公路路基壓實(shí)度的影響因素及其控制措施

許義標(biāo)

（安徽水利開發(fā)股份有限公司，安徽 蚌埠 233010）

為了能夠進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提升，國(guó)家正在大力開展公路交通設(shè)施建設(shè)，以此來(lái)促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)。目前我國(guó)已經(jīng)基本上建成了龐大完整的公路路網(wǎng)體系，覆蓋范圍較廣，影響作用極大。但從運(yùn)行能力來(lái)看，一些公路往往會(huì)因?yàn)槁访骈_裂、沉陷等質(zhì)量病害大大的削弱了道路的通行能力，嚴(yán)重的路段甚至?xí)袛嗟缆方煌?，這就對(duì)我國(guó)的交通發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了很大影響，必須要防止這種公路病害的發(fā)生。在經(jīng)過(guò)研究分析后發(fā)現(xiàn)，造成這種路面開裂、沉陷等質(zhì)量問(wèn)題的主要原因是在公路路基施工中路基壓實(shí)度沒有達(dá)到技術(shù)要求的程度，使得公路路基較為松軟，在長(zhǎng)期的荷載作用下出現(xiàn)了不同程度的質(zhì)量病害。以下本文就針對(duì)路基壓實(shí)度控制的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 影響公路壓實(shí)度的因素

路基施工是公路工程的基礎(chǔ)，也是最重要的一個(gè)施工環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量的好壞直接影響著公路的運(yùn)行能力和使用壽命。而對(duì)于路基來(lái)講，壓實(shí)度是其質(zhì)量控制管理的關(guān)鍵。但在實(shí)際的工程施工中，影響路基壓實(shí)度的因素有很多種，本人對(duì)以下影響因素進(jìn)行了分析，影響因素大致有以下幾點(diǎn)：

1.1 含水量

土壤含水量對(duì)壓實(shí)效果的影響比較顯著。當(dāng)含水量較小時(shí)，由于粒間引力使土壤保持著比較疏松的狀態(tài)，土壤中空隙大都互相連通，水少而氣多，在一定的外部壓實(shí)功能作用下，雖然土壤空隙中氣體易被排出，密度可以增大，但由于水膜潤(rùn)滑作用不明顯以及外部功能不足以克服粒間引力，土粒相對(duì)移動(dòng)不容易，因此壓實(shí)效果比較差；土中含水量過(guò)大時(shí)，空隙中出現(xiàn)了自由水，壓實(shí)不能使氣體排出，壓實(shí)功能的一部分被自由水所抵消，減小了有效壓力，壓實(shí)效果反而降低。因此，在最佳含水量情況下壓實(shí)的土水穩(wěn)性最好。

1.2 集料級(jí)配

集料是公路路基施工中的重要材料，集料的級(jí)配是否合理、強(qiáng)度大小、有害物質(zhì)的含量等都會(huì)對(duì)公路的壓實(shí)造成很大影響。尤其是集料的級(jí)配是否合理對(duì)于碾壓后的路基密實(shí)度有著直接影響。這是因?yàn)樵谶M(jìn)行路基的集料進(jìn)行選配時(shí)，若僅僅只采用單一的砂石或者粒徑相同的碎石，是很難將路基碾壓密實(shí)的，必須要選擇不同等級(jí)或粒徑的砂石進(jìn)行集料級(jí)配，才能使公路各層的強(qiáng)度增大，減少各層之間的孔隙率，繼而增大路基的穩(wěn)定性與密實(shí)度。另外，集料都必須要具備一定的強(qiáng)度，只有這樣才能避免因施工材料過(guò)軟或易被壓碎而影響到路基碾壓的密實(shí)度，同時(shí)所使用的集料中所含的有害物質(zhì)含量必須要控制在技術(shù)允許的范圍內(nèi)，如集料中的有機(jī)物質(zhì)、易溶鹽等，這是為了避免在長(zhǎng)期的使用中，有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，出現(xiàn)病害現(xiàn)象，影響到公路的正常使用。

