淺談如何控制路基壓實度的質(zhì)量

張 娜

(伊犁公路管理局伊寧公路管理分局)

土作為填筑路基的一種建筑材料，在填筑過程中必須分層進(jìn)行壓實，目的在于提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低路基的透水性，從而保證路面具有足夠的抵抗車輛荷載作用的力學(xué)強(qiáng)度和穩(wěn)定性能，提高道路的使用年限。路基和回填土的壓實是公路工程施工過程中的一個重要環(huán)節(jié)，壓實度越高，密實度越大，材料整體性能越好。壓實后的土需經(jīng)壓實度檢驗合格后方可填筑下一層，若路基壓實質(zhì)量未達(dá)到要求就急于填筑路面，路基會產(chǎn)生變形，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)破壞。

1 影響壓實效果的主要因素

1.1 土質(zhì)的影響

不同類別的土，其最大干密度及最佳含水量都不相同。砂性土的擊實曲線較緩，適宜的最佳含水量范圍較大，施工時容易壓實，黏性土的擊實曲線較陡，最大干密度較小，施工時很難控制含水量，不易壓實。根據(jù)試驗得知在相同的壓實功作用下，不同的土類具有不同的最佳含水量和最大干密度。在同一壓實功能作用下，含粗顆粒較多的土，其最大干密度越大，而最佳含水量越小，即隨著粗粒土增多，其擊實曲線的峰點越向左上方移動。在道路施工時，應(yīng)根據(jù)不同取土場的不同土類，分別確定其最大干密度和最佳含水量。

1.2 含水量的影響

土的含水量對壓實效果起著關(guān)鍵作用，當(dāng)土中含水量過大時，孔隙中出現(xiàn)了自由水，壓實時不可能使氣體排出，壓實效果反而降低。當(dāng)土中含水量較小時，土粒間引力較大，土粒相對移動不容易，因此壓實效果差，所以，只有在土的最佳含水量時才會以最小的壓實功取得最好的壓實效果。

1.3 平整度

路基土方只有具有良好的平整度才能得到均勻的壓實，保證壓實的效果。

1.4 碾壓

對于同一類土，其最佳含水量隨著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(dāng)土偏干時，增加壓實功能對提高土的干密度影響較大，偏濕時則收效甚微。當(dāng)土的含水量在最佳含水量時，如能保證足夠的壓實功，壓實度就很容易達(dá)到要求。所以，壓實過程中要有足夠的壓實功，但不能單純靠增大壓實功來提高土的壓實度。壓實功要適可而止，千萬不要過度碾壓，否則表面一定深度會被震酥，壓實效果反而不好。

1.5 分層填筑的厚度

壓實土層的密實度隨深度遞減，如果松鋪厚度太大，是需要提高壓實功或更換更重型或壓實功率更大的壓實機(jī)具才能達(dá)到規(guī)定壓實度，或者根本達(dá)不到規(guī)定壓實度，非但這層的壓實度達(dá)不到要求還影響到碾壓層上層的壓實度，所以，不同壓實機(jī)具壓實不同土質(zhì)應(yīng)確定適宜的厚度。

1.6 壓實工具

不同的壓實工具，其壓力傳播的有效深度也不同。一種機(jī)具的作用深度，在壓實過程中不是固定不變的，土體松軟壓力傳播較深，隨著碾壓遍數(shù)增加，上部土層逐漸密實，土的強(qiáng)度相應(yīng)提高，其作用深度也就逐漸減小。當(dāng)壓實機(jī)具的重量不大時，荷載作用時間越長，土的壓實度越高，則密實度的增長速度隨時間而減小;當(dāng)壓實機(jī)具很重時，土的密實度隨施荷時間增加而迅速增加，超過某一限度后，土的變形急劇增加，甚至達(dá)到破壞;當(dāng)壓實機(jī)具過重，以至超過土的強(qiáng)度極限時，會立即引起土體結(jié)構(gòu)破壞。

壓實過程中，壓路機(jī)速度的快慢對壓實效果也有影響，當(dāng)對壓實度要求較高，以及鋪土層較厚時，行駛速度要慢一些。碾壓開始宜用慢速，隨著土層的逐漸密實，速度逐步提高。開始時土體較松，強(qiáng)度低，適宜先輕壓，隨著土體密度的增加，再逐步提高碾壓強(qiáng)度。正式碾壓時，若為振動壓路機(jī)，第一遍應(yīng)靜壓，然后振動碾壓，且由弱振至強(qiáng)振。這樣的話，既能使整個填土層達(dá)到良好、均勻的壓實效果，還保證了路基的平整度。

