談如何控制路基壓實

王 奇

(1.陜西高速機械化工程有限公司，陜西西安 710038;2.陜西高速集團銅旬高速公路建設管理處，陜西咸陽 713800)

土是由土顆粒、水分及空氣組成，顆粒充當骨架，顆粒間的孔隙被水分和空氣所填充，它們保持各自的特性，并互相制約存在于一個整體之中，形成土的各種物理、力學性質。路基施工則是破壞了土體的天然平衡狀態，導致土體結構松散并重組，土的物理、力學性質發生改變，土體強度隨之降低。為確保路基土有足夠的強度和穩定性，只有通過壓實來提高其密實程度，但要想做好壓實，就必須正確分析影響壓實的因素，從而提出解決措施。

1 影響因素

1)含水量。壓實原理就是依靠壓實功克服土顆粒間的內摩擦力、粘結力，使土顆粒產生相對位移。土中含水量較小時內摩阻力大，壓實到一定程度時某一壓實功不能克服顆粒間的摩阻力，此時得到的干密度較小;含水量逐漸增加，水的潤滑作用使摩阻力逐漸減小，同一壓實功能得到較大干密度;當單位土體含水量繼續增加到超過某一極限后(即最佳含水量ω0)，摩阻力雖仍在減小，但單位土體中的空氣體積已減到最小，水的體積卻不斷增加，由于水是不可壓縮的，因此在同等壓實功作用下土的干密度反而逐漸減小，如圖1所示，一定含水量之前γ隨ω增大而提高，主要在于水的潤滑作用使外力作用下的土顆粒容易產生相對位移，顆粒被擠緊形成新結構從而γ得到提高;但是當γ達到最大值后，ω繼續增大導致