土方路基施工中壓實(shí)度的控制

曹 雪 平

(榆社縣交通運(yùn)輸局,山西 榆社 031800)

0 引言

路基是路面結(jié)構(gòu)及道路行駛車輛的承載體，對(duì)車輛在道路上的行車平穩(wěn)性和安全性具有十分關(guān)鍵的影響作用。壓實(shí)度的控制是土方路基施工中的一個(gè)關(guān)鍵問題，該問題直接關(guān)系到路基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性，影響到路面的實(shí)用性。為此，對(duì)土方路基施工中壓實(shí)度的控制進(jìn)行研究探討，尋找切實(shí)可行的控制方案，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 路基壓實(shí)度影響因素

進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)可知，影響路基壓實(shí)度的主要因素包括含水量、土的顆粒組成及壓實(shí)功。但在施工現(xiàn)場(chǎng)，路基壓實(shí)度影響因素更為豐富和復(fù)雜，除了含水量、壓實(shí)功外，碾壓層厚度、壓實(shí)機(jī)械、碾壓遍數(shù)、地基強(qiáng)度等都會(huì)對(duì)路基壓實(shí)度產(chǎn)生不可忽視的影響。

1.1 含水量

土壤含水量對(duì)路基施工的壓實(shí)度具有十分重要的作用。在壓實(shí)過程中，壓實(shí)功要想讓土壤顆粒產(chǎn)生位移并相互靠近，必須先克服土壤顆粒之間的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力，而土的含水量會(huì)影響到土顆粒間的內(nèi)摩阻力。當(dāng)土含水量小時(shí)，土顆粒之間的內(nèi)摩阻力大，在壓實(shí)功的作用下路基被壓實(shí)到某一程度后，土的抗力超過壓實(shí)功，壓實(shí)度到了限度，所得干容重小。隨著土含水量的逐漸增加，土顆粒間的內(nèi)摩阻力將逐漸減小，因?yàn)樗馨l(fā)揮潤(rùn)滑作用。也就是說，在一定條件下，同樣的壓實(shí)功，土的含水量越大，該壓實(shí)功能得到的干容重越大。當(dāng)土含水量增加到一定限度后，土的內(nèi)摩阻力仍然在減小，但單位土體中的空氣體積減少到最小限度，而水的不可壓縮的體積仍然在不斷增加，此時(shí)，同樣的壓實(shí)功得到的干容重反而會(huì)逐漸減小。根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)土的含水量為最佳含水量±2%時(shí)是最佳碾壓條件。

1.2 土質(zhì)

土的壓實(shí)性能受土質(zhì)的影響。最適合作為路基的土是砂礫土、砂土、亞砂土這些容易壓實(shí)而又具有一定穩(wěn)定性的土，這些土遇水不會(huì)出現(xiàn)過分泡軟現(xiàn)象，沉陷性小。粉土、細(xì)亞砂土也比較容易壓實(shí)，但其容易過分泡軟而失去承載力。亞粘土、重亞粘土比較難壓實(shí)，但其粘性、不透水性比粉土更高。粘土是最難壓實(shí)的土質(zhì)，具有液限大、最佳含水量大、最大干容重小的特點(diǎn)，在潮濕狀態(tài)下，粘土穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)剪切現(xiàn)象。脹縮性粘土、有機(jī)質(zhì)土都不適于用來填筑路基，容易因壓實(shí)不足而造成嚴(yán)重沉陷。石灰土和水泥土也不是填筑路基的好材料，很難達(dá)到壓實(shí)度。

1.3 壓實(shí)機(jī)械

土方路基施工中選用的壓實(shí)機(jī)械也會(huì)對(duì)壓實(shí)度造成一定的影響，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和要求選擇合適的壓實(shí)機(jī)械。若選用輕型壓路機(jī)進(jìn)行路基壓實(shí)施工，則只能得到較小的密實(shí)度；若選用重型壓路機(jī)，則可得到較大密實(shí)度。在重量相同的情況下，振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)效果比鋼輪壓路機(jī)更好，能得到更大的密實(shí)度，且作用于路基更深處。輕型、中型光面壓路機(jī)適用于預(yù)壓，中型光面壓路機(jī)適合用于低粘性土或非粘性土的壓實(shí)，而重型光面壓路機(jī)則可用于粘性土的壓實(shí)。必須注意的是，重型光面壓路機(jī)并不適用于碾壓無粘性的砂。輪胎壓路機(jī)利用充氣輪胎和懸掛裝置的可變性使輪胎與土層保持接觸，從而實(shí)現(xiàn)壓實(shí)。輪胎壓路機(jī)具有可調(diào)節(jié)自重，接觸面大，壓實(shí)深度大等顯著優(yōu)點(diǎn)，適于碾壓粘性土。振動(dòng)壓路機(jī)適合用于粘性較小的土、砂礫土與碎石混合料的壓實(shí)，具有很好的壓實(shí)功能，可通過自帶的調(diào)頻裝置調(diào)整振動(dòng)強(qiáng)度從而兼作輕型、中型、重型壓路機(jī)。

1.4 碾壓層厚度、碾壓遍數(shù)

