影響路基壓實(shí)度的因素剖析

劉常福

摘 要：本文從八個(gè)方面對(duì)路基壓實(shí)度的影響進(jìn)行了分析，并做出總結(jié)，以方便在設(shè)計(jì)、設(shè)施中找出控制路基壓實(shí)度的可行辦法。

關(guān)鍵詞：路基；壓實(shí)度；影響

1 地基或下承層的強(qiáng)度對(duì)路基壓實(shí)度的影響

實(shí)踐證明，在填筑路基時(shí)，如果地基沒有足夠的強(qiáng)度，路基的第一層是難于達(dá)到較高的壓實(shí)度的。如地基本身比較濕軟，未經(jīng)處理，直接在上填筑路基，往往會(huì)發(fā)生困難。在填筑第一層甚至第二層時(shí)，層層都難以壓實(shí)。如果用重型機(jī)械碾壓則容易出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象。在這種情況下，應(yīng)該先采取措施處理地基，或先在地基上用砂、砂礫、砂礫土或其它類似的材料填筑一至二層，進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪雺汉笤龠M(jìn)行填土。

2 填土的壓實(shí)性能對(duì)壓實(shí)度的影響

土質(zhì)對(duì)壓實(shí)效果的影響也很大，對(duì)不同土質(zhì)的擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果表明：①不同的土類，有不同的最佳含水量及最大密實(shí)度；②分散性較高（液限較高，粘性較大）的土其最佳含水量的絕對(duì)值較高，而最大密實(shí)度的絕對(duì)值較低。這是由于粘土顆粒細(xì)，比表面積大，需要較多的水份包裹土粒以形成水膜，另外還由于粘土中含有親水性較高的膠體物質(zhì)所致。砂性土的壓實(shí)效果較好，粘性土的壓實(shí)效果較差。所以，在路基工程中，特別強(qiáng)調(diào)要用砂性土填路堤，而不能用粘性土或粉性土填路堤。

3 含水量對(duì)壓實(shí)度的影響

在壓實(shí)過程中，土或材料的含水量對(duì)所能達(dá)到的壓實(shí)度起著非常大的作用。錘擊或碾壓的功需要克服顆粒間的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力，才能使土顆粒產(chǎn)生位移并互相靠近。土的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力是隨壓實(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)功不再能克服土的抗力，壓實(shí)所得的干密度小。當(dāng)土的含水量逐漸增加時(shí)，水在土顆粒間起著潤(rùn)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，單位體積土體中空氣的體積逐漸減小，而固體體積和水的體積則逐漸增加。當(dāng)土的含水量繼續(xù)增加到超過某一限度后，雖然土的內(nèi)摩阻力還在減小，但單位體積土體中的空氣體積已減到最小限度，而水的體積卻在不斷增加。由于水是不可壓縮的，因此在同樣的壓實(shí)功下，土的干密度反而逐漸減小。土的干密度與含水量的這樣一種緊密關(guān)系，就形成了駝峰形擊實(shí)曲線。因此，細(xì)顆粒土以及天然砂礫土、紅土砂礫、級(jí)配碎石、級(jí)配礫石、石灰穩(wěn)定土和水泥穩(wěn)定土等多種路面材料，都只有在一定的含水量條件下才能壓實(shí)到最大干密度。這個(gè)與最大干密度相對(duì)應(yīng)的含水量，通常稱作最佳含水量。最佳含水量是通過擊實(shí)試驗(yàn)求得的。

4 壓實(shí)功能對(duì)壓實(shí)度的影響

壓實(shí)功能（指壓實(shí)工具的重量、碾壓次數(shù)、錘落高度及作用時(shí)間等）對(duì)壓實(shí)效果的影響，是除含水量之外的另一重要因素。試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于同類土壓實(shí)功能增加，其最佳含水量減少，而最大密實(shí)度增加；當(dāng)含水量一定時(shí)，壓實(shí)功越大則密實(shí)度越高。根據(jù)這一特性，在施工中如果土的含水量低于ω0，加水又有困難時(shí)，可采用增加壓實(shí)功能的辦法來提高其密實(shí)度，即采用重碾或增加碾壓次數(shù)，加重落錘或增加落錘高度的辦法。如果土的含水量過大，此時(shí)若增加壓實(shí)功能，必將出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象，壓實(shí)效果很差，造成返工浪費(fèi)。然而當(dāng)壓實(shí)功能增加到一定程度后，土的密度就增加得不顯著，如若再采用增加壓實(shí)功能的辦法來提高土的密實(shí)度就不經(jīng)濟(jì)了，此時(shí)，若不能降低對(duì)密實(shí)度的要求，則應(yīng)采取換土或其它措施來解決。

