路基施工中影响压实度的因素及控制方法

徐彬

盛玖建设集团有限公司 山西 太原 030032

1 路基压实度的概念

如图1所示，路基压实度施工总共分为三个部分。很多情况下，由于压实工艺、填料含水率等诸多因素的制约，使得市政道路工程对路面的稳定性和耐久性产生了很大的影响。市政路基的压实作用是通过压缩土体，使得土体之间的孔隙变小，从而增加土壤的容重，从而形成一个致密的整体，从而达到高强度、高稳定的目的。由于地基的建设对土壤的自然形态造成了严重的破坏，使得土壤的颗粒结构松散，重新组合。为了提高路基的强度和稳定性，必须进行碾压，提高路基的致密程度。因此，路基压实是路基工程建设的重要环节，也是提高路基强度和稳定性的重要技术手段。

图1 路基压实施工总体流程图

2 市政公路工程路基路面压实施工的重要性

近年来，随着城市化进程的加快，市政道路建设的质量也在不断提升，但道路建设的质量却越来越差。[1]路基压实在道路施工中起到了很大的作用，而路基的碾压作业对公路的各项指标有很大的影响。

3 市政公路工程路基压实施工的影响因素

3.1 压实施工技术因素

填筑过程中，填筑材料的含水率对压实过程的影响不是单纯的线性关系，而当压实过程中含水率过高或过低时，都会对压实过程造成一定的影响。当土壤水分含量太低时，很容易造成路基的压实问题。同时，在土壤含水率较高的地区，会产生弹性土，从而对路基的压实性产生不利的影响。因此，在建设单位进行路基填筑时，必须解决其含水量问题，使其含水量保持在一个合理的范围之内，不能有太高或太低的问题。另外，填料的含水率还会影响颗粒间的摩擦力和粘性。一般认为，在普通物料的基础上，应将水分含量控制在2%左右，才能进行路基的压实。

3.2 路基土层含水量控制效果不佳

由于水分会对路基的压实度产生较大的影响，因此，施工前要根据施工现场的地质情况进行检测和打实，以保证路基的含水量合理[2]。

适当的水分可以提高土壤的温度性，如果水分不足，土壤的密度就会变得不合理，在这个位置进行压缩，可以很容易的将土壤中的空气挤出来，但是由于水膜无法起到很好的润滑作用，会影响土壤的质量，从而降低压实的质量。

如果土壤水分含量过高，就会在土壤裂缝中形成一定数量的自由水，压缩后无法将土壤中的空气排出，从而影响到路基的压实力，从而降低路基的压实度。在铺砌公路路基时，必须先进行确认，以保证路基在碾压作业过程中的水分含量是否合理。

3.3 路基条件因素

在进行路基压实施工时，地基条件对压实效果有一定的影响。由于不同的公路工程所处的土层不同，地基的稳定性也不同，为了保证地基的压实度达到相关的要求，就必须在施工前对地基进行勘察，并根据不同的地基情况，制定相应的施工措施。

譬如，如果地基比较松软，就必须进行土壤置换，也可以采用水泥搅拌桩加固软土，提高土层的承载力，控制路基中的水分，从而保证路基的压实度[3]。

4 市政公路工程路基压实施工技术

4.1 压实施工准备

施工单位要根据施工地点进行清理，以确保工地无其它物体，确保零件位置的总体清洁；对施工地点的地理位置进行良好的勘察，根据相关规范处理异常地质；由于建材中含有的水分会对建筑产生一定的影响，所以必须严格控制物料中的湿度，相关文件中也有明确的要求。根据地基的实际情况，选择压路机、平地机、摊铺机等压实机，以保证压实度。如果是在碾压作业中，碾压作业时，必须选择碾压设备，而在碾压作业中，则要选择一台重型压路机[4]。

4.2 碾压施工

如图2所示，在确定了最佳施工设备、碾压次数、最优含水率等参数后，再进行碾压施工。在碾压施工前，要检查土层的具体含水率，确定相应的标准，禁止不能进行碾压，必须要有很好的处理障碍。

