāo)準(zhǔn)干容重時(shí)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(jìn)行適當(dāng)?shù)陌韬褪潜匾?。施工中，只有?yán)格控制級配，才能確保達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)狀態(tài)。

1.7 地基或下臥層強(qiáng)度對壓實(shí)的影響

大量經(jīng)驗(yàn)表明，在填筑路堤時(shí)，如地基沒有足夠的強(qiáng)度，路堤的第一層是難于達(dá)到較高的壓實(shí)度的。因此，在填筑路堤之前，必須先碾壓地基即清場，使其達(dá)到足夠的壓實(shí)度和強(qiáng)度。若地基比較濕軟，如公路修在稻田或沼澤地帶，直接在上面填筑路堤，往往會發(fā)生困難。在這種情況下，即使使用重型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，土層也會發(fā)生“彈簧現(xiàn)象”，碾壓遍數(shù)越多，“彈簧現(xiàn)象”愈嚴(yán)重。在這種情況下，應(yīng)該先利用石灰或固化劑處理地基，或者先將地基土用砂、沙礫土或其他類似的材料換填1～3層，進(jìn)行適當(dāng)碾壓后再進(jìn)行填土。試驗(yàn)證實(shí)，用相同的壓實(shí)機(jī)械和壓實(shí)方法碾壓時(shí)，如土基強(qiáng)度高，碾壓層的密實(shí)度就大，反之，碾壓層的密實(shí)度就小。

2 壓實(shí)質(zhì)量保證措施

2.1 路基填土的選擇

在路基施工中，假如土質(zhì)不良，即使松鋪厚度適中，碾壓合乎規(guī)范，仍然很難達(dá)到壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。所以，一切路基填土都必須經(jīng)過試驗(yàn)。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。為使路基土有足夠的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，必須予以人工壓實(shí)，以提高其密實(shí)程度。影響路基壓實(shí)效果的因素有內(nèi)因和外因兩方面。內(nèi)因指土質(zhì)和濕度，外因指壓實(shí)功能及壓實(shí)時(shí)的外界自然和人為的因素。土質(zhì)對壓實(shí)效果的影響很大，砂性土的壓實(shí)效果優(yōu)于粘性土，因此施工中要選好土質(zhì)。

2.2 土的含水量控制

土在最佳含水量時(shí)進(jìn)行壓實(shí)才能達(dá)到最大密實(shí)度，因此，在路基填土壓實(shí)過程中，必須隨時(shí)控制土的含水量，當(dāng)含水量過大時(shí)，應(yīng)晾曬風(fēng)干至最佳含水量再碾壓。施工過程應(yīng)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。

2.3 合理選用壓實(shí)機(jī)具

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

2.4 碾壓過程的控制

由于高等級公路路基壓實(shí)度高于一般公路，所以對碾壓過程的控制就更加嚴(yán)格。一般在碾壓過程中采用先輕后重、先靜后動、先外側(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。

3 碾壓汪意事項(xiàng)

在路基壓實(shí)過程中，我們應(yīng)根據(jù)以上影響路基壓實(shí)質(zhì)量的相關(guān)原理，以盡可能小的施工投入來達(dá)到預(yù)期的壓實(shí)效果。因此，在進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)前，我們必須注意好以下幾項(xiàng)壓實(shí)操作事項(xiàng)：

填土層在壓實(shí)前應(yīng)先整平，可自路中線向路堤兩邊作2%～4%的橫坡；壓實(shí)機(jī)具應(yīng)先輕后重，以適應(yīng)逐漸增長的土基強(qiáng)度；碾壓速度應(yīng)先慢后快，以免松土被機(jī)械推走；壓實(shí)機(jī)具的工作路線，應(yīng)先兩側(cè)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(shè)有超高時(shí)，由低的一側(cè)向高的一側(cè)邊緣碾壓以便形成單向路拱橫坡，前后兩次輪跡須重疊15～20cm。壓實(shí)時(shí)非凡注重均勻，否則可能引起不均勻沉陷；在碾壓過程中經(jīng)常檢查土的含水量，并視需要采取相應(yīng)措施。

結(jié)束語：

所上所述，影響路基填筑壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)聯(lián)因素，是多方多面的。有含水量、填料土質(zhì)的原因，也有壓實(shí)機(jī)具的原因；有壓實(shí)方式的原因，也有下臥層自身強(qiáng)度的原因……等等，總之，無論如何，只有當(dāng)我們清楚地了解這些內(nèi)在的或外在的影響因素之后，并掌握正確的壓實(shí)作業(yè)方法，本人堅(jiān)信,路基壓實(shí)問題將不再成為一個(gè)技術(shù)難題。

參考文獻(xiàn)

[1]劉樹良.《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》釋義手冊.人民交通出版社2009年.

[2]《公路路基施工技術(shù)規(guī)范宣貫讀本》(JTG F10-2006) 人民交通出版社 2007年2月.