淺談?dòng)绊懝吠练铰坊鶋簩?shí)的因素

顏 焱

貴州智華建設(shè)工程有限責(zé)任公司，貴州貴陽(yáng) 550081

公路工程土路基的壓實(shí)過(guò)程和結(jié)果受到多種因素的影響，包括內(nèi)因和外因,內(nèi)因?yàn)楹亢屯恋男再|(zhì)；外因?yàn)閴簩?shí)功能與壓實(shí)實(shí)工具和方法等。弄清這些影響，對(duì)于深入了解土的壓實(shí)機(jī)理和指導(dǎo)壓實(shí)工作，具有重要意義。

1 含水量對(duì)壓實(shí)的影響

當(dāng)土中的含水量小于最佳含水量時(shí)密實(shí)度隨含水量的增加而增加；當(dāng)水量達(dá)到最佳含水量時(shí)，密實(shí)度達(dá)到最大值的最佳密實(shí)度；當(dāng)含水量超過(guò)最佳含水量時(shí)，密實(shí)度隨含水量的增加而減小。這表明，在最佳含水量范圍內(nèi)增加土的含水量對(duì)土路基壓實(shí)有良好作用。超過(guò)此范圍，含水量增加反而對(duì)土基壓實(shí)不利。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因的，在最佳含水量范圍內(nèi)，含水量增加，包裹于土粒表面的水膜加厚，相應(yīng)地降低了土粒間的吸引力，減少了土的內(nèi)摩阻力，使土粒在外力作用下易產(chǎn)生相對(duì)位移，重新排列成緊密的新結(jié)構(gòu)，因此，壓實(shí)效果最好；當(dāng)含水量超過(guò)最佳含水量并隨著水量的增加，土粒間的空隙絕大部分被水分充滿，此時(shí)，外力不能直接作用于土粒，而傳給了土粒周圍的水分或封閉的空氣。因此，盡管施加很大的壓實(shí)功能，亦難以改變土粒的本來(lái)位置，土基會(huì)隨著外力的作用而整體移動(dòng)，故壓實(shí)效果很差。路基中的“彈簧土”就是由此產(chǎn)生的。在路基施工中，如果含水量較高，我們只能不用該材料或降低含水量至最佳含水量狀態(tài)，其方法為翻曬。

含水量與強(qiáng)度的關(guān)系和含水量與密度的關(guān)系相似。但有差別，在相同條件下，土體壓實(shí)后獲得的最佳密實(shí)度各最大強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的含水量不相同，最佳密實(shí)度對(duì)應(yīng)的含水量要偏大些。這是因?yàn)楹枯^小時(shí)，土粒間的吸引力較大，需要很大外力才能克服此引力而使土粒移動(dòng)，因而其塑性變形比最佳含水量時(shí)小，其強(qiáng)度亦較最佳含水量時(shí)高。

飽水后土體的密實(shí)度和強(qiáng)度均有所降低，通過(guò)試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，兩者的降低值在最佳含水量處均最小。

2 土質(zhì)對(duì)壓實(shí)的影響

土質(zhì)對(duì)壓實(shí)度的影響也很大。不同的土質(zhì)，有不同的最佳含水量和最佳密實(shí)度；液性、粘性較高的土，其最佳含水量值較高，而最佳密實(shí)度則較低；砂性土的壓實(shí)效果優(yōu)于粘性土，這是因?yàn)橥亮Ｓ?xì)，比表面積愈大，加之粘土中含有親水性較高的膠體物質(zhì)需要較多的水分包裹土粒以形成水膜。砂土的顆粒粗，成松散狀，水分極易散失，壓實(shí)效果不好，最佳含水量的概念對(duì)其沒(méi)有多大意義。亞粘土和亞砂土的壓實(shí)性能較好，而粘性土的壓實(shí)性能較差。包括種植土、膨脹土等的壓實(shí)性能都較差。