图2 填石路基施工流程图

在碾压期间必须考虑到下列问题：

①碾磨要求采用相对较慢的转速，一般不能超过4公里/小时；

②在一条直线上，应按照从两侧到中间的原则进行碾压，在半径不大的地方，按从中间到外围的原则进行碾压；

③横向连接位置，要求长度为40-50厘米，使用单轮式压路机时，要保证50%的搭接长度，如果是前后方向相同，则要保证1～1.5米；

④碾压必须满足一定的质量，如果有不正常的情况，必须保证碾压均匀；

⑤振动碾压过程中，首先要停止振动，然后按速度缓慢进行。如果在一个标段内有大型车辆时，就必须按照行车路线进行设计，以充分展示大型车辆所具备的压实性;

大型汽车由于轴载大，对路基的影响更大，但由于在同一条道路上行驶的时间过长，很可能会发生严重的碾压，从而在路基表面留下痕迹。在这种情况下，在施工过程中，必须对车辆的行驶进行合理的规划。

4.3 压实机械和压实厚度

在所述填料处于或超过所述最优含水率的过程中，所述碾压层的厚度必须与所施加的压实机的有关特性相一致。如果层间的厚度比较高，那么，劣质的设备就不能直接作用在层间的底部，只有表面的层状压力，而在层间的紧实度达不到要求，会留下一层比较松软的泥土，从而影响到施工。不同类型的压实设备，其分层压实的厚度要根据施工环境和分层测试的压实度来判断。相关资料表明，在满足施工设备等条件下，最佳铺层厚度为30厘米。

在确定了最优的松层厚度后，大部分人都认为，如果松层厚度较小，那么压缩后的压实度就会更好，但事实证明这是错误的。碾压层的厚度越小，路基的力学性能越差，即两个压实路面的粘结力越弱。特别是在进行路基填筑至路床顶部时，如果压实层很薄，则路基与路基框架的衔接度就会降低。

5 控制市政公路路基压实施工质量的有效方法

5.1 确定最佳含水量

水分是反映土壤物理状况的最基本的物理参数，水分含量的变化会影响土壤的许多力学性能。在保证路基压实度的前提下，合理的含水率是至关重要的。在土壤干密度、孔隙率等方面，宜采用最佳含水率作为基础。所以，在确定了土料场地后，在进行地基处理时，必须首先确定土壤的最优含水率。

确定最优含水率是为了指导施工，对于超过最佳含水率的充填土，应及时晾干，低于最优含水率的土壤应及时喷洒。在取水条件较差的区域，可以采用增大压实功的方式，以提高地基的压实度。

5.2 按规范控制平整度

标准中段地基土层填土时，没有对平整度做规定，根据多年的施工经验，压路机在平坦的道路上，各个部位的压实作用相同，压实后各点的压实度较为均匀，且统计曲线分布不均匀。平整性较差的路基，在碾压过程中，压路机会对路基土体造成向下的压力，因为压力分配不均，压实效果不同，压实效果不均衡，有可能出现某段、某区域的压实度达不到要求时，还要加大检查次数，将不合格区域划分出来，再进行碾压。

5.3 高质量集料选择

集料的品质主要取决于集料本身的强度、级配以及集料中是否存在有害成分。作为地基地基的骨料，其强度要求不高，而作为铺面或基层的骨料必须具备所需的强度。在压路机的碾压中，由于骨料自身的强度太低，极易发生破碎，导致骨料自身的级配损坏。结果表明：单个粒径材料的比表面积和孔隙率都很高，物料之间的摩擦阻力很低，物料之间的摩擦阻力也比较小，物料之间存在着相对的滑动，因此很难达到压实的稳定。因此，要想改善结构层的强度、降低其空隙率、增强结构层的稳定性，就需要对道路材料，尤其是用作道路结构层的骨料进行合理的级配。由于不同级配的不同，会导致不同粒度的粒子在物料中发生改变。

级配不当会导致骨料中的微粒无法充分嵌合，从而影响骨料的致密性，并导致最大干重和最优含水率的变化，从而影响到压实效果和压实度的检验。当集料中含有易容盐、有机质等有害成分时，其密实性虽能暂时满足要求，但会与有害物质发生化学反应，造成“盐胀”等病害。

5.4 合理地处理路基下卧层

由于地基的下卧层结构必须承受全部的上部荷载，因此，确保地基的下部结构的施工是非常关键的。所以，在施工前进行路基填筑时，一定要把路面中的污物清理干净，其中含有腐蚀性的土层、草苗、淤泥等，都要清理得很好。同时，对于弹簧土，也要采取相应的处理措施，否则会导致路基压实质量下降。如果不能很好地清除路基中的积水，就需要在上面铺一层泥土，如若不然其后果是路面的地基会出现裂缝。特别是在软粘土基础上，要采取较好的处理方法，否则会引起路面的异常[5]。