5 壓實(shí)工具和壓實(shí)方法對(duì)壓實(shí)的影響

從靜力光面鋼輪壓路機(jī)和振動(dòng)壓路機(jī)的各自壓實(shí)特性可以得到如下結(jié)論：用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓時(shí)，振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)下部某一深度，壓實(shí)效果較好；光面鋼輪壓路機(jī)對(duì)上部壓實(shí)效果較好。但兩種壓路機(jī)對(duì)較深的土層，其壓實(shí)度均不能達(dá)到理想的效果。目前，江蘇地區(qū)一般壓實(shí)厚度在20cm之內(nèi)，具體壓實(shí)過程為：先采用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，第一遍應(yīng)不振動(dòng)靜壓，然后先慢后快，由弱振至強(qiáng)振。振動(dòng)壓路機(jī)碾壓結(jié)束，采用光面鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓遍數(shù)一般在五至七遍，碾壓速度開始時(shí)宜用慢速，最大速度不宜超過4km/h；碾壓時(shí)直線段由兩邊向中間，小半徑曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)，縱向進(jìn)退式進(jìn)行；橫向接頭振動(dòng)壓路機(jī)一般重疊0.4～0.5m；對(duì)三輪壓路機(jī)一般重疊后輪寬的1/2，前后相鄰兩區(qū)段（左壓區(qū)段之前的平整預(yù)壓與其后的檢驗(yàn)區(qū)段）宜縱向重疊1.0～1.5m。在整個(gè)碾壓過程中應(yīng)達(dá)到無漏壓、無死角，確保碾壓均勻。從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況看，按每層20cm厚度用光面鋼輪壓路機(jī)與振動(dòng)壓路機(jī)相結(jié)合進(jìn)行碾壓，能保證每層上下壓實(shí)度均超過規(guī)范要求。羊腳碾最適宜于壓實(shí)粘性土，用羊腳碾碾壓非粘性土的效果較差。羊腳碾的壓實(shí)作用是由下而上的，用羊腳碾碾壓后表層6～10cm的土仍是松的，需要用光面壓路機(jī)壓實(shí)。對(duì)處于平衡含水量下的幾種土，用多種不同機(jī)具壓實(shí)得到的壓實(shí)度結(jié)果表明：①光面壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)適合于壓實(shí)各種土；②對(duì)于砂和砂礫土，輕型光面壓路機(jī)及25t振動(dòng)壓路機(jī)都可以達(dá)到較高的壓實(shí)度，對(duì)于粘性土需要用重型的光面壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)，采用輪胎壓路機(jī)則更合適；③羊腳碾不適宜碾壓砂，但對(duì)其它土都能得到較高的壓實(shí)度。

6 碾壓層的厚度和碾壓遍數(shù)對(duì)壓實(shí)度影響

（1）碾壓厚度。碾壓層的厚度應(yīng)該與所用壓路機(jī)的質(zhì)量或功能相適應(yīng)，它也隨壓路機(jī)的類型而改變。從光面鋼輪壓路機(jī)和振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)效果可以得到：土基的壓實(shí)度高低與碾壓厚度有直接關(guān)系。在沙202國(guó)道紅透山改線K0+700～K0+800處，做了兩組試驗(yàn)，一組為路基土一次填筑的很厚，壓實(shí)厚度達(dá)到40～45cm，然后測(cè)量其不同深度的壓實(shí)度；另外一組為路基土一層的壓實(shí)厚度為20～25cm，然后測(cè)量其不同深度的壓實(shí)度。所得結(jié)果表明，碾壓應(yīng)當(dāng)有適當(dāng)?shù)暮穸?。碾壓層過厚不只是層的下部壓實(shí)度達(dá)不到要求，層的上部的壓實(shí)度也要受到不利的影響。

（2）碾壓遍數(shù)。壓路機(jī)的碾壓遍數(shù)對(duì)路基土的壓實(shí)度的影響是眾所周知的。就是說，用同一壓路機(jī)對(duì)同一種材料進(jìn)行碾壓時(shí)，最初的若干遍碾壓，對(duì)增高材料的干密度影響很大；碾壓遍數(shù)繼續(xù)增加，干密度的增長(zhǎng)率就逐漸減?。荒雺罕閿?shù)超過一定數(shù)值后，干密度實(shí)際上就不再增加了。當(dāng)然，不同的材料或不同的土質(zhì)對(duì)壓實(shí)遍數(shù)要求不同。江蘇地區(qū)以粘土、砂土偏多。而對(duì)于砂土和粘土的壓實(shí)遍數(shù)是不同的，一般砂性土壓實(shí)遍數(shù)少，而粘性土壓實(shí)遍數(shù)多。一般情況下，對(duì)于砂性土應(yīng)達(dá)到五遍以上，而粘性土則需七遍以上才能壓實(shí)到所需要的壓實(shí)度。對(duì)于不同土質(zhì)較可靠的辦法是開始施工時(shí)，應(yīng)多碾壓幾遍，并測(cè)定壓實(shí)度。如合格后可根據(jù)壓實(shí)度情況再確定應(yīng)碾壓的遍數(shù)。

7 填料的級(jí)配對(duì)壓實(shí)度的影響

路基土的級(jí)配好壞對(duì)路基壓實(shí)度的影響也是不可忽視的。實(shí)踐證明，級(jí)配好的填料很容易壓實(shí)，相反，級(jí)配不好的路基填料很難達(dá)到要求的壓實(shí)度。在實(shí)際工作中盡量使用級(jí)配好的填料，如果級(jí)配不好應(yīng)進(jìn)行摻配或采取其它方法。

8 檢測(cè)方法不同對(duì)壓實(shí)度的影響

在進(jìn)行路基壓實(shí)度的檢測(cè)過程中，不同的檢測(cè)方法都會(huì)產(chǎn)生一些誤差，在工作中要多次試驗(yàn)多次校正，而且必須保證在室內(nèi)得到的填土的最大干容重和最佳含水量的準(zhǔn)確性。在同一地點(diǎn)用核子密度儀測(cè)得的壓實(shí)度較用灌砂法測(cè)得的結(jié)果小，而測(cè)得的含水量卻比灌砂法大，對(duì)于不同的填土這種偏差也不相同。因此，在對(duì)路基壓實(shí)度評(píng)價(jià)時(shí)，不能單純用一種檢測(cè)方法，在實(shí)際工作中要用灌砂法來對(duì)核子法進(jìn)行校正。

參考文獻(xiàn)

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