粉土路基工程施工压实质量控制的探讨

苑军

（泰安市公路局，山东 泰安 271000）

粉土路基工程施工压实质量控制的探讨

苑军

（泰安市公路局，山东 泰安 271000）

本文从提高粉土本身强度和稳定性着手，通过试验研究分析粉土的压实特性、含水量和空隙率对路基强度及稳定性的影响，同时考虑粉土的固相、液相和气相成分的合理比例。试验路段施工证实提出的控制粉土路基的压实质量应采用空隙率和压实度双指标的观点是科学、合理并易于操作的。

工程监理；压实度；路基；质量控制；空隙率

粉土一般是指颗粒0.075 mm筛孔通过量超过总质量的50%，且塑性指数不大于10的土，除具有低塑性的特点外，其颗粒比表面积小，毛细现象较突出，容易因毛细压力的作用，形成“假塑性”现象。依据地质成因，粉土分为冲积、洪积、坡积和残积粉土四种类型。《公路路基施工技术规范》对路基路面压实控制标准，采用压实度单指标控制[1]。通过竣工后出现的路基不均匀沉降和路面裂缝足以证明，单纯的压实度指标并不能很好控制路基的施工质量。

针对上述问题，本文围绕如何提高粉土路基强度和稳定性的问题，通过试验研究，分析粉土的压实特性、含水量和空隙率对路基强度及稳定性的影响，提出只有当土体的空隙率小于一定值时，即气相成分所占比例合理，使土粒吸附足够厚度的水膜，压实度较高时，路基强度和稳定性才能得到有效保证的理论，进而提出对粉土路基压实质量应以空隙率和压实度双指标控制的观点。

1 粉土空隙率指标的试验研究

空隙率（%）是指压实土中空隙中包含的气体体积占总体积的比例：

式中：ρd——干密度（g/cm3）；Gs——土粒比重；ω——含水率（%）。

试验土样来自K26+200和K38+500取土场。经标准击实试验得到不同干密度与不同含水率下空隙率的变化规律。试验土样的粉土特性（图1）：

1.1 土样干密度相同时，空隙率与含水率成反比，含水率越大，空隙率越小；相反，含水率越小，空隙率越大。

1.2 土样含水率相同时，空隙率与干密度成反比，干密度越大，空隙率越小；相反，空隙率越大，干密度越小。

对试验土样进行全击实的曲线图：①图2曲线呈下降趋势，表明含水率与空隙率相互影响的趋势较为明显。即当土样含水率较低时，更易降低空隙率；但当含水率大于最佳含水率后，空隙率变化趋于平缓。②图3中，当土样含水率低至最佳含水率以下时，空隙率受干密度影响明显；当含水率大于最佳含水率时，空隙率减小，直至某值后，颗粒间充满了更多的水，趋于稳定。

通过试验分析说明，含水率对压实质量的影响较大，压实度单指标控制对粉土路基不同含水率状态下的压实质量难以做到有效控制，不能正确反映何种含水率对路基的水稳定性更有利，空隙率能够真实反映土体密实程度。

图 1 空隙率、含水率、干密度关系

图 2 空隙率－含水率关系曲线

图 3 空隙率－干密度关系曲线

2 压实度单一指标的局限性

2.1 压实度控制路基质量的流程为：先对用于路基填筑的取土场的土样进行室内标准击实试验，取得最大干密度，继而使用此最大干密度为标准对凡用此取土场作为填料的路基进行压实度检测。此种方法无法做到击实试验与现场检测试样一一对应，单一的最大干密度标准对长路段多变的粉性土土质的压实质量控制显然是不适宜的，因此仅以压实度控制路基压实质量必然存在一定偏差。检测压实度时，经常出现的“超密”现象（现场检测的干密度大于最大干密度），就是由于土质发生变化，采用的最大干密度不正确造成的。只有在灌砂法等压实度检测后，立即对试样进行击实试验，取得现场试样的最大干密度，做到现场压实度与室内击实土样一一对应，才能较准确的计算出压实度，但此方法显然是不现实的。

2.2 随着施工机械的换代升级，用于公路路基施工的振动压路机吨位已普遍提高，而规范、规程往往几年甚至几十年都得不到有效的更新，用于压实度指标的一系列的标准、规程的相对固定和实际施工中压实机械的不断变化是不相适应的。大吨位压路机在填土含水率较低的情况下就能达到规定的压实度要求，但实践证明，由于土体进一步的吸水容易造成路基水稳性差，这是使用压实度单指标控制无法避免的。

2.3 将压实功仅分为重型、轻型两种标准，不能如实反映真实情况。不同土质和不同含水量应分别对应不同的压实功，压实功的变化对粉土的最大干密度和最佳含水量的影响较大。土质随着击实功不同，都有相应的最大干密度和最佳含水量，压实土因含水量不同需要不同的实功。

因此，空隙率指标能够真实反映密实度，且不需要做标准击实试验，只需要做出土的颗粒比重，再通过现场检测土的干密度和含水量，即可得到实际的空隙率。

3 空隙率控制路基压实质量可行性和优点

3.1 降低空隙率能有效避免路基进一步受水侵蚀，起到减少工后变形的作用。变形与空隙率的大小、后期含水量的增大成正比例。此外，较小的空隙率还能够有效地防止冻胀破坏路基。

3.2 空隙率指标受其他因素影响较小，科学性强，更具稳定性，即用空隙率控制路基压实质量是稳定可靠的。采用空隙率指标控制路基压实，只做比重试验，避免了室内击实试验因主观选定最大干密度时带来的误差，同时更能适应施工现场土类多变情况。

因此，利用空隙率指标控制路基压实质量，能够真实反映路基的密实程度，而且可以通过对空隙率的控制起到控制含水率的作用。此外，空隙率试验的科学性使得空隙率指标影响因素小，结果更准确，对路基的压实状况的反映更真实、可靠。因此将空隙率与压实度相结合进行双指标控制，对路基压实质量控制更为科学、合理。

4 结论

单一采用压实度标准作为控制路基的压实质量不全面、不科学，没有充分考虑实际施工中土质的复杂性以及含水率的变化等因素，因此不能如实反应压实质量。针对上述问题，本文从提高粉土本身强度和稳定性着手，通过试验研究分析粉土的压实特性、含水量和空隙率对路基强度及稳定性的影响，同时考虑试验检测方法的可操作性和科学性，提出：增加空隙率指标作为控制粉土路基压实质量的一项重要标准是科学的、合理的，并通过试验段对结论进行了验证。

[1]JTG F10-2006，公路路基施工技术规范[S].

[2]杨红霞.低液限粉土工程特性与路基填筑施工技术[J].路基工程，2006（4）.

[3]白爱明.低液限粉土填筑路堤质量控制[J].山西建筑，2008，34（12）.

[4]王俏梅，王卫，任传林.低液限粉土路基压实工艺的探讨[J].山东交通科技，2009（2）.

U416.1

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1671-0037（2014）03-51-1.5

苑军（1978.12-）男，工程师，研究方向：公路工程与工程监理。