路基填土層的壓實厚度和壓實遍數(shù)與壓實機(jī)械類型、土的種類、壓實度要求有關(guān)，具體應(yīng)通過做試驗段來確定。如果壓實遍數(shù)超過10遍仍達(dá)不到規(guī)定的壓實度要求，則繼續(xù)增加遍數(shù)的效果很小，應(yīng)減小壓實層厚度，或考慮更改碾壓機(jī)械和施工工藝。

2 最大干密度的確定

路基壓實度的合格與否，最終要靠檢測數(shù)據(jù)來確定，而最大干密度的準(zhǔn)確與否對檢測數(shù)據(jù)起著決定性的作用。室內(nèi)試驗得出的最大干密度是壓實度評定的基準(zhǔn)值，直接決定著評定結(jié)果的可靠性，因此，最大干密度的室內(nèi)試驗確定方法應(yīng)原理科學(xué)、數(shù)據(jù)重視性高、操作簡便，且試驗條件應(yīng)與實際壓實條件相接近。由于筑路材料類型不同，最大干密度的室內(nèi)確定試驗方法也有所不同。目前施工中確定最大干密度的常用方法為擊實試驗，這種方法對確定黏性土、黏性土質(zhì)砂、砂的最大干密度比較準(zhǔn)確，對于無粘性自由排水粗粒土和巨粒土的最大干密度采用振動臺法。

2.1 路基土最大干密度確定試驗方法

根據(jù)路基土類別與性質(zhì)的不同，路基土最大干密度試驗方法主要有擊實法、振動臺法和表面振動壓實儀法。擊實試驗是我國路基土最大干密度確定的主要方法，通過試驗得出的擊實曲線，確定最佳含水量和最大干密度。根據(jù)擊實功的不同，可分為重型和輕型擊實，兩個試驗的原理和基本規(guī)律相似，但重型擊實試驗的擊實功提高了4.5倍。按采集土樣的含水量，又分為濕土法和干土法，按土能否重復(fù)使用，也可分為兩種，即土能重復(fù)使用和不能重復(fù)使用。根據(jù)工程的具體要求，按擊實試驗方法的規(guī)定，選擇輕型或重型試驗方法;根據(jù)土的性質(zhì)選用干土法或濕土法，對于高含水量土宜選用濕土法，對于非高含水量土則選用干土法，除易擊碎的試樣外，試樣可以重復(fù)使用。振動臺法與表面振動壓實儀法均采用振動方法測定土的最大干密度。前者是整個土樣同時受到垂直方向的振動作用，而后者是振動作用字土體表面垂直向下傳遞。

2.2 路面基層材料最大干密度確定試驗方法

(1)半剛性基層材料

半剛性基層材料最大干密度目前主要按照《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》JTGE51—2009標(biāo)準(zhǔn)擊實法確定，但當(dāng)粒料含量高時(50%以上)，由于擊實筒空間的限制，現(xiàn)行方法就不能得出真正的最大干密度。若以此為準(zhǔn)，按施工規(guī)范要求的壓實度成型，所測得的強(qiáng)度和有關(guān)參數(shù)偏小，據(jù)此進(jìn)行設(shè)計，勢必造成浪費。同樣，如以此為準(zhǔn)進(jìn)行施工質(zhì)量控制，容易使控制要求偏低，不能保證施工質(zhì)量。

(2)以級配碎石為代表的粒料類基層

粒料類基層材料最大干密度確定試驗方法有重型擊實法和振動法兩種，重型擊實法參照《公路土工試驗規(guī)程》JTGE40-2007擊實試驗，對于大于37.5 mm的顆粒進(jìn)行篩除，利用公式校正計算最大干密度。振動法參考粗粒土、巨粒土和振動法，以振動臺法或表面振動壓實法確定最大干密度。

(3)瀝青穩(wěn)定碎石基層

瀝青穩(wěn)定碎石基層材料標(biāo)準(zhǔn)密度的試驗方法主要有標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾擊實法、大型馬歇爾擊實法、旋轉(zhuǎn)擊實法和振動法。我國主要采用馬歇爾擊實法，對于公稱最大粒徑等于或大于31.5 mm的混合料采用大型馬歇爾擊實法。

