公路施工中路基壓實(shí)常見問題及應(yīng)對(duì)措施

褚鐵成

（承德市交通運(yùn)輸局機(jī)械設(shè)備管理處，河北 承德 067000）

0 引言

公路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性是決定公路使用效果和壽命的重要因素之一，而公路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性又很大程度上決定于施工過程中路基的壓實(shí)。許多剛建成的道路沒有使用多久就出現(xiàn)早期破壞，導(dǎo)致這一問題的主要原因之一是在施工過程中路基壓實(shí)未采取科學(xué)合理的壓實(shí)方法、填筑材料選擇不當(dāng)，造成壓實(shí)度未達(dá)標(biāo)。因此，嚴(yán)格控制公路路基壓實(shí)施工的質(zhì)量，采取科學(xué)有效的措施解決路基壓實(shí)的常見問題具有重要意義。

1 公路施工中路基壓實(shí)常見問題

1.1 填筑材料選擇不當(dāng)

填筑材料選擇不當(dāng)主要包括填土的顆粒過大（大于10cm）、顆粒之間的孔隙過大和采用不符合規(guī)范要求的填筑材料（天然稠度小于1.1，液限大于40，塑性指數(shù)大于18）等。此外，路基填土壓實(shí)的問題還涉及土的基本性質(zhì)，不同類土對(duì)外界作用反應(yīng)不同，從而出現(xiàn)不同的壓實(shí)效果。

1.2 壓實(shí)機(jī)械選擇不當(dāng)

每一臺(tái)壓實(shí)機(jī)械都有其適用范圍，而且土質(zhì)不同，所使用的機(jī)械也可能有所不同，這需要根據(jù)具體的工程情況進(jìn)行選擇。但在實(shí)際工程中，許多施工人員忽視機(jī)械的合理選擇，錯(cuò)誤地認(rèn)為對(duì)壓實(shí)效果影響不大，施工現(xiàn)場經(jīng)常沒有合適的機(jī)械，或基于節(jié)約成本和加快進(jìn)度等考慮，未對(duì)壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行更換。壓實(shí)機(jī)械選擇不當(dāng)主要表現(xiàn)在選擇的壓實(shí)機(jī)械功率過小或過大。若機(jī)械功能過低則無法達(dá)到預(yù)期的壓實(shí)效果，而機(jī)械功能過高又會(huì)造成機(jī)械的嚴(yán)重浪費(fèi)。

1.3 壓實(shí)方法不當(dāng)

相對(duì)其他問題而言，壓實(shí)方法是問題出現(xiàn)最多的環(huán)節(jié)。壓實(shí)方法要根據(jù)填筑材料、土質(zhì)、壓實(shí)機(jī)械以及施工要求等進(jìn)行確定，其中有許多未知因素和不可控因素，因此壓實(shí)方法不當(dāng)是路基壓實(shí)最常見問題之一，施工技術(shù)人員要給予足夠的重視。下面主要從碾壓厚度和碾壓遍數(shù)兩個(gè)方面進(jìn)行闡述。

1.3.1 碾壓厚度

路基施工中碾壓厚度是根據(jù)多方面情況確定的。碾壓層厚度過大，不僅會(huì)導(dǎo)致下層壓實(shí)度無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且會(huì)嚴(yán)重影響上層壓實(shí)度。碾壓層厚度主要根據(jù)所使用的壓實(shí)機(jī)械來確定。若使用12～15t三輪壓路機(jī)進(jìn)行路基壓實(shí)，壓實(shí)厚度通?？刂圃?.15～0.18m；若采用大型振動(dòng)壓路機(jī)或重型輪胎壓路機(jī)，壓實(shí)厚度可達(dá)0.25m左右。

1.3.2 碾壓次數(shù)

土的干密度是衡量壓實(shí)度的一個(gè)重要依據(jù)，與碾壓次數(shù)有直接關(guān)系。工程試驗(yàn)證明，土的干密度在早期隨碾壓次數(shù)的增加而迅速增大；達(dá)到一定階段后，干密度雖然會(huì)隨碾壓次數(shù)的增加而繼續(xù)增加，但增長速度明顯變慢；當(dāng)碾壓次數(shù)超過一定數(shù)值后，干密度實(shí)際上會(huì)停止增長。當(dāng)前在實(shí)際工程中，往往出現(xiàn)碾壓次數(shù)不夠的問題，導(dǎo)致土的干密度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，道路建成以后，在過往車輛和路堤自重荷載的作用下出現(xiàn)不均勻沉降，嚴(yán)重影響道路的使用壽命。