3 壓實(shí)功的影響

壓實(shí)功是指壓實(shí)工具、碾壓遍數(shù)或落錘高度、作用時(shí)間等。它對(duì)壓實(shí)度的影響，是除含水量外的另一重要因素。它是影響壓實(shí)度的最重要的外因。試驗(yàn)表明，同一種土的最佳含水量隨著壓實(shí)功的增大而減小，最大密實(shí)度隨著壓實(shí)功的增大而增大。在相同含水量條件下，壓實(shí)功越大，則土的密實(shí)度越大，強(qiáng)度越大，水穩(wěn)性越好。所以，在施工中，如果土的含水量低于最佳含水量而加水有困難，可以用增加壓實(shí)功的方法來(lái)提高其密實(shí)度。但必須注意，用增加壓實(shí)功的方法提高密實(shí)度的效果是有限度的，當(dāng)土的密實(shí)度達(dá)到一定程度后，增加壓實(shí)功對(duì)其密實(shí)度的提高就不明顯了，超過(guò)這一限度，增加壓實(shí)功不但經(jīng)濟(jì)上不合理，甚至由于壓實(shí)功過(guò)大，土基中土粒的結(jié)構(gòu)遭到破壞，反而影響其效果，就相當(dāng)于我們用鏍栓錨固?hào)|西，由于當(dāng)心不牢固，而過(guò)大用力，在超越其強(qiáng)度極限后，它就會(huì)崩斷。因此，用增加壓實(shí)功而增大壓實(shí)度，要有個(gè)度，不能超越。相比之下，嚴(yán)格控制最佳含水量，要比增加壓實(shí)功收效大得多。所以，在土方路基施工中，控制最佳含水量才是關(guān)鍵。

4 壓實(shí)機(jī)具和方法對(duì)壓實(shí)的影響

壓實(shí)機(jī)具的不同，壓力傳布的有效深度也不同。夯擊式機(jī)具的壓力傳布最深，振動(dòng)式次之，碾壓式最淺。但是，一種機(jī)具體的作用深度在碾壓過(guò)程中并不是固定不變的，隨著碾壓次數(shù)的增加，上部土層逐漸密實(shí)，土的強(qiáng)度相應(yīng)提高，其作用深度亦逐漸減小，其荷載傳遞也在逐漸減小，所以在路基施工中，上路床的壓實(shí)度要求要比下路床的高許多。

壓實(shí)機(jī)具重量較小時(shí)，荷載作用的時(shí)間越長(zhǎng)，土的密實(shí)度越高，密實(shí)度的增長(zhǎng)隨著作用時(shí)間的增長(zhǎng)而減小；壓實(shí)機(jī)具較重時(shí)，土的密實(shí)度隨著施加荷載時(shí)間的增長(zhǎng)而迅速增大，但超過(guò)某一時(shí)間限度后，土的變形急劇增加而產(chǎn)生破壞；機(jī)具過(guò)重以至超過(guò)土的強(qiáng)度極限時(shí)，將立即引起土體破壞。所以，在公路土方路基施工中，要選擇合適的壓實(shí)機(jī)具，合理的碾壓遍數(shù)，如規(guī)范要求，在選擇18t～25t壓路機(jī)碾壓時(shí)，其碾壓遍數(shù)宜控制在8～12遍。

碾壓速度也是影響路基壓實(shí)的原因之一，碾壓速度越快，壓實(shí)效果越差，碾壓速度太慢，易使土體推移。碾壓速度宜先快，使松鋪土有一個(gè)簡(jiǎn)單的成形后，再慢慢碾壓幾遍，使土體不再變形后再由慢變快。這樣，容易使土體密實(shí)均勻。

另外，對(duì)于填土路基，攤鋪厚度也會(huì)影響路基的壓實(shí)效果，其攤鋪厚度與壓實(shí)機(jī)具、含水量等也有關(guān)系，壓實(shí)機(jī)具較重，則可以鋪厚些，較輕，則鋪薄些?！豆饭こ淌┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》有要求，對(duì)于高速公路（一級(jí)公路）的路基，其松鋪厚度不宜大于30cm，其它公路不宜大于50cm。

綜上所述，在土方路基施工過(guò)程中，必須控制土的含水量在最佳含水量范圍，根據(jù)土質(zhì)和壓實(shí)機(jī)具的性能，通過(guò)試驗(yàn)，確定合適的分層攤鋪厚度，碾壓次數(shù)以及機(jī)具的行駛速度等，以獲得最佳的壓實(shí)效果和經(jīng)濟(jì)效率。

[1]交通部公路科學(xué)研究院主編.公路路基施工技術(shù)規(guī)范[M].人民交通出版社，2006，11.

[2]胡長(zhǎng)順，黃輝華編著.高等級(jí)公路路基路面施工技術(shù)[M].人民交通出版社，2000，5.

[3]交通部公路科學(xué)研究院主編.公路土工試驗(yàn)規(guī)程[M].人民交通出版社，2007，9.

[4]交通部公路科學(xué)研究院主編.公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程[M].人民交通出版社，2008，9.

[5]交通部公路科學(xué)研究院主編.公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（第一冊(cè)土建工程）[M].人民交通出版社，2005，1.