浅论路基压实在公路工程建设实践中的作用

李福全

（河南三元工程监理咨询有限公司，河南 信阳 464000）

1 关于路基压实问题

1.1 路基压实的重要意义

在路基路面设计中，为提高路面的使用寿命和使用性能，对工程设计的主要要求是：①有足够的承载能力，能经受行车荷载的反复作用而不产生结构性破坏；②能经受重车荷载的反复作用而不产生过大的压缩变形；③渗透性小，能预防雨水或其他自由水侵入，以保证路基路面的稳定性。

国内外的工程实践和试验研究都早已证明，在路基和路面结构层施工时，需采用机械进行认真的压实，以提高路基土、路面结构层和路面整体的强度，增加其稳定性减少其在行车作用下可能产生的形变，以及减少或避免路面可能产生的多种早起破坏现象，从而大大提高路面的使用性能和使用寿命。

1.2 目前路基压实在公路工程中存在的主要问题

十多年来各地的实践证明，凡严格按照重型压实标准认真施工的路基路面工程，都取得了很好效果，路面的承载能力得到大幅度提高，路基路面的稳定性也得到了保证，没有产生明显的压缩变形。但也有少数高等级公路局部段落，由于没有认真按照重型压实标准施工，开放交通后，在一些路基填土较高的路段，路面产生局部不均匀沉陷和纵向裂缝，或由于填土的压实度不够，路基的回弹模量明显偏小，使路面的承载能力达不到要求，路面产生早起结构性破坏。

对路堑，往往要求其上层30～40cm有较高的压实度（例如93%～95%以重型压实试验法的最大干密度为标准）。由于原状结构土的密度不够，强度不足，如直接用压路机在路堑表面辗压，经常达不到所要求的压实度。因此，应该首先将路堑上层厚30～40cm的土推出路外，用重型压路机将下层辗压密实（通常需压5～6遍）后，再将土分两层回填，并分别辗压，才能达到要求的压实度，在某些情况下，甚至需要先推出60cm，并分三层回填和压实。

下承层的强弱对需压实层的密实度也有明显的影响。试验表明，直接铺筑在土基上的同一种级配集料，用相同的压实机械和压实方法辗压时，如土基强度高，集料的密实度就大；反之，集料的密实度就小。如：在软土地基上的碎石地基层难以压实。

目前，对于公路工程路基土施工质量压实检测应用的最大干密度是通过室内标准压实试验来确定。该方法室内试验工作繁琐、费时，且有一定的局限性。一般一种土样至少需要做一个压实试验，土样稍有变化又需另作做，从而给检测、监理人员造成较大负担，往往对施工进度有较大影响。因此，迫切需要用快速、准确、方便的由现场干密度推算最大干密度的方法来逐步代替传统的标准压实试验，河南省交通厅为此在1997年下达了豫交科（9791003）“现场干密度推算最大干密度方法的研究”计划任务。该方法与传统的试验相比，将具有简便、快速、准确、大大降低试验人员的劳动强度、加快施工进度等优点，在现场检测压实度的同时就能通过现场测定的干密度应用软件直接推算现场最大干密度。特别是对于非纯性土和大型土方工程尤其适用，且更实际、更合理、更准确。

2 检测路基压实的方法

有效地控制土基的压实，要求解决三个问题，即：如何确定标准干密度，如何确定土基要求的压实度以及如何在现场正确地评定路基土和路面材料的压实度。

当前确定标准干密度的方法，最通用的有三种：（1）压实试验法；（2）试验路法；（3）固体体积率法。现将这三种方法分述于下：

2.1 压实试验方法

最通用的确定土基和路面材料标准干密度的方法是压实试验法。通过压实试验确定土基和路面材料的最佳含水量和最大干密度，并以此最大干密度作为该土和该材料的标准干密度。因此，这个方法有事也被称作含水量-密实度关系试验法。压实试验法一般只适用于最大粒径25mm（圆孔筛）或20mm（方孔筛）的集料，一些国家也将它用于最大粒径达28mm（方孔筛）的集料。集料中有少量超尺寸的颗粒对试验结果无明显的影响，集料中有较多的超尺寸颗粒时，虽然可以进行校正，但校正方法并不是很准确的。