1.4 土的含水量控制不當(dāng)

土的含水量控制不當(dāng)主要指過干或者過濕。取土?xí)r，若自然狀態(tài)下的土的含水量與最佳含水量相差較大，則當(dāng)明顯低于最佳含水量時(shí)便會(huì)導(dǎo)致填土過干，從而對(duì)路基的壓實(shí)度造成很大影響；若備土使用之前遇到大雨，造成填土過濕，施工單位如果沒有采取措施就直接使用，也會(huì)對(duì)路基的壓實(shí)度造成很大影響。

2 解決公路施工路基壓實(shí)常見問題的措施

2.1 平整度控制

路基施工中，用推土機(jī)和平地機(jī)結(jié)合人工通過直線段每20m設(shè)置一個(gè)斷面、曲線段每10m設(shè)置一個(gè)斷面的方式來控制標(biāo)高，應(yīng)嚴(yán)格按要求操作以達(dá)到規(guī)定的平整度。

2.2 土的含水量控制

在土達(dá)到最佳含水量時(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。施工過程中應(yīng)連續(xù)作業(yè)，減少淋雨和暴曬，防止土壤中的含水量發(fā)生大的變化。在施工現(xiàn)場可用肉眼檢驗(yàn)法和含水量快速測(cè)定儀判斷各段土質(zhì)和含水量，以決定加水?dāng)?shù)量或晾曬時(shí)間。在土場中取土?xí)r注意區(qū)分不同種類的土，分層或分片挖取，在路基上盡量把不同種類的土分段填筑。

2.3 合適填土材料的選擇

選擇填土材料應(yīng)在考慮經(jīng)濟(jì)性、施工便利性以及滿足設(shè)計(jì)要求的前提下優(yōu)先選擇項(xiàng)目所在地能提供的材料。填筑材料一般為土、碎石、砂礫和石屑等。其中，土的工程性質(zhì)較為穩(wěn)定且最為經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用最為廣泛。但并不是所有種類的土都能用于路基施工?？捎糜诼坊┕さ耐林饕形孱悾悍坌酝?、粘性土、砂土、砂性土和重粘土。在這五類中，粉性土易被壓碎且易成流體狀態(tài)，不適合作路基填筑材料，在實(shí)際工程中應(yīng)用很少；粘性土的可塑性和粘結(jié)性均十分良好，但存在毛細(xì)管現(xiàn)象顯著、有明顯的膨脹性的不足，會(huì)給土的壓實(shí)帶來很大困難；砂土透水性能好、摩擦系數(shù)大，但顆粒之間粘結(jié)性差、易松散，并不是路基填筑材料的理想選擇；砂性土既含有一定數(shù)量的粗顆粒，又含有一定數(shù)量的細(xì)顆粒，前者能夠確保路基獲得較大的內(nèi)摩擦力，而后者能夠使其擁有較好的粘結(jié)力，不致過分松散且易被壓實(shí)，并易構(gòu)成平整緊密的表面，是填筑路基的良好材料。

2.4 壓實(shí)機(jī)械的選擇

路基施工過程中，要根據(jù)項(xiàng)目的具體情況、填筑材料的具體類別以及設(shè)計(jì)要求選擇壓實(shí)機(jī)械。平碾壓路機(jī)的輪與填筑材料的接觸面積非常大，因此其單位面積的壓力相對(duì)較小，通常會(huì)出現(xiàn)上層碾壓密實(shí)度大于下層的情況。靜作用壓路機(jī)由于作用力較小，因此比較適用于公路工程的薄層填土或表面壓實(shí)。相對(duì)前兩種壓實(shí)機(jī)械而言，振動(dòng)平碾壓路機(jī)的作用力較大，可用于碎石類土、雜填土或粉土等填筑材料的壓實(shí)，適用范圍較大。此外，還有一些小型打夯機(jī)，如蛙式打夯機(jī)、柴油打夯機(jī)和電動(dòng)打夯機(jī)等，可適用黏性較低的土類，而且還可以與其他大型壓實(shí)機(jī)械配合使用。使用大型壓路機(jī)時(shí)，必然會(huì)存在一些邊角部位無法進(jìn)行碾壓，可用打夯機(jī)進(jìn)行處理。綜上所述，正確選擇壓實(shí)機(jī)械對(duì)提高路基壓實(shí)質(zhì)量具有重要作用。