5.5 进行有效碾压工作

公路路基施工完成后，必须进行碾压作业，确保路面能够正常运转。在铺装铺装作业中，应合理计算工期和数量。路基工程完工后，应立即进行碾压，碾压施工的长度和效率要与铺装效率保持一致；碾压施工地点的长度规划要根据建筑材料的性能、施工期间的气候条件和道路的温度来确定；对异常位置进行合理的碾压施工。当遇到路面太小，导致碾压机械无法顺利通过时，就需要采用振动夯法进行压实。路基路面的碾压作业结束后，应根据施工场地的具体情况进行清理，尤其是在低温工况下，应保证路面清洁。

由于振动压路机的振动频率是固定的，所以碾压速度会影响到碾压轮对单位面积的压实力。在同样的碾压次数下，在压路机运行速度较慢的条件下，碾压轮的夯打点间隔变短，且碾压轮对单位面积的压实力更大。在压路机转速较高的情况下，碾压轮的击打点间隔较大，且在单位面积内受压实功较少。

5.6 压实机设备合理配置

目前，压实设备的类型很多，根据其功能可以分为静碾式、夯击式和振动式。选用仪器时，应依据设备的特性及所处环境而定。在这当中，静碾压路机是根据其自身的特点，利用其在薄板路面上的线负荷、作业次数、推进速度等特点，来体现其功能。通过振动轮的作用，振动压路机产生了很大的压力，从而使土壤中的颗粒发生变化，从而确保了更小的颗粒可以进入更大的颗粒之间，从而达到压缩的效果。夯锤压实机是利用夯锤反复下落所带来的动力，从而使土壤得到压缩，其中，夯锤、夯板和夯实机对土壤的冲击比静压大，且具有更大的传递深度和更高的压实质量，适用于各种土壤。

在施工过程中，要根据路基填料的有关特性选择合适的压实设备。振动式机械在砂质土壤中的使用效果最好，在粘性土壤中可以选择静态碾压和夯击。在建造之前，施工单位必须根据试验地点确定合适的碾压方式，从而提高工程的建设效率。当填料达到或稍大于理想含水率时，碾压层的厚度必须与压实机的作用相符。在物料层厚度大的情况下，压路机的能量无法到达层底，压实的只能在层间形成一层硬壳，而在层间的致密程度达不到压实度的要求，导致层间出现了松散的层状结构，从而导致质量问题。

5.7 进行压实度检测

目前常用的压实度测试方法有很多，常用的方法有：砂灌法、水袋法、核子密度计、环刀法等。通常采用的是灌沙法，这种方法工作量大，试验耗时多，但是试验数据直接、真实、准确，是目前最普遍使用的砾类土壤压实度测量方法。第二种方法为环式刀法，它具有操作简单、数据准确等特点，在质量检验和施工中得到广泛应用。但环刀法不适合用来测试砾质土壤，而用核子密度计测量则是最好的选择。用此方法可以测量土壤的含水量和密度。它的优点是使用方便，快速，但是精度较低，不能作为仲裁检验和验收的基础。无论使用哪一种方法，都必须严格遵循测试规范，以保证所测数据的真实性和可靠性[6]。

5.8 加强工作人员素质的培养

组织施工人员进行相关知识的学习，从而提升他们的专业知识水平和技术水平，以确保他们能正确地应对非正常状况。相关的建筑工人需要不断地学习新的技术，并将其用于市政公路工程的地基铺装施工。

为了保证压实作业的顺利进行，应采用不同的压实技术。同时，要提高施工人员的综合素质，使施工人员了解公路工程路基压实工作的重要性，使他们具备高度的责任感，主动提高自身综合素质，抓住一切机会进行学习。

6 结语

市政公路建设已成为我国交通界的一项重大工程，对保障我国交通运输业的迅速发展具有十分重要的意义。在市政公路施工中，为了确保路基的良好性能，提高路基的抗压强度，必须重视路基的压实度质量。在公路路基进行压缩处理后，可以显著提高路基的稳定性，降低路面的渗透性，防止路面因低温而产生的不均匀变形，从而保障公路的寿命。