碾壓層厚度、碾壓遍數(shù)也對(duì)土方路基施工中壓實(shí)度具有影響力，如果碾壓層過厚，則下層壓實(shí)度不能滿足要求，而上層則容易出現(xiàn)過度碾壓情況。為此，碾壓層的厚度應(yīng)適宜，最好能適應(yīng)壓路機(jī)的重量、功能，隨壓路機(jī)械的變化而變化。眾所周知，碾壓遍數(shù)對(duì)路基壓實(shí)度具有重要的影響作用。在材料相同，壓實(shí)機(jī)械相同的條件下，最初若干遍的碾壓能對(duì)材料干容重產(chǎn)生很大的影響，大幅度增高干容重，而隨著碾壓遍數(shù)的增加，干容重的增加速率逐漸降低，當(dāng)碾壓遍數(shù)達(dá)到一定程度后，實(shí)際干容重將不再增加。在土方路基施工中，應(yīng)先確定碾壓層厚度和碾壓遍數(shù)，以確保施工后能滿足密實(shí)度要求。通常情況下，為了使碾壓后壓實(shí)度滿足要求，應(yīng)將每層填土厚度控制在15 cm～20 cm之間。

1.5 地基強(qiáng)度

根據(jù)土方路基施工的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，如果地基強(qiáng)度不夠，則回填第1層將難以達(dá)到壓實(shí)度，甚至導(dǎo)致回填第2層無法進(jìn)行碾壓，若采用重型壓路機(jī)進(jìn)行路基碾壓常常會(huì)出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象，且碾壓越多，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重。原狀土的密實(shí)度、強(qiáng)度如果不足，將對(duì)路塹的表面碾壓產(chǎn)生直接影響。因此，處理基底時(shí)必須保證基底強(qiáng)度足夠，以確保上層部位的壓實(shí)度能達(dá)到相關(guān)要求。

2 土方路基壓實(shí)施工技術(shù)及要點(diǎn)

土方路基壓實(shí)施工是一個(gè)比較明確的施工工序，其施工過程需做好對(duì)路基填料的選擇及質(zhì)量控制工作，并選擇適宜路段進(jìn)行試驗(yàn)性施工，最后應(yīng)在實(shí)際路基施工全過程進(jìn)行有效的質(zhì)量管控，確保土含水量、壓實(shí)厚度、壓實(shí)工藝都是最適宜的。

2.1 路基填料的選擇控制

對(duì)高速公路路基進(jìn)行壓實(shí)施工時(shí)，可采用填方或挖方這兩種工藝，以所需高程為依據(jù)明確路基填筑要求，從而選擇合適的路基填料。不同類型的土的物理特性存在顯著的差別，為了使路基施工時(shí)壓實(shí)度能滿足相關(guān)要求，應(yīng)選擇容易壓實(shí)且具有較高穩(wěn)定性的土體。粘土、粉土是路基的主要填料，在含水率較小的情況下就能很容易的壓實(shí)到要求的密度。淤泥土、軟土、膨脹土等具有含水率高、透水性差的特點(diǎn)，壓實(shí)難度較大，很難滿足壓實(shí)要求，為此，很少用于路基填料，若需要選擇這些土體作為填料，必須經(jīng)過專門試驗(yàn)分析。

確定路基填料后應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，首先是液塑限試驗(yàn)、含水量試驗(yàn)、密度試驗(yàn)，通過這些試驗(yàn)分析土體的特性參數(shù)，確定其是否適用于路基填土。接著進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn)，確定其壓實(shí)最大干密度與最佳含水率的關(guān)系，為實(shí)際施工提供數(shù)據(jù)支持。

2.2 試驗(yàn)路段的試驗(yàn)施工

為了選擇合理的路基分層壓實(shí)施工方法，應(yīng)選擇合適的路段進(jìn)行試驗(yàn)施工，以便能為實(shí)際的大規(guī)模壓實(shí)施工提供技術(shù)參數(shù)、施工方案的參考。試驗(yàn)路段必須在施工現(xiàn)場(chǎng)，以確保其能代表本工程的路基特性。試驗(yàn)施工采用的壓實(shí)機(jī)械應(yīng)與實(shí)際施工相同，在試驗(yàn)施工階段應(yīng)詳細(xì)記錄過程中獲得的填土特性、鋪土厚度、壓實(shí)后厚度、碾壓遍數(shù)等參數(shù)，為實(shí)際施工提供參考數(shù)據(jù)。

2.3 土方路基施工要點(diǎn)

第一，下覆土層施工檢查。下覆土層對(duì)路基填土的壓實(shí)施工具有顯著的影響，進(jìn)行土方路基施工時(shí)必須掌握下覆土層基本特性，若其強(qiáng)度、穩(wěn)定性均很好，能滿足相關(guān)要求，則不需進(jìn)行人為的施工處理；若下覆土層為淤泥土、軟土等強(qiáng)度、穩(wěn)定性均不夠的土體，若土層厚度不大，則需采取砂石換填的處理措施。第二，測(cè)定填土含水率。在進(jìn)行壓實(shí)施工之前，必須確定填土的含水量，以明確要達(dá)到最佳壓實(shí)度需進(jìn)行幾次壓實(shí)，并選擇合適的壓實(shí)方法。在壓實(shí)施工過程應(yīng)盡可能地進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，以避免填土受雨淋，含水率發(fā)生較大變化。

3 結(jié)語

土方路基壓實(shí)施工是一項(xiàng)比較復(fù)雜的施工工序，受到多種因素的影響。為了保證土方路基壓實(shí)施工的壓實(shí)度能滿足施工要求，必須對(duì)路基壓實(shí)度的影響因素進(jìn)行分析研究和有效的控制，采取科學(xué)合理的質(zhì)量控制技術(shù)，明確施工要點(diǎn)，選擇適宜的路基材料、試驗(yàn)路段。