淺析公路路基高含水材料的選擇與控制

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摘要：路基是與橋梁、隧道相連，貫穿于公路全線的重要部分，它是公路主體工程和路面的基礎，并且具有與路面共同承受行車荷載的作用。因此，確保路基長期穩定性是保證高速公路長期使用性能的基礎。在諸多影響路基穩定性的因素中，水占有核心地位。水的主要影響是引起土體膨脹，導致土體密實度降低，同時引起強度下降。所以對公路路基含水材料的選擇與控制就顯得非常重要。

關鍵詞：公路路基；含水材料；控制

引言

含水量較高的路基材料具有承載力低，不能壓實，路基無法成行等特點，因此含水路基材料的選擇與控制在道路工程施工中非常重要，也是勘察設計及施工單位重點解決的一個環節。如果選擇不好，隨著時間的推移，將會出現路面的不均勻沉降、造成橋頭跳車等質量問題，影響道路交通的使用功能。因此，處理好路基含水材料的選擇與控制是做好道路施工的基礎。

從現場施工情況及路基檢測看，影響路基壓實度的因素有壓實功能、碾壓工藝及方法、下承層強度、路基土含水量等。而解決壓實功能、碾壓工藝、下承層強度等問題，一般可通過選擇合理的壓路機械，試鋪試驗段確定松鋪厚度及碾壓遍數，填前對路基進行處理和壓實等。而填料含水量則由于取土場、土石類型、氣候、氣象等因素影響變化較大，施工中極難控制，因此，含水量是造成路基壓實度難以達標的主要因素。

一、科學選擇公路路基用土的含水量

根據公路路基用土的含水量和相應的干密度實踐，繪出含水量——干密度關系曲線（如下圖），通過重型擊實試驗，當壓實功能與壓實方法不變時，土的干密度隨含水量的增加而增大，當干密度達到某一最大值后，含水量的增加反而使密實度下降。由此，得出一個路基填土的最大干密度及相應最佳含水量?，F行路基壓實，就采用了干密度比的壓實檢測方法。

有上圖分析可知，合理含水量區間將與土質有很大的關系，對非滲水性土，該區間較小，對滲透水性土，該區間較大。從理論上分析，這是由擊實試驗標準定擊實所確定的。實際上，各土石方施工單位在某一路段所采用的壓路機類型是不一致的，由上述方法確定的合理含水量區間是無法直接使用的，若簡單機械套用，將可能出現無論如何碾壓，壓實度仍不能滿足設計要求的現象。最科學的做法是，根據該路段所具有的壓實機類型，選200米左右長路段作試驗段，在某一試鋪厚度下，改變填土含水量與碾壓遍數，測定對應的干密度，用土的含水量和相應的干密度繪制規定碾壓遍數下的含水量、干密度關系曲線；依據這條曲線確定該壓路機可達到的最大干密度和相應的最佳含水量。在縱坐標上標出要求干密度的點，并以該點作平行于橫坐標的水平線。這時可得出三種結論，即：（1）該水平線在含水量干密度關系曲線上方通過；（2）該水平線與含水量干密度關系曲線的頂點相重合；（3）該水平線與含水量干密度關系曲線在兩點相交。

由上面的結論來看，如果是第一種情況，則說明增加碾壓遍數已不起作用，只能根據施工單位的具體機械情況，減薄松鋪厚度或改用較重的壓路機；如果是第二種情況，則證明所選用的壓路機、碾壓遍數以及適宜的松鋪厚度恰能滿足要求。但碾壓時的含水量必須是最佳含水量，而不是一個可移動的范圍，所以很難控制。這種情況對于施工很不方便，也不好掌握；如果是第三種情況，則證明壓實機械選型合理，給施工創造了非常有利的條件。如前所述，實際上路基填土含水量不可能很均勻，經過一定碾壓遍數后所測得的干密度也不可能都相等，經常具有一定的誤差。例如，對于路基土的干密度，其偏差系數常達3%～4%，因此，根據上述方法確定碾壓遍數或碾壓松鋪厚度時，必須考慮上述含水量的非均勻性。也就是說，應該使圖上要求干密度的這條水平線與曲線在兩點之間的范圍內，是較容易控制的，也符合前面從理論上分析得出的結果。在此前提下按照確定的壓實機械、松鋪厚度、碾壓遍數施工是完全可能達到要求的壓實度的。不需要經常因壓實度不夠而增加碾壓遍數，或減薄松鋪厚度，或改用較重的壓路機。只需把含水量控制在合理的含水量區間即可。

