公路路基压实度的影响因素及其控制措施

2013-08-15许义标

中国新技术新产品 2013年14期

许义标

（安徽水利开发股份有限公司，安徽蚌埠 233010）

为了能够进一步促进我国国民经济的提升，国家正在大力开展公路交通设施建设，以此来促进地方经济的发展，带动国民经济生产总值的增长。目前我国已经基本上建成了庞大完整的公路路网体系，覆盖范围较广，影响作用极大。但从运行能力来看，一些公路往往会因为路面开裂、沉陷等质量病害大大的削弱了道路的通行能力，严重的路段甚至会中断道路交通，这就对我国的交通发展和经济发展带来了很大影响，必须要防止这种公路病害的发生。在经过研究分析后发现，造成这种路面开裂、沉陷等质量问题的主要原因是在公路路基施工中路基压实度没有达到技术要求的程度，使得公路路基较为松软，在长期的荷载作用下出现了不同程度的质量病害。以下本文就针对路基压实度控制的相关问题进行探讨。

1 影响公路压实度的因素

路基施工是公路工程的基础，也是最重要的一个施工环节，其施工质量的好坏直接影响着公路的运行能力和使用寿命。而对于路基来讲，压实度是其质量控制管理的关键。但在实际的工程施工中，影响路基压实度的因素有很多种，本人对以下影响因素进行了分析，影响因素大致有以下几点：

1.1 含水量

土壤含水量对压实效果的影响比较显著。当含水量较小时，由于粒间引力使土壤保持着比较疏松的状态，土壤中空隙大都互相连通，水少而气多，在一定的外部压实功能作用下，虽然土壤空隙中气体易被排出，密度可以增大，但由于水膜润滑作用不明显以及外部功能不足以克服粒间引力，土粒相对移动不容易，因此压实效果比较差；土中含水量过大时，空隙中出现了自由水，压实不能使气体排出，压实功能的一部分被自由水所抵消，减小了有效压力，压实效果反而降低。因此，在最佳含水量情况下压实的土水稳性最好。

1.2 集料级配

集料是公路路基施工中的重要材料，集料的级配是否合理、强度大小、有害物质的含量等都会对公路的压实造成很大影响。尤其是集料的级配是否合理对于碾压后的路基密实度有着直接影响。这是因为在进行路基的集料进行选配时，若仅仅只采用单一的砂石或者粒径相同的碎石，是很难将路基碾压密实的，必须要选择不同等级或粒径的砂石进行集料级配，才能使公路各层的强度增大，减少各层之间的孔隙率，继而增大路基的稳定性与密实度。另外，集料都必须要具备一定的强度，只有这样才能避免因施工材料过软或易被压碎而影响到路基碾压的密实度，同时所使用的集料中所含的有害物质含量必须要控制在技术允许的范围内，如集料中的有机物质、易溶盐等，这是为了避免在长期的使用中，有害物质发生化学反应，出现病害现象，影响到公路的正常使用。

1.3 碾压厚度

碾压厚度也是影响路基压实度一个重要因素，而碾压厚度的确定是要根据施工现场所使用的压实机械的性能来决定的。这是因为当填筑材料的含水量适当时，碾压厚度过大，若压实机械性能较低，就不能将底层的土层完全压实，容易留下松软的土层，给公路施工带来一定的质量隐患；若碾压厚度较小，也并非就能实现最大程度的压实度，这是因为在碾压厚度过小时，每层之间的结合性更差，尤其是在最后一层碾压施工中，若碾压层厚过小，就会使路基与路面分离开来，使路基的整体性更差。且碾压厚过小也会使机械在碾压上层时涉及到下层，而破坏下层的强度，因而在选择碾压厚度值时也不可一味的考虑取小值。一般来讲，在正常的施工条件下，最佳的碾压厚度是在12cm-30cm之间。

1.4 碾压遍数

压实功能对压实效果的影响，是除含水量外的另一重要因素。压实功能与压实效果曲线表明：同一种土的最佳含水量随功能的增大而减小，最大干容重则随功能的增大而提高；在相同含水量的条件下，功能越高，土基密实度越高。据此规律，工程实践中可以增加压实功能（吨位一定，增加碾压遍数），以提高路基强度或降低最佳含水量。但必须指出，用增加压实功能的办法提高土基强度的效果有一定限度，功能增加到一定限度以上，效果提高愈为缓慢。

