填土路基压实问题分析

汤永福

路基是路面基礎，路基施工处理的质量直接影响到路面使用品质和使用寿命。特别是在东北地区因气候变化的原因，常常因路基施工质量问题而导致路面早期出现龟裂、沉陷、翻浆等病害，影响车辆的正常畅通，增大养护成本。例如，常见桥头跳车、半边加宽部分产生不均匀沉陷，新路基路面早期破坏等，多是路基施工方法不当，土基压实度控制不严格所致。即使是高等级水泥路面，如果路基施工压实度控制不严，水泥路面在行车作用下，会因路基沉陷而产生路面板错台及断板。

路基施工时，应严格按现行《公路路基施工技术规范》要求进行，并应通过试验路段来确定不同机具压实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、最佳机械的配套和施工组，还要有一定素质的施工队伍来重视。在工作实践中，我们都知道，路基工程的质量好坏直接关系到路面的行车效果，它决定着整条路的使用寿命，而填土路基的压实施工是路基工程施工的重点，路基的好坏决定于它的强度，而压实度是控制强度的主要指标，所以填土路基的压实是整个路基工程的重点，是保证公路工程质量的重要指标。

一、路基土体一般是由土粒、水分和空气组成的三相体

它们具有各自的特性，相互制约共同存在于统一的土体中，而土体中三相在体积和重量上的比例关系，即是评价土的工程性质又是影响压实性能的重要因素。土的技术指标主要有：ρω湿密度、ρd干密度、ω含水量等。试验表明：ρd越大，土体越密实，强度也得到提高，用压实机械对填土路基的碾压即改变三相组成比例，减少水孔隙率，增加单位体积内固体含量，即，使土体达到：1.连接的土粒重新排列靠近，单位重增加，黏结力增大，提高土体强度;2.通过压实使土粒外表的水膜减至更薄，增加内聚力，提高抗剪强度;3.通过压实将土壤中空气挤出，减少水孔隙率，增加密实度，提高土体的水稳定性和减少因冻胀而引起的不均匀变形。

二、影响路基压实的因素

1.含水量对压实的影响

由土的三相分析中可知，土中含水量的变化，较大程度上影响土的性质的改变，对所能达到的密实度起着非常重要的作用，随着含水量的增加，土所处的状态发生变化，即可由半固态→硬塑态→较塑态→液态的过程转变，不同状态的土对外力的抵抗能力是不同的，处在半固体状态的土，含水量小，可塑性很小，压实困难，遇水则强度急剧下降，作为路基填土硬塑状态的土基容易通过压实获得最佳密实度和较好的水稳定性;处于较塑状态的土，由于含水量偏高，土基难以压密，在碾压过程中可能会产生弹簧现象，变形较大。当含水量达到最佳含水量时，可以达到最大干密度。

2.土质对压实的影响

就填筑路堤而言，最适宜的是砂砾土、砂土及砂性土，这些土容易压实，有足够的稳定性和水稳定性，最难压实的土是黏土，黏土的特点是液限大，最佳含水量比其他土类大，而最大干密度较小，但经压实的黏土仍具有良好的不透水性。土粒愈细最佳含水量的绝对值愈高，最大密度的绝对值则较低。砂砾土的颗粒较粗，呈松散状态，水分易散失。因此，含水量对砂土没有多大实际意义。

3.压实功能对压实的影响

所谓压实功能即压实土壤所消耗能力之大小。根据试验表明，压实功能愈大，土的最大干密度也愈大，而土的最佳含水量愈小。压实功能的调节主要靠机械重量和碾压次数的增减来实现。当土的含水量不变时，对同一黏土来说，则压实功能愈大，所得的干密度也愈大。所谓压实土壤的最佳含水量是在一定的压实功能下对某种土而言的，根据这一特性，在施工中如果土的含水量低于w，加水又有困难时，可采用增加压实功能的办法来提高密实度。而当压实功能增加到一定程度后，土的密度增加不显著，这说明功能达到一定限度后，采用增加压实功能的办法来提高土的密实度，其效果不大，亦不经济，此时应采取换土或其他措施，来达到提高密实度的要求。

4.压实工具及压实层厚度

压实机械按压实过程的工作原理和对土基所起的作用可分为碾压、夯实和振动捣实三类。通常，光面滚筒式压路机对黏性土的薄层压实最为有实效;单位使压路滚具有足够单位压力，常用作路基或基坑土方初压工作，特别对湿度较大颗粒大小不等的黏性土壤效果最好，对于松散细小而均匀的砂土类则完全不起作用，也不常用;轮胎式压路机能适应不同土壤条件的压实，使用范围较广，压实效果好;夯实用的机具如爆破夯、夯击极等，它适应于工作面较狭窄的边角地带、桥涵接头处填土的压实;振动捣实主要是采用振动压路机，它对非黏性土的压实效果最好。

不同的压实机具，其压力传播的有效深度也不同，夯击式机具压力传播最深，振动式次之，碾压式最浅。一种机具的压实的作用深度，在压实过程中不是固定不变的，土体松散，压力传播较深，当上部土层逐渐密实，强度相应提高后，其作用深度就逐渐减少，当压实机具的重量不大时，荷载作用时间越长，土的密实度越高，则密实度的增长速度随时间而减少;当压实机具很重时，尤其超过其一时间限度后，土的变形急剧增加，甚至达到破坏，所以当路基具有一定强度后，不应用振动大型压路机压实。此外，碾压速度越高，压实效果越差。因此施工时应按照这些特性，根据不同的土质选择机具，确定每层压实厚度、碾压遍数及行驶速度等。

三、压实施工中应注意的问题

1.高速公路和一级公路路基填土压实宜采用振动压路机或35 t～50 t轮胎压路机进行。采用振动压路机碾压时，第一遍应不振动静压，然后先慢后快，由弱振至强振并遵循先轻后重，由内向外（弯道）由边向中（直线），纵向进退等原则。

2.严格控制压实层厚，保证压实效果的均匀。

3.涵洞两侧的填土与压实和桥台背后与锥坡的填土与压实应对称或同时进行，且涵顶填土50 cm内应采用轻型静载压路机压实，保证不破坏涵顶构造，且不允许重型机械在涵顶50 cm填土以内经过。

4.高填方路堤的基底应按照设计要求的基底承压强度进行压实，设计无要求时，压实度不宜小于90%，若地基松软，应进行地基改善加固处理，若基底处于陡峻山坡或谷底时，应进行挖台阶处理，并严格分层压实。若场地狭窄时，宜采用小型的手扶式振动压路机或振动夯进行，当场地较宽广时宜采用自重为12 t以上的振动压路机碾压。

5.不同性质的土应分别填筑压实，不得混填。禁止直接使用液限大于50，塑性指数大于26的土，以及含水量超出规定的土。

6.零填及路堑路床的压实，高速公路、一级公路，压实度≥95，其他公路≥93，换填大于30 cm时，应按上列数据的90%标准执行。

7.填土压实的含水量误差值控制在±1%～±1.5%之间，这样可减少压实功率。

8.压实过程中应控制好横坡及平整度，特别是94区、96区路基，因为路基的平整度将影响到路面的平整。

9.认真进行试验段施工，认真总结试验段各项指标。