公路工程路基路面壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)分析

李成財(cái)

（中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，杭州 311222）

1 引言

公路是我國(guó)交通運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分，城市建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都離不開(kāi)公路運(yùn)輸。公路工程的常見(jiàn)病害主要為路基沉降，路面坑洞、裂縫、蜂窩麻面、車(chē)轍等[1]，公路工程常見(jiàn)病害的發(fā)生大多和公路的路基路面壓實(shí)技術(shù)和效果相關(guān)，路基路面壓實(shí)施工技術(shù)在公路工程施工中發(fā)揮著重要作用。在公路工程施工過(guò)程中應(yīng)運(yùn)用科學(xué)的施工技術(shù)，尤其重視路基路面壓實(shí)施工技術(shù)，提高公路工程的整體質(zhì)量，從而保證公路工程的耐久性和行駛的舒適性。

2 公路工程路基路面壓實(shí)施工技術(shù)的重要作用

公路工程中，路面直接承受汽車(chē)荷載的作用，路基對(duì)路面起著重要的支撐作用。只有在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制路基路面的壓實(shí)質(zhì)量，才能保證路基路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)公路工程的使用功能。在公路工程施工中，路基路面的壓實(shí)是關(guān)鍵施工工序，對(duì)公路路基路面的施工質(zhì)量起著決定性作用。

路基路面壓實(shí)施工技術(shù)有著重要作用，主要表現(xiàn)在以下方面：

1）有利于提高公路工程路基路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和承載能力。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，公路交通和運(yùn)輸需求仍在與日俱增，各類重型貨車(chē)及其載重量對(duì)路基路面的承載力也提出了更高的要求。在公路工程施工中，有效應(yīng)用路基路面壓實(shí)施工技術(shù)，加強(qiáng)公路路基路面的壓實(shí)控制，能夠極大地提高路基路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和承載能力，減少公路塌陷或者不可逆變形等狀況的出現(xiàn)。

2）有利于提高公路工程路基路面的平整度。在公路工程施工過(guò)程中，路基路面要經(jīng)過(guò)分層壓實(shí)、質(zhì)量檢測(cè)和驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后才能進(jìn)入下一工序的施工。如果壓實(shí)質(zhì)量控制不到位，在施工階段未壓密實(shí)的路基路面受重型施工車(chē)輛碾壓后會(huì)造成已施工的路基路面局部沉降，從而導(dǎo)致路基路面凹凸不平、平整度不佳，進(jìn)而影響下一層或整個(gè)路基路面的壓實(shí)施工質(zhì)量及平整度。運(yùn)營(yíng)階段受長(zhǎng)時(shí)間的車(chē)輛碾壓會(huì)造成道路不均勻沉降，逐漸出現(xiàn)凹陷、裂縫或者斷裂的情況。因此，在公路工程施工中，嚴(yán)格控制路基路面壓實(shí)度，能夠有效解決施工期過(guò)程平整度和運(yùn)營(yíng)期道路平整度問(wèn)題。

3）有利于提高公路工程路基路面的穩(wěn)定性。在公路工程運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，夏季雨水沖刷、冬天凍融、河水或地下水浸泡等環(huán)境因素會(huì)對(duì)路基路面的穩(wěn)定性造成較大的影響。通過(guò)對(duì)路基路面的壓實(shí)施工質(zhì)量進(jìn)行控制，能夠有效減小填筑材料之間的空隙，極大地增強(qiáng)路基路面結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，不僅能為人們的交通運(yùn)輸提供便利，還能有效減少后期的維修養(yǎng)護(hù)工作，節(jié)省人力和物力，同時(shí)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3 公路工程路基路面壓實(shí)施工質(zhì)量的影響因素

在公路工程建設(shè)中，路基路面壓實(shí)施工是非常重要的工作內(nèi)容，它會(huì)受到多種因素的影響。公路工程施工單位要從壓實(shí)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)入手，采取有效措施提高公路工程路基路面壓實(shí)施工的質(zhì)量。

3.1 路基填料的含水量

填料的含水量較低時(shí)，由于填料顆粒間的引力作用，使土層保持著比較疏松的狀態(tài)或凝聚結(jié)構(gòu)。填料中孔隙相互連通，水少氣多，壓實(shí)機(jī)械碾壓時(shí)，雖然顆?？紫吨械臍怏w易被排出，填料的密實(shí)度可以增大，但由于缺少水膜的潤(rùn)滑作用，外部碾壓作用不足以克服填料間的引力和摩阻力，顆粒間相對(duì)移動(dòng)不顯著，因此，壓實(shí)效果較差[2]。