2.5 壓實(shí)方法的合理選擇

施工填土?xí)r盡量采用同類土進(jìn)行填筑，并將填土的含水率控制在最佳含水量范圍之內(nèi)。若采用不同性質(zhì)的土填筑時(shí)，要按土的類別進(jìn)行有規(guī)則地分層填鋪，將透水性大的土層置于透水性小的土層之下，不得進(jìn)行混雜使用，且邊坡不得使用透水性較小的土進(jìn)行封閉，以利于其水分的排除和基土的穩(wěn)定，避免在填方內(nèi)形成水囊，產(chǎn)生滑動(dòng)現(xiàn)象。

填土要從最低處開始，由下往上進(jìn)行，按整個(gè)寬度分層鋪墊碾壓。在地形起伏較大的地方，需要對(duì)填筑材料進(jìn)行接槎施工；分段填筑時(shí)，接槎處要重疊碾壓，不宜小于0.5m，上下層的錯(cuò)縫長度不宜小于1.0m。

填土?xí)r需要對(duì)下沉高度進(jìn)行預(yù)留，因?yàn)樵谔钔磷灾?、行車荷載以及自然力作用下，填筑材料會(huì)逐漸密實(shí)下沉，其下沉的高度要根據(jù)土的工程性質(zhì)、填筑高度等多種因素綜合考慮，一般砂性土為1.5%，粉質(zhì)黏土為3%～3.5%。使用路基壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)時(shí)，要采用“薄填、慢駛、多次”的壓實(shí)方法，且每次填土厚度不宜過大，最好小于30cm；碾壓方向也十分重要，應(yīng)該從兩邊向中間進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)時(shí)碾輪路線需要一定的重疊，以避免漏壓，每次重疊寬度為20cm左右。邊角和邊坡邊緣等壓實(shí)不到之處，可使用人力夯或小型夯實(shí)機(jī)具進(jìn)行夯實(shí)。壓實(shí)密實(shí)度除另有規(guī)定外，應(yīng)壓至輪子下沉量不超過1～2cm為宜。平碾碾壓完一層后，應(yīng)用人工或推土機(jī)將表面拉毛。土層表面太干時(shí)，應(yīng)灑水濕潤，繼續(xù)回填，以保證上、下層接合良好。用鏟運(yùn)機(jī)及運(yùn)土工具進(jìn)行壓實(shí)時(shí)，鏟運(yùn)機(jī)及運(yùn)土工具的移動(dòng)須均勻分布于全部填筑層，逐次卸土碾壓。

壓實(shí)過程中要嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制和檢驗(yàn)，填土施工過程中應(yīng)檢查排水措施，控制每層填筑厚度、含水量和壓實(shí)程序。

對(duì)有密實(shí)度要求的填方，在夯實(shí)或壓實(shí)之后，要對(duì)每層回填土的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，一般采用環(huán)刀法（或灌砂法）取樣測(cè)定土的干密度，求出土的密實(shí)度；或用小型輕便觸探儀直接通過錘擊數(shù)來檢驗(yàn)干密度和密實(shí)度，符合設(shè)計(jì)要求后，才能填筑下一層。

填土壓實(shí)后的干密度應(yīng)有90%以上符合設(shè)計(jì)要求，其余10%的最低值與設(shè)計(jì)值之差，不得大于0.08t／m3， 且不應(yīng)集中。

3 結(jié)語

公路施工過程中確保路基壓實(shí)并且密實(shí)度合格，既是確保公路施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，也是順利實(shí)現(xiàn)公路的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)價(jià)值的重要保證。良好的壓實(shí)度可以使路基土的強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，從而減小路基在道路建成后在行車荷載和道路自重作用下的變形，還可以使路基土的不透水性和強(qiáng)度穩(wěn)定性都有一定程度的提高，增強(qiáng)道路的使用性能、延長道路的使用壽命。

[1]劉肇生.含砂低液限粉土的擊實(shí)試驗(yàn)與研究[J].公路， 1994， （8）： 29-31.

[2]申愛琴，鄭南翔，蘇毅，等.含砂低液限粉土填筑路基壓實(shí)機(jī)理及施工技術(shù)研究[J].中國公路學(xué)報(bào)， 2000， 13（4）：12-15.

[3]文暢平.路基填筑碾壓工藝及質(zhì)量控制的研究[D].長沙：中南大學(xué)，2005.