影響路基壓實度的因素

何俊娥

（朔州路橋建設有限責任公司中心試驗室，山西 朔州 036002）

道路在路基施工過程中，經過填挖碾壓，土體的天然狀態遭到了破壞，致使土體松散，顆粒得到重新組織合成。為了提高路基的密實度，就必須對路基進行壓實施工，以達到道路路基能夠滿足《路基施工技術規范》及有關規范和要求的強度與穩定性。所以公路路基施工過程中的壓實，是提高公路路基強度與穩定性的最直接和有效的措施之一，也是公路路基施工中的一個具有影響意義的工序。一直以來，由于路基土質、最佳含水率、最大干密度、壓路機種類及壓實遍數等因素影響公路路基施工質量的現象經常發生，如何達到《路基施工技術規范》及相關規范和要求的施工壓實度，盡量降低路基的的不勻稱沉降，是公路工程施工中需解決的難題。

1 壓實標準的確定

路基施工受土質、壓實機具、含水率、最大干密度等的限制，達不到標準試驗室所作出的最大干密度γ0（g/cm3），應適當降低，令工地實測干密度為γ（g/cm3），γ/γ0的比值稱為壓實度，并用百分數表示。在公路工程中用壓實度來表示填土壓實效果的好壞。

試驗室標準擊實試驗根據JTG E40—2007分為重型和輕型，根據土體顆粒的大小又分為大擊實筒和小擊實筒。

2 影響壓實效果的主要因素

2.1 含水量對壓實效果的影響

土的含水量多少是影響填土體壓實度的主要因素之一。圖1中，曲線的拋物線，說明了土體密度γ隨著含水率ω而變化的規律。在相同的條件下，最佳含水率一下降，γ隨著ω增大而提高，主要原由在于水在土體之間起到潤滑作用，土顆粒之間阻力變小，經過碾壓后，土顆粒間的孔隙變小，土粒被擠緊，γ值增大。γ值增大到最大值以后，ω繼續變大，水分占據了土顆粒之間的孔隙，而水不會因外力的擠壓而縮小，因而，ω繼續增大，γ值就會降低。一般情況下，在一定的壓實條件下，干密度的最大值稱為最大干密度γ0（拋物線的最高點），對應的含水率稱為最佳含水率ω0，可見，在壓實施工時，要想使壓實效果達到最好，消耗的壓實功最經濟，就要把土體的濕度控制在最佳值ω0。

圖1 土體密度和含水率的曲線圖

因此，最佳含水量對路基設計和施工有非常重要的作用，路基壓實的兩個重要指標是最佳含水量和最大干密度，在最佳含水量時，壓實的土體密實度最大，水穩性也最好。在公路路基施工過程中，路基土的含水量應控制在最佳含水量上下浮動2%的范圍內。

2.2 碾壓厚度對壓實效果的影響

路基土體壓實層的厚度對壓實效果有著明顯的影響。通常情況下，夯實后的厚度不超過20 cm，壓路機用12～15 t的雙鋼輪壓路機，虛鋪厚度不應超過25 cm，也不應小于12 cm，振動壓路機或夯實機應以50 cm為界限。實際道路路基施工時，壓實厚度宜通過現場路基試驗段確定最佳的攤鋪厚度。大量的事實表明，路基施工過程中，碾壓層厚度比規定值大時，不僅下一層的壓實度達不到規范要求，而且碾壓層上層的壓實度也會受到影響。碾壓層比規定值薄，則碾壓層的整體結合性差。同等壓實情況下（土質、含水率與壓實遍數相同），從路基施工實測的土層深度不一樣的壓實度得知，土體的壓實度隨著深度逐漸減小，密實度最高的是表層5 cm范圍內。不同的壓實工具的有效壓實深度有所不同，依據壓實工具的類型、土質及土基壓實的基本要求，路基每個分層壓實的厚度有具體規定值。

3 壓實功對壓實的影響

壓實效果也受壓實功的影響，壓實功是除含水量之外的又一個重要因素，壓實功與壓實效果曲線見圖2。由圖可知，在相同的含水量條件下，壓實功越高，土體密實程度越高。相同土質的最佳含水量隨著壓實功的增加而變小，最大干密度則隨壓實功的增加而變大。據此，公路路基施工實踐中可以增加壓路機碾壓次數來提高路基密實程度或降小最佳含水量。但需指出，用增加壓實功來增加土基強度有一定的限度，壓實功增加到一定程度以上，效果提高逐漸緩慢。同時，壓實功過大還會破壞土體結構，使效果適得其反。

圖2 壓實功與壓實效果曲線圖

實際上，如果碾壓層要達到規定的密實度所需的壓實功不變，則碾壓速度增加時，碾壓次數相應增加，被傳遞到壓路機碾壓的土層上的能量與壓路機碾壓速度成反比，而且壓路機碾壓速度過快容易致使路基表面平整度達不到規范要求，以致于平整度超過規范要求。碾壓速度比較慢時，單位面積的碾壓時間比速度快時的碾壓時間多，在路基施工過程中壓路機碾壓速度影響碾壓輪的壓實時間，所以作用在路基上的能量大。

壓實機械對一定含水量下的路基土和路面材料的壓實狀況有很大影響。路基施工時用重型壓路機械可以得到較大的壓實度，用輕型壓路機械只能得到比較小的壓實度，而振動壓路機比相同重量的普通鋼輪壓路機的壓實效果會好，根據不同的土質，選擇的壓路機也不同。

4 土質對壓實效果的影響

壓實效果受的土質影響亦很大。通常規律是：不同的土質，γ0與ω0數值也不相同，如分散性（液限、黏性）較高的土，其ω0值較高，γ0值較低；砂類土的壓實效果優于黏質土。其機理在于土顆粒越細，表面積越大，土粒表面水膜所需之濕度亦愈多，加之由黏土中含有親水性較高的膠體物質所致，砂類土的顆粒粗，成松散狀態，水分極易散失，最佳含水率的概念沒有多大實際價值。

5 下臥層的強度對路基整體壓實度的影響

如果下臥層的壓實度不高，則持力層的壓實度很難提高，嚴重的還會形成“彈簧現象”。在路基施工過程中進行鋪筑第一層路基時，首先要清除原地面10 cm土層，如下面還有淤泥、雜草、等雜物繼續清理至干凈。如路基第一層達不到路堤壓實度要求應將原地面土進行重新翻耕、灑水或者晾曬、碾壓，直至達到該層壓實度要求，按照路基填筑的順序，先將低洼地段逐漸分層填平壓實，然后再進行上一層的填筑、灑水、碾壓等施工，否則低洼地段的壓實度達不到要求。

圖3

綜上所述，壓實度是影響路基壓實至關重要的因素，在施工中，理論上與施工中具體實踐應該相結合，各相關單位應樹立嚴格的質量意識，根據每條公路的不同地區、不同土質和不同的含水量，嚴格遵循《路基施工技術規范》及有關規范和要求施工，在路基試驗路段成功的基礎上取得精確的數據，然后再進行大面積路基的施工。