1.3 碾壓厚度

碾壓厚度也是影響路基壓實(shí)度一個(gè)重要因素，而碾壓厚度的確定是要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)所使用的壓實(shí)機(jī)械的性能來(lái)決定的。這是因?yàn)楫?dāng)填筑材料的含水量適當(dāng)時(shí)，碾壓厚度過(guò)大，若壓實(shí)機(jī)械性能較低，就不能將底層的土層完全壓實(shí)，容易留下松軟的土層，給公路施工帶來(lái)一定的質(zhì)量隱患；若碾壓厚度較小，也并非就能實(shí)現(xiàn)最大程度的壓實(shí)度，這是因?yàn)樵谀雺汉穸冗^(guò)小時(shí)，每層之間的結(jié)合性更差，尤其是在最后一層碾壓施工中，若碾壓層厚過(guò)小，就會(huì)使路基與路面分離開來(lái)，使路基的整體性更差。且碾壓厚過(guò)小也會(huì)使機(jī)械在碾壓上層時(shí)涉及到下層，而破壞下層的強(qiáng)度，因而在選擇碾壓厚度值時(shí)也不可一味的考慮取小值。一般來(lái)講，在正常的施工條件下，最佳的碾壓厚度是在12cm-30cm之間。

1.4 碾壓遍數(shù)

壓實(shí)功能對(duì)壓實(shí)效果的影響，是除含水量外的另一重要因素。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。據(jù)此規(guī)律，工程實(shí)踐中可以增加壓實(shí)功能（噸位一定，增加碾壓遍數(shù)），以提高路基強(qiáng)度或降低最佳含水量。但必須指出，用增加壓實(shí)功能的辦法提高土基強(qiáng)度的效果有一定限度，功能增加到一定限度以上，效果提高愈為緩慢。

1.5 碾壓速度

在碾壓的過(guò)程中，速度的控制也是影響路基壓實(shí)度的關(guān)鍵施工因素。實(shí)際上，傳遞到被壓材料層內(nèi)的能量與碾壓速度成反比。在單位面積中，碾壓的速度越小，對(duì)土體的碾壓時(shí)間就越長(zhǎng)，這樣給予土層的壓力也相對(duì)更大一些，有利于實(shí)現(xiàn)更好的碾壓效果。另外，碾壓速度過(guò)快，就會(huì)使土層出現(xiàn)卷起的現(xiàn)象，導(dǎo)致路面不平等，出現(xiàn)起伏現(xiàn)象。為此，在碾壓過(guò)程中，必須要注意嚴(yán)格控制機(jī)械的碾壓速度，根據(jù)實(shí)際情況和土體材料性質(zhì)，決定最佳的碾壓速度。

1.6 碾壓方式

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(wàn)能的，遇到特殊情況，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(guò)后不但密實(shí)而且平整，在有超高路段時(shí)，則宜先低后高。

1.7 壓實(shí)機(jī)械

壓實(shí)機(jī)械對(duì)一定含水量下的路基土和路面材料的壓實(shí)狀態(tài)有很大影響。使用輕型壓路機(jī)只能得到較小的密實(shí)度，而使用重型壓路機(jī)可以得到較大的密實(shí)度，振動(dòng)壓路機(jī)比相同重量的普通鋼輪壓路機(jī)的壓實(shí)效果好得多。根據(jù)土質(zhì)的不同，選擇不同的壓路機(jī)。輕型和中型光面鋼輪壓路機(jī)可用作預(yù)壓，普通的中型光面鋼輪壓路機(jī)更適宜于壓實(shí)低粘性土和非粘性土，重型光面鋼輪壓路機(jī)可壓實(shí)粘性大的土，振動(dòng)式壓路機(jī)適宜壓實(shí)粘性小的土、砂礫土、礫石料、碎石混合料及各種結(jié)合料處治級(jí)配等。

2 路基壓實(shí)度的控制措施

為了能夠更好的控制路基的壓實(shí)度，保證公路的施工質(zhì)量，在進(jìn)行路基壓實(shí)施工時(shí)，必須要采取一定的控制措施來(lái)防止上述影響因素對(duì)路基壓實(shí)度的影響。在此本人提出一些控制建議，具體分析如下所示：