填料含水量逐步增大時(shí)，水膜變厚，土塊變軟，顆粒間的引力和摩阻力也相應(yīng)減小，在壓實(shí)機(jī)械的碾壓作用下，土粒逐步擠密，壓實(shí)效果漸佳。填料在最佳含水量時(shí)，雖然顆?？紫渡龠B通或不連通，孔隙中的水和氣處于封閉狀態(tài)而不能排出，碾壓時(shí)填料內(nèi)產(chǎn)生的孔隙水壓力和氣壓力雖然也減弱了碾壓作用，但試驗(yàn)結(jié)果表明，填料中所含的水有利于顆粒在受碾壓產(chǎn)生的外部壓力時(shí)發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，使填料能夠達(dá)到最佳干容重而變得更密實(shí)，即最佳含水量時(shí)填料的密度達(dá)到了該壓實(shí)功能下的極限值。

當(dāng)含水量繼續(xù)增加時(shí)，孔隙中會(huì)出現(xiàn)自由水，壓實(shí)設(shè)備碾壓時(shí)不能使填料中的氣體排出，孔隙中的氣和水壓力抵消了壓實(shí)設(shè)備產(chǎn)生的外部壓力，密實(shí)度會(huì)降低。因此，在路基施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制填料的含水量，使其接近最佳含水量。

3.2 路基路面的鋪筑厚度

路基路面填料的鋪筑厚度對(duì)壓實(shí)效果也有明顯的影響。實(shí)測(cè)路基路面壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果表明，填料密實(shí)度由上而下呈遞減趨勢(shì)，表層5 cm填料的壓實(shí)度最高[3]。通過(guò)大量的路基路面施工實(shí)踐證明，路基路面鋪筑應(yīng)有適當(dāng)?shù)暮穸?，填筑層過(guò)厚，下半層的壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，上半層的壓實(shí)度也會(huì)受到較大的負(fù)面影響。當(dāng)然，路基路面鋪筑的厚度根據(jù)壓實(shí)機(jī)械類型的變化而變化，具體參數(shù)選擇根據(jù)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段確定。

3.3 壓實(shí)設(shè)備和碾壓遍數(shù)

壓實(shí)設(shè)備對(duì)含水率一定的路基路面填料壓實(shí)質(zhì)量有較大的影響。同樣的碾壓條件下，重型壓實(shí)設(shè)備比輕型壓實(shí)設(shè)備能得到更大的壓實(shí)度。但是，不是設(shè)備質(zhì)量越大碾壓效果就越好，而是需要根據(jù)壓實(shí)設(shè)備的性能、鋪筑厚度和路基路面試驗(yàn)段確定相關(guān)參數(shù)，避免過(guò)度浪費(fèi)人力、物力，并且過(guò)度碾壓還會(huì)對(duì)路基路面有害。選擇碾壓設(shè)備時(shí)，應(yīng)注意碾壓時(shí)的單位壓力不能超過(guò)鋪筑材料的強(qiáng)度極限。

路基路面施工碾壓遍數(shù)是影響路基路面壓實(shí)效果的重要因素之一。壓實(shí)機(jī)械碾壓遍數(shù)-壓實(shí)效果曲線顯示：同一種填料的最佳含水率隨路基路面鋪筑層碾壓遍數(shù)的增多而減少，最大干容重則隨碾壓遍數(shù)的增多而提高；相同含水率條件下，路基路面鋪筑層碾壓遍數(shù)越多，填料壓實(shí)后的密實(shí)度越高。工程施工過(guò)程中，可以通過(guò)增加碾壓遍數(shù)提高路基路面壓實(shí)度或降低最佳含水率標(biāo)準(zhǔn)，但通過(guò)增加碾壓遍數(shù)提高路基路面壓實(shí)度有一定的限度，在施工過(guò)程中需要通過(guò)試驗(yàn)段確定[4]。

3.4 壓實(shí)方式

壓實(shí)施工一般遵循先輕后重、先慢后快、先靜后振、先邊緣后中間的碾壓原則，既有利于提高路基路面壓實(shí)度，又有利于提高平整度。當(dāng)然，鋪筑的填料不同，碾壓方式也要相應(yīng)調(diào)整，如碾壓碎石穩(wěn)定土?xí)r，由于填料中含有一定量的碎石，采用高頻低幅、緊跟慢壓的方式碾壓效果更好；瀝青路面宜采用先靜壓、再振動(dòng)、后柔壓的碾壓組合方式；在有超高的路段，碾壓順序宜為先低后高，接縫處應(yīng)先進(jìn)行橫向碾壓，再進(jìn)行縱向碾壓等。

在路基路面壓實(shí)施工過(guò)程中，不管使用哪種壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓速度對(duì)路基路面鋪筑材料所能達(dá)到的壓實(shí)度有明顯的影響。碾壓速度較小時(shí)，單位鋪筑面積填料的碾壓時(shí)間比碾壓速度大時(shí)要多，壓實(shí)設(shè)備作用在路基路面鋪筑層上的能量也大。也就是說(shuō)，壓實(shí)設(shè)備傳遞到路基路面鋪筑層填料內(nèi)的能量與碾壓速度成反比。如果碾壓路基路面鋪筑層達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度所需的壓實(shí)能量不變，壓實(shí)設(shè)備碾壓速度加倍，設(shè)備碾壓的次數(shù)也加倍，而碾壓速度過(guò)快也會(huì)造成路基路面不平整。因此，路基路面施工前，應(yīng)先施工試驗(yàn)段，通過(guò)實(shí)驗(yàn)段選擇合適的碾壓速度。