1.5 碾压速度

在碾压的过程中，速度的控制也是影响路基压实度的关键施工因素。实际上，传递到被压材料层内的能量与碾压速度成反比。在单位面积中，碾压的速度越小，对土体的碾压时间就越长，这样给予土层的压力也相对更大一些，有利于实现更好的碾压效果。另外，碾压速度过快，就会使土层出现卷起的现象，导致路面不平等，出现起伏现象。为此，在碾压过程中，必须要注意严格控制机械的碾压速度，根据实际情况和土体材料性质，决定最佳的碾压速度。

1.6 碾压方式

路基的施工技术规范都要求碾压时必须“先轻后重，先慢后快，先边缘后中间”，这是碾压时的总原则。这种合适的碾压方式既有利于提高压实度，又有利于提高平整度。但是，这种方式不是万能的，遇到特殊情况，碾压方式要随之改变。如碾压碎石稳定土时，由于土基中含有一定的碎石，采用高频低辐，紧跟慢压就比较好。碾压过后不但密实而且平整，在有超高路段时，则宜先低后高。

1.7 压实机械

压实机械对一定含水量下的路基土和路面材料的压实状态有很大影响。使用轻型压路机只能得到较小的密实度，而使用重型压路机可以得到较大的密实度，振动压路机比相同重量的普通钢轮压路机的压实效果好得多。根据土质的不同，选择不同的压路机。轻型和中型光面钢轮压路机可用作预压，普通的中型光面钢轮压路机更适宜于压实低粘性土和非粘性土，重型光面钢轮压路机可压实粘性大的土，振动式压路机适宜压实粘性小的土、砂砾土、砾石料、碎石混合料及各种结合料处治级配等。

2 路基压实度的控制措施

为了能够更好的控制路基的压实度，保证公路的施工质量，在进行路基压实施工时，必须要采取一定的控制措施来防止上述影响因素对路基压实度的影响。在此本人提出一些控制建议，具体分析如下所示：

2.1 选择最佳的路基回填土和集料

在长期的公路施工实践中发现，在进行路基压实时，所选择的路基回填土的质量以及集料的级配是非常关键的。一般使用粗粒土进行压实能够达到较好的压实效果，尤其是粗粒土的含石率在70%上下时最佳。但在实际的公路工程施工中，并非所有的回填土与集料都是粗粒土，这要根据实际情况合理选配，尽可能的使用大粒的土块做级配试验，来确定最佳的集料级配方案。而对于一些淤泥、冻土或者生活垃圾等土质不良的土料是禁止使用在路基的回填施工中的，这是因为如果土质不良，即使松铺厚度适中，碾压合乎规范，仍然很难达到压实度标准。所以，一切路基填土都必须经过试验。

影响路基压实效果的因素有内因和外因两方面。内因指土质和湿度，外因指压实功能（如机械性能，压实时间与速度，土层厚度）及压实时的外界自然和人为的因素。土质对压实效果的影响很大，砂性土的压实效果优于粘性土，因此施工中要选好土质。

2.2 控制最佳含水量

确定最佳含水量的目的是用来指导施工，为此在施工过程中，每层碾压前必须做含水量试验，对高于最佳含水量的填土必须翻晒处理。对低于最佳含水量的土要作洒水处理，而加水困难时，可采用增加压实功的方法来提高路基的压实度。因为施工试验表明，同一种土的最佳含水量随压实功的增加而减小，而最佳密实度随压实功的增加而增大，但使用此方法时要注意，增加压实功时，压强不能超过土的强度极限，否则会立即引起土基塑性破坏。因此施工中，最好采用按标准击实试验确定的最佳含水量来控制。

2.3 正确选择压实机具

压实机具是保证路基压实度的重点。实践表明，确定压实厚度后，选择合理的压实机具是保证路基压实度的前提。当填料运至现场后，用平地机或其它合适的机具将填料均匀地摊铺在预定的宽度上，表面力求平整，并有规定的路拱、横坡、同时摊铺碾压超宽部分，摊铺整型后，当填料的含水量等于或略大于最佳含水量时，立即用18 t～21t两轮压路机或20t振动压路机静压3～4遍，使粗细料稳定就位。在直线上，碾压从两侧开始，逐渐错轮向路中心进行；在有超高路段上，碾压从内侧开始，逐渐错轮向外侧进行。错轮时每次重叠1/3宽。每静压一遍后应进行找平。静压终结时，表面应平整，并且有要求的路拱与横坡，这时可采用20t振动压路机振动碾压6～7遍后，每加压1遍要检测密实度，对已达到密实度的停止碾压，否则，压强超过土的强度极限会引起土基塑性破坏。施工实践表明，一般静压3遍，振动碾压6～7遍时压实效果最好。