影响路基压实度的因素

何俊娥

（朔州路桥建设有限责任公司中心试验室，山西 朔州 036002）

道路在路基施工过程中，经过填挖碾压，土体的天然状态遭到了破坏，致使土体松散，颗粒得到重新组织合成。为了提高路基的密实度，就必须对路基进行压实施工，以达到道路路基能够满足《路基施工技术规范》及有关规范和要求的强度与稳定性。所以公路路基施工过程中的压实，是提高公路路基强度与稳定性的最直接和有效的措施之一，也是公路路基施工中的一个具有影响意义的工序。一直以来，由于路基土质、最佳含水率、最大干密度、压路机种类及压实遍数等因素影响公路路基施工质量的现象经常发生，如何达到《路基施工技术规范》及相关规范和要求的施工压实度，尽量降低路基的的不匀称沉降，是公路工程施工中需解决的难题。

1 压实标准的确定

路基施工受土质、压实机具、含水率、最大干密度等的限制，达不到标准试验室所作出的最大干密度γ0（g/cm3），应适当降低，令工地实测干密度为γ（g/cm3），γ/γ0的比值称为压实度，并用百分数表示。在公路工程中用压实度来表示填土压实效果的好坏。

试验室标准击实试验根据JTG E40—2007分为重型和轻型，根据土体颗粒的大小又分为大击实筒和小击实筒。

2 影响压实效果的主要因素

2.1 含水量对压实效果的影响

土的含水量多少是影响填土体压实度的主要因素之一。图1中，曲线的抛物线，说明了土体密度γ随着含水率ω而变化的规律。在相同的条件下，最佳含水率一下降，γ随着ω增大而提高，主要原由在于水在土体之间起到润滑作用，土颗粒之间阻力变小，经过碾压后，土颗粒间的孔隙变小，土粒被挤紧，γ值增大。γ值增大到最大值以后，ω继续变大，水分占据了土颗粒之间的孔隙，而水不会因外力的挤压而缩小，因而，ω继续增大，γ值就会降低。一般情况下，在一定的压实条件下，干密度的最大值称为最大干密度γ0（抛物线的最高点），对应的含水率称为最佳含水率ω0，可见，在压实施工时，要想使压实效果达到最好，消耗的压实功最经济，就要把土体的湿度控制在最佳值ω0。

图1 土体密度和含水率的曲线图

因此，最佳含水量对路基设计和施工有非常重要的作用，路基压实的两个重要指标是最佳含水量和最大干密度，在最佳含水量时，压实的土体密实度最大，水稳性也最好。在公路路基施工过程中，路基土的含水量应控制在最佳含水量上下浮动2%的范围内。

2.2 碾压厚度对压实效果的影响

路基土体压实层的厚度对压实效果有着明显的影响。通常情况下，夯实后的厚度不超过20 cm，压路机用12～15 t的双钢轮压路机，虚铺厚度不应超过25 cm，也不应小于12 cm，振动压路机或夯实机应以50 cm为界限。实际道路路基施工时，压实厚度宜通过现场路基试验段确定最佳的摊铺厚度。大量的事实表明，路基施工过程中，碾压层厚度比规定值大时，不仅下一层的压实度达不到规范要求，而且碾压层上层的压实度也会受到影响。碾压层比规定值薄，则碾压层的整体结合性差。同等压实情况下（土质、含水率与压实遍数相同），从路基施工实测的土层深度不一样的压实度得知，土体的压实度随着深度逐渐减小，密实度最高的是表层5 cm范围内。不同的压实工具的有效压实深度有所不同，依据压实工具的类型、土质及土基压实的基本要求，路基每个分层压实的厚度有具体规定值。

3 压实功对压实的影响

压实效果也受压实功的影响，压实功是除含水量之外的又一个重要因素，压实功与压实效果曲线见图2。由图可知，在相同的含水量条件下，压实功越高，土体密实程度越高。相同土质的最佳含水量随着压实功的增加而变小，最大干密度则随压实功的增加而变大。据此，公路路基施工实践中可以增加压路机碾压次数来提高路基密实程度或降小最佳含水量。但需指出，用增加压实功来增加土基强度有一定的限度，压实功增加到一定程度以上，效果提高逐渐缓慢。同时，压实功过大还会破坏土体结构，使效果适得其反。

图2 压实功与压实效果曲线图

实际上，如果碾压层要达到规定的密实度所需的压实功不变，则碾压速度增加时，碾压次数相应增加，被传递到压路机碾压的土层上的能量与压路机碾压速度成反比，而且压路机碾压速度过快容易致使路基表面平整度达不到规范要求，以致于平整度超过规范要求。碾压速度比较慢时，单位面积的碾压时间比速度快时的碾压时间多，在路基施工过程中压路机碾压速度影响碾压轮的压实时间，所以作用在路基上的能量大。

压实机械对一定含水量下的路基土和路面材料的压实状况有很大影响。路基施工时用重型压路机械可以得到较大的压实度，用轻型压路机械只能得到比较小的压实度，而振动压路机比相同重量的普通钢轮压路机的压实效果会好，根据不同的土质，选择的压路机也不同。

4 土质对压实效果的影响

压实效果受的土质影响亦很大。通常规律是：不同的土质，γ0与ω0数值也不相同，如分散性（液限、黏性）较高的土，其ω0值较高，γ0值较低；砂类土的压实效果优于黏质土。其机理在于土颗粒越细，表面积越大，土粒表面水膜所需之湿度亦愈多，加之由黏土中含有亲水性较高的胶体物质所致，砂类土的颗粒粗，成松散状态，水分极易散失，最佳含水率的概念没有多大实际价值。

5 下卧层的强度对路基整体压实度的影响

如果下卧层的压实度不高，则持力层的压实度很难提高，严重的还会形成“弹簧现象”。在路基施工过程中进行铺筑第一层路基时，首先要清除原地面10 cm土层，如下面还有淤泥、杂草、等杂物继续清理至干净。如路基第一层达不到路堤压实度要求应将原地面土进行重新翻耕、洒水或者晾晒、碾压，直至达到该层压实度要求，按照路基填筑的顺序，先将低洼地段逐渐分层填平压实，然后再进行上一层的填筑、洒水、碾压等施工，否则低洼地段的压实度达不到要求。

图3

综上所述，压实度是影响路基压实至关重要的因素，在施工中，理论上与施工中具体实践应该相结合，各相关单位应树立严格的质量意识，根据每条公路的不同地区、不同土质和不同的含水量，严格遵循《路基施工技术规范》及有关规范和要求施工，在路基试验路段成功的基础上取得精确的数据，然后再进行大面积路基的施工。