路基路面壓實(shí)質(zhì)量的影響因素來(lái)自很多方面，有自然因素，也有設(shè)備、管理因素和人為因素，需精心組織，科學(xué)施工。圖1為公路填方路基壓實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)。

圖1 公路填方路基壓實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)

4 公路工程路基路面壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)分析

為了提高路基路面工程的壓實(shí)施工質(zhì)量，確保公路工程路基路面結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和平整度，必須把握路基路面壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)，選擇合適的壓實(shí)設(shè)備和壓實(shí)方式，通過(guò)試驗(yàn)段合理確定路基路面填料的含水率、鋪筑層厚度、碾壓速度等參數(shù)，確保路基路面壓實(shí)質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。在施工過(guò)程中，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工人員的培訓(xùn)和管理，嚴(yán)格控制路基路面壓實(shí)施工中的每道工序，確保嚴(yán)格按照施工方案和試驗(yàn)段確定的參數(shù)施工。

4.1 控制公路工程路基路面填料的含水量

在公路工程路基路面壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)中，控制路基路面填料的含水量非常重要。在路基路面施工前，試驗(yàn)人員應(yīng)采用擊實(shí)試驗(yàn)確定填料來(lái)源或混合料配合比和填料的最優(yōu)含水量，條件允許的情況下，通過(guò)試驗(yàn)段進(jìn)一步驗(yàn)證最優(yōu)含水量。正常情況下，填料或混合料的含水量較少，填料之間的摩擦力就會(huì)變大，路基路面的壓實(shí)效果就會(huì)更好。但含水量太少，填料之前缺少一定的水膜潤(rùn)滑作用，也會(huì)影響壓實(shí)效果。因此，在公路工程路基路面鋪筑壓實(shí)施工中，要合理控制含水量，保障公路工程路基路面壓實(shí)施工的最佳效果。

4.2 選擇合適的路基路面壓實(shí)設(shè)備和壓實(shí)方式

選擇壓實(shí)設(shè)備時(shí)，要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的自然環(huán)境和鋪筑層情況選擇合適的路面壓實(shí)設(shè)備。小型碾壓設(shè)備靈活性比較強(qiáng)，適合在地形比較復(fù)雜的環(huán)境中工作，但是工作效率較低，碾壓后的路基路面鋪筑層密實(shí)度不夠，難以達(dá)到預(yù)期的平整效果。而一些大中型碾壓設(shè)備工作效率比較高，能達(dá)到路基壓實(shí)效果，但碾壓后的路基路面易出現(xiàn)裂紋，影響公路工程的整體結(jié)構(gòu)，適合在填料粒徑較大的情況下使用。因此，選擇壓實(shí)設(shè)備時(shí)，要根據(jù)工程施工實(shí)際情況選擇合適的設(shè)備，保障路基路面施工的壓實(shí)效果。在公路工程施工中，可以根據(jù)不同施工條件分段施工，根據(jù)每個(gè)段落的施工情況選擇不同的壓實(shí)方式。例如，在對(duì)路基路面邊緣部位或橋梁臺(tái)背回填處進(jìn)行壓實(shí)施工時(shí)，可以選用操作靈活性比較強(qiáng)的小型壓路機(jī)；在對(duì)常規(guī)路基路面進(jìn)行壓實(shí)施工時(shí)，可以選用大中型的壓路機(jī)，保障路基路面的整體穩(wěn)定性和平整度，提高整個(gè)公路工程的耐用性。

4.3 控制路基路面鋪筑層厚度、壓實(shí)方式和碾壓速度

在公路工程路基路面工程的壓實(shí)施工中，還要加強(qiáng)對(duì)路基路面鋪筑厚度的控制、壓實(shí)方式的選擇和碾壓速度的確定。路基路面鋪筑層太厚或者太薄，都不利于壓實(shí)施工的質(zhì)量控制。鋪筑層太厚容易造成鋪筑層下層碾壓不到位，壓實(shí)度偏低；鋪筑層太薄，容易造成填筑層起皮或者壓力超過(guò)填料的強(qiáng)度極限值。路基路面的壓實(shí)方式應(yīng)嚴(yán)格按照路基路面施工技術(shù)規(guī)范的要求操作，遵循先輕后重、先慢后快、先靜后振、先邊緣后中間的原則。同時(shí)，施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案和路基路面試驗(yàn)段確定的碾壓速度和碾壓遍數(shù)進(jìn)行施工，確保壓實(shí)度符合要求。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路工程路基路面工程建設(shè)中，壓實(shí)施工是非常重要的一道施工工序。公路工程施工單位要充分研究、分析路基路面工程壓實(shí)施工影響因素，全面掌握壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)，提高公路工程路基路面壓實(shí)施工的質(zhì)量和效率，進(jìn)一步提高公路工程的整體質(zhì)量，從而保證公路工程的耐久性和穩(wěn)定性。