2.3 瀝青面層混合料

瀝青面層混合料標(biāo)準(zhǔn)密度試驗方法與瀝青穩(wěn)定碎石基層相同，我國仍以馬歇爾擊實法為準(zhǔn)，密度測定有四種方法:水中重法、表干法、蠟封法、體積法。

3 壓實度的檢測方法

壓實度的檢測方法有環(huán)刀法、灌砂法、灌水法、蠟封法和核子密度儀法。其中環(huán)刀法、灌砂法和核子密度儀法比較常用，環(huán)刀法只適用于細(xì)粒土及無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土，但對無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土，其齡期不宜超過2 d，且宜用于施工過程中的壓實檢測。優(yōu)點是設(shè)備簡單操作方便，缺點是受土質(zhì)限制，當(dāng)環(huán)刀打入土中時產(chǎn)生的應(yīng)力使土松動，因此干密度有所降低。灌砂法適用于在現(xiàn)場測定基層或底基層、砂礫路面及路基土的各種材料壓實層的密度和壓實度，也適用于瀝青表面處治、瀝青貫入式面層的密度和壓實度檢測，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的壓實度檢測，且精度較高，其缺點是檢測速度慢，操作較復(fù)雜，須經(jīng)常測定標(biāo)準(zhǔn)砂的密度和錐體重，結(jié)果容易受到試驗操作人員技術(shù)的影響。核子密度儀法適用于現(xiàn)場用核子密度儀以散射法或直接透射法測定路基或路面材料的密度和含水量，并計算施工壓實度，適用于施工質(zhì)量的現(xiàn)場快速評定，不宜用作仲裁試驗或評定驗收試驗，是一種非破壞性測定方法，檢測速度快不受人為的影響，缺點是不同的土質(zhì)會有不同的誤差，應(yīng)與灌砂法進(jìn)行對比標(biāo)定后方可使用，在施工過程中灌砂法還是被普遍應(yīng)用的。鉆芯法適用于檢驗從壓實的瀝青路面上鉆取的瀝青混合料芯樣試件的密度，以評定瀝青面層的施工壓實度，同時適用于齡期較長的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類基層和底基層的密度檢測。

4 抽樣的方法

在壓實度選點的時候不能選幾個好的地方，選幾個不好的地方，人為因素太強(qiáng)，應(yīng)采用隨機(jī)取樣的方法，排除人的主觀因素，按照數(shù)理統(tǒng)計的原理在檢測時采用隨機(jī)數(shù)表來確定取樣位置。

5 壓實度的評定

(1)路基、基層和底基層:壓實度代表值大于等于壓實度標(biāo)準(zhǔn)值且單點壓實度全部大于或等于規(guī)定值減2個百分點，評定路段的壓實度可得規(guī)定滿分，當(dāng)壓實度代表值大于等于壓實度標(biāo)準(zhǔn)值且單點壓實度全部大于或等于規(guī)定極值時，對于測定值低于規(guī)定值減2個百分點的測點，按其占總檢查點數(shù)的百分率計算扣分值。壓實度代表值小于壓實度標(biāo)準(zhǔn)值或單點壓實度小于規(guī)定極值時，該評定路段壓實度為不合格，評為零分。施工段較短時，分層壓實度應(yīng)點點符合要求，且樣本數(shù)不少于6個。

(2)瀝青路面

當(dāng)壓實度代表值大于等于壓實度標(biāo)準(zhǔn)值且全部測點大于或等于規(guī)定值減1個百分點時，評定路段的壓實度可得規(guī)定的滿分;當(dāng)壓實度代表值大于等于壓實度標(biāo)準(zhǔn)值時，對于測定值低于規(guī)定值減1個百分點的測點，按其占總檢查點數(shù)的百分率計算扣分值。壓實度代表值小于壓實度標(biāo)準(zhǔn)值時，評定路段的壓實度為不合格，評為零分。

只有采用科學(xué)的試驗檢測手段才能對路基壓實度予以正確的評價，保證壓實質(zhì)量。在施工過程中一定要嚴(yán)格按照施工規(guī)范控制施工質(zhì)量，使試驗檢測工作更加科學(xué)化、規(guī)范化。

［1］ 公路土工試驗規(guī)程(JTGE40-2007)［S］.人民交通出版社.

［2］ 公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程(JTGE60-2008)［S］.人民交通出版社.