2.1 選擇最佳的路基回填土和集料

在長(zhǎng)期的公路施工實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行路基壓實(shí)時(shí)，所選擇的路基回填土的質(zhì)量以及集料的級(jí)配是非常關(guān)鍵的。一般使用粗粒土進(jìn)行壓實(shí)能夠達(dá)到較好的壓實(shí)效果，尤其是粗粒土的含石率在70%上下時(shí)最佳。但在實(shí)際的公路工程施工中，并非所有的回填土與集料都是粗粒土，這要根據(jù)實(shí)際情況合理選配，盡可能的使用大粒的土塊做級(jí)配試驗(yàn)，來(lái)確定最佳的集料級(jí)配方案。而對(duì)于一些淤泥、凍土或者生活垃圾等土質(zhì)不良的土料是禁止使用在路基的回填施工中的，這是因?yàn)槿绻临|(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(guò)試驗(yàn)。

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（如機(jī)械性能，壓實(shí)時(shí)間與速度，土層厚度）及壓實(shí)時(shí)的外界自然和人為的因素。土質(zhì)對(duì)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 控制最佳含水量

確定最佳含水量的目的是用來(lái)指導(dǎo)施工，為此在施工過(guò)程中，每層碾壓前必須做含水量試驗(yàn)，對(duì)高于最佳含水量的填土必須翻曬處理。對(duì)低于最佳含水量的土要作灑水處理，而加水困難時(shí)，可采用增加壓實(shí)功的方法來(lái)提高路基的壓實(shí)度。因?yàn)槭┕ぴ囼?yàn)表明，同一種土的最佳含水量隨壓實(shí)功的增加而減小，而最佳密實(shí)度隨壓實(shí)功的增加而增大，但使用此方法時(shí)要注意，增加壓實(shí)功時(shí)，壓強(qiáng)不能超過(guò)土的強(qiáng)度極限，否則會(huì)立即引起土基塑性破壞。因此施工中，最好采用按標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)確定的最佳含水量來(lái)控制。

2.3 正確選擇壓實(shí)機(jī)具

壓實(shí)機(jī)具是保證路基壓實(shí)度的重點(diǎn)。實(shí)踐表明，確定壓實(shí)厚度后，選擇合理的壓實(shí)機(jī)具是保證路基壓實(shí)度的前提。當(dāng)填料運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，用平地機(jī)或其它合適的機(jī)具將填料均勻地?cái)備佋陬A(yù)定的寬度上，表面力求平整，并有規(guī)定的路拱、橫坡、同時(shí)攤鋪碾壓超寬部分，攤鋪整型后，當(dāng)填料的含水量等于或略大于最佳含水量時(shí)，立即用18 t～21t兩輪壓路機(jī)或20t振動(dòng)壓路機(jī)靜壓3～4遍，使粗細(xì)料穩(wěn)定就位。在直線上，碾壓從兩側(cè)開始，逐漸錯(cuò)輪向路中心進(jìn)行；在有超高路段上，碾壓從內(nèi)側(cè)開始，逐漸錯(cuò)輪向外側(cè)進(jìn)行。錯(cuò)輪時(shí)每次重疊1/3寬。每靜壓一遍后應(yīng)進(jìn)行找平。靜壓終結(jié)時(shí)，表面應(yīng)平整，并且有要求的路拱與橫坡，這時(shí)可采用20t振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)碾壓6～7遍后，每加壓1遍要檢測(cè)密實(shí)度，對(duì)已達(dá)到密實(shí)度的停止碾壓，否則，壓強(qiáng)超過(guò)土的強(qiáng)度極限會(huì)引起土基塑性破壞。施工實(shí)踐表明，一般靜壓3遍，振動(dòng)碾壓6～7遍時(shí)壓實(shí)效果最好。

結(jié)語(yǔ)

充分壓實(shí)可以發(fā)揮路基土的強(qiáng)度，減少路基在行車荷載作用下產(chǎn)生的永久變形，同時(shí)還可以增加路基土的不透水性和強(qiáng)度穩(wěn)定性，增強(qiáng)道路的使用性能和延長(zhǎng)道路的使用壽命。在具體施工中，理論上的知識(shí)與施工中的具體指導(dǎo)應(yīng)該相結(jié)合，根據(jù)每條路的不同土質(zhì)、天然含水量與最佳含水量，在嚴(yán)格按要求施工的同時(shí)，搞好試驗(yàn)路段。

[1]郭凌霄.影響公路路基壓實(shí)質(zhì)量的幾個(gè)因素[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2006.

[2]王琳婷.路基施工中壓實(shí)度的控制[J].交通科技，2004（05）.

[3]葛勝錦，余培玉．橋梁橋面防水體系的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[J].公路，2008.