2.2 试验路法

试验路法也就是通过铺筑试验路来确定某种路面材料与拥有机械相适应的最佳含水量和最大干密度。每一段一种含水量，并应尽可能使中间含水量接近预估的最佳含水量。将材料拌均匀后，用工地用的压实机械进行辗压试验。在辗压过程中，经常测定集料或稳定的干密度，直到干密度不再增加位置。绘制含水量一干密需要关系曲线，并根据此曲线确定适用于所用机械初压材料的最佳含水量和最大干密度。材料变化时，需要另铺试验路，重新确定其最佳和含水量和最大干密度。

当然，也可以采用另一种方法铺筑试验路段。在长200～300m的路段上，先用含水量较小的路面材料均匀摊铺一层（厚20～25cm），用工地拥有的或规定的压路机械进行辗压试验，直到材料的干密度不再增加为止。然后将压实材料层翻松，洒一定数量的水并拌和均匀，铺平整后用同样的压实机械进行辗压试验，直到材料的干密度不再增加为止。如此反复进行4～5次，每次都增加一定的含水量。如前所述绘制含水量-干密度关系曲线，并根据此关系曲线确定材料的最佳含水量和最大干密度。采用此方法的前提是，每次辗压结束后，材料没有明显破碎现象。

当集料的最大粒径大于压实试验法所容许的最大粒径，而且这部分颗粒的含量超过30%时，可以采用试验路法确定集料的标准干密度。

2.3 固体体积率法

前面已经谈到面积了的干密度愈大，其中的固体体积率也愈大。例如：某集料基层经过辗压后的干密度为2.34g/cm3，该集料颗粒的密度为2.68g/cm3，在用固体体积率表示该集料基层密度时，计算得出：

固体体积=2.34÷2.68×100%=87.3%

用固体体积率法确定标准干密度，也就是规定某种集料经过辗压后，其固定体积率应该达到某一数值，例如83%～85%。实践证明，级配良好的集料，经过压实后，当压实密度为100%时，其固体体积率较低，只有80%左右，级配愈差，压实后的固体体积愈小。在用10个天然砂砾土和红土砂砾料场的料铺筑的约75km底基层上，增挖坑检查了95个点的密实度，并取样送到实验室内进行多种分析实验，根据现场检查和室内分析试验的结果，压实度在100%的情况下，其固体体积率变化在79%～86%之间，但是，填隙碎石例外，试验证明，施工质量好的填隙碎石的固体体积率也在87%左右。

由于压实集料的固体体积率随集料本身级配的优劣而变，因袭在实际工作中用固体体积率法确定集料的标准干密度有一定局限性。只有对集料的级配有较严格要求的情况下，例如对于级配碎石和级配历史基层以及对于填隙碎石基层，用固体体积率表示密度才是合适的。

3 控制路基工程压实质量的新试验法

目前，公路工程路基在施工压实检测采用的最大干密度是通过室内标准压实试验来确定的。压实试验是用锤击方法使土的密度增加，以模拟现场土压实状况，由于试验条件和环境效益的影响，故有一定的局限性，且试验工作繁琐、费工、费时、效率低，一般一种土不同的含水量都需要用快速、准确、方便的由现场干密度推算最大干密度的新方法来逐步代替传统的标准压实试验。

结语

近些年来，河南省、广东省、广西省等省市的交通公路部门在公路工程路基压实质量控制中，通过室内和现场不同类型土的压实状况的对比、分析、研究，探索出由干密度推算最大干密度的方法，并编制相应计算软件，并在省内外各种类型路基土不同条件的压实检测试验中应用，获得了较好的效果；基本上达到了在公路工程路基土压实检测中初步运用预期的目标，我们相信，该方法将会在土木工程实践中得到广泛的应用。

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