二、公路路基含水材料控制含水量應注意的問題

1、施工取土時，要取天然含水量

在施工時，要測定取土場土的天然含水量（包括不同時間、天氣、季節的天然含水量）以及在運到工地和攤鋪后碾壓前的含水量；以最佳含水量為準，算出需要補充的水量。所需的水量可以在取土之前及時澆注，讓水分充分均勻地滲透到土體中，碾壓時注意測試，達到最佳含水量方可碾壓。

2、土場的就近利用原則

公路路基土石方施工用土數量較大，設計所給出的取土場分布較散，數量多，各個不同土場土質不一樣，其壓實性能亦不同，在施工中除考慮就近利用的原則外，還應注意兩個問題：其一、應按新頒的《公路路基施工技術規范》首先對所選土場土樣進行試驗，若其強度達不到相應層次的要求是不允許使用的。其二、土場的天然含水量應盡可能在合理含水量區間，以減少土中撒水。所以在施工時，不應選定土場再作試驗，而應先作試驗再確定土場。

3、科學選擇填土

就填筑路堤而言，最合適的土是砂礫土、礫土及亞砂土。這些土的內摩阻力小，粘結力小，滲水性強，其合理含水量空間較大，容易壓實，又有足夠的強度、穩定性，遇水不致過分軟化。用這些土作填料不易引起路基沉陷。另外，施工中應注意填料粒徑不能超標，若填料粒徑超標過多過大，就易形成骨架作用，使壓路機壓不實，出現空隙，這樣就達不到要求的干密度。

粉土質和細砂土的土質稍差些，這些低粘性土，也比較容易壓實，在飽和狀態下，這些土容易變成流塑狀并失去承載能力。用這種土填筑路堤的邊坡，在良好的水文地質條件下是足夠穩定的。但是若不作與之配套的防護工程，是容易受受水沖刷的。

亞粘土和重亞粘土的壓實比較難，但與粉質土相比較它們仍是比較有利的土。這些土具有較高的粘性與不透水性。

最難于壓實的土是粘土，在潮濕狀態，這種士不穩定，塑性較差，并容易發生剪切，在干燥狀態下，其容易喪失水分，使土體龜裂。其特點是液限大，最佳含水量大，而最大干密度小。路基碾壓不實，易形成“軟簧”，這種士不宜選用。

4、施工中要注意土質的變化

土質的變化是施工中應隨時注意的問題，不同的土質其最大干密度和最佳含水量是不同的，不注意這一點，始終生搬硬套一個最大干密度標準，采用同一種機械，相同的碾壓遍數和松鋪厚度，就會出現壓實度始終達不到設計要求。因此在施工現場管理中，針對不同土場不同的土質（甚至同一種土場不同層的土質）測試人員應經常注意進行土樣的試驗，注意調整土料的最大干密度及最佳含水量，合理地調整施工機械之間的組合，確定相應的碾壓遍數及松鋪厚度，這樣才能快速有效地達到設計所要求的實際效果。

參考文獻：

[1]袁俊平，詹斌等.含水率和壓實度對路基填土力學特性的影響[J].水利與建筑工程學報，2013（04）：15

[2]趙飛.淺談含水率較高的路基處理[J].中國房地產業，2012（08）：24

[3]李青.含水率對公路路基土的強度特性影響[J].城市建設理論研究，2012（09）：10