公路路基压实施工质量控制措施分析

2021-01-07宋华

河南建材 2021年2期

宋华

南通市江海公路工程有限公司（226300）

随着社会经济的快速发展，我国交通工程的规模不断扩大，为人们提供高效、安全、快捷的交通服务，是公路部门的运营目标。路基施工质量对公路运营的安全性具有重要影响，施工单位只有根据项目要求对压实施工进行严格控制，才能够避免公路在使用中出现车辙、翻浆等现象。

1 工程案例概况

某公路工程项目，公路全长5.25 km，平均填高为8 m，可以分为上路堤、下路堤和路床三部分。填筑试验表明:土壤的塑性指数小于26，密度为1.69 g/cm3，含水率为 19.8%。

2 公路路基压实施工质量控制措施

2.1 土壤含水量

针对于公路工程压实工作而言，土壤的含水率会直接影响压实施工的密实度。根据相关研究显示，黏土颗粒本身的物理化学性质与黏土压实特性有着十分密切的关系。对于黏性颗粒土壤而言，在压实的过程中需要将土壤孔隙中的空气挤出。土壤颗粒碾压的密实程度越高，土壤颗粒之间的空气越少，路基的稳定性便越高。通常情况下，黏土颗粒之间的距离小于2 um，并且颗粒一般为薄片形状。因此，黏性土壤相较于其他土壤而言，其表面积与质量的比值较大，因此颗粒表面的作用力会对土壤性质造成影响。此外，黏土表面正常情况下会存在负电荷，在边缘部位可能带有正电荷，工作人员想要平衡黏土表面的负电荷，就需要在扩散层中分布阳离子[1]。

施工单位在对土壤进行压实时，土粒之间会存在斥力与引力，并且这两种力的大小对于压实土的结构有着决定性的作用。当土粒之间的斥力超过引力，将会导致土壤颗粒始终处于分散状态。如果土壤本身的含水率较小，土粒之间的引力则较大，在压实过程中引力会使得土粒发生相对移动，进而导致无法将土体充分压实。施工单位在此过程中需要逐渐提高土壤的含水率，此时土壤颗粒的水膜会逐渐增厚，土粒间的引力不断减小，有助于土粒移动，进而提高压实效果。当含水率达到一定程度，土壤当中的空气就会被全部挤出，最终完成压实工作后，可能会导致土壤的密度大于理论密度。但是施工单位需要注意的是，当土壤的含水率达到一定程度之后，如果孔隙中已经出现了自由水，水膜的扩大作用将不再显著；自由水如果直接填充到了孔隙当中，还有可能会阻碍土粒的移动，最终影响压实效果[2]。基于此，施工单位在正式开展压实工作时，需要使土壤保持最佳含水率，以获得最佳干密度，这样才能促使压实工作顺利开展。如果在碾压过程中土壤含水率过高或者过低，那么就需要采取换土、改良以及翻晒等措施进行治理，以保证路基的压实度[3]。

2.2 土壤的类型

根据土壤试验结果来看，不同类型土壤的最大干密度以及最佳含水率有所不同，因此对于分散性较高的土壤而言，如果土壤中的黏粒、粉粒含量高，证明土壤的最佳含水率较高，但是最大干密度却较低。出现这一现象的主要原因在于黏土类型土壤的颗粒的表面积较大，因此较多的水分将颗粒包裹住形成水膜。相较于黏土，亚砂土与亚黏土的最佳含水率较低，而最高干密度较高。由此可见，在压实条件相同的情况下，亚黏土和亚砂土的压实性能较高。

在正式开展压实工作前，需要先对土壤进行击实试验，以确定土壤的最佳含水率及干密度。如果在试验过程中发现最佳干密度与含水率存在多个数值，取两次结果的平均值作为代表值便可。

2.3 压实功能及压实设备

在压实工作中，因为最大干密度与最佳含水率会根据压实功能的变化而变化，因此施工单位需要对此现象加以重视。压实的原理是利用外部功能克服土壤颗粒之间的引力，进而使得土壤颗粒能够形成新的结构，因此外部功能越大，越能克服土壤颗粒之间的引力。在此情况下，土壤的含水率较低，也可以促使土壤密实度增加[4]。基于此，在现代路基工程施工活动中，都会使用15 t 以上的压路机进行碾压，并且还要根据碾压情况适当增加碾压次数。在本工程项目中，土壤实际含水率小于试验数据，在使用15 t 以上的钢轮压路机碾压时，应先使用YZ20 压路机静压 1 遍，然后再弱振 1 遍、强振 2遍。施工单位在压实过程中一定要保证压实设备处于最佳状态，以免因设备故障而对压实工作带来影响[5]。

2.4 碾压层厚度

不同规格的压路机，其碾压深度有所不同。施工单位要注意在深度范围内保证土壤的压实度达到项目要求。如果碾压层过厚，就容易导致土壤下层的压实度无法达到要求，进而影响土壤上层的压实度。在路基施工压实过程中，现场碾压层的厚度一定要与压路机规格相匹配。当使用18 t 以上的压路机进行压实工作时，通常情况下需要将土壤压实厚度控制在30 cm 以内。不同规格压路机的压实厚度不同，施工单位在施工前需要结合现场情况对土壤开展碾压试验。

2.5 碾压遍数

相关实验证明，碾压次数对土壤干密度的影响较大，随着碾压遍数的增加，土壤干密度的增长率会不断变小；当碾压遍数超过一定次数之后，土壤的干密度便不再增加。施工单位要注意，在土壤保持最佳含水率的情况下，采用不同碾压设备时的适宜碾压遍数有所不同。通常情况下，在使用18 t 设备碾压路基时，需要静压1 遍、弱振2 遍，甚至需要强振，这样才有可能达到重型压实标准。

2.6 碾压速度

不管使用什么型号、规格的压路机，在开展碾压工作时，碾压速度都会对路基土的密实度带来一定影响。当压路机以较快的速度开展碾压工作时，碾压动能还来不及传到压实部位，碾压压力便已经消失。根据实践经验，碾压速度与被压土层内的能量成反比，如果达到规定密实度需要的压实能量不变，当碾压速度较快时，就需要适当增加碾压次数。此外，碾压速度的增加还会导致碾压层的平整度变差。通常情况下，施工单位在开展碾压工作时，碾压速度需要保持在2～4 km/h；在对土壤进行静压时，速度需要更慢，通常为2 km/h。强振时要保证设备速度不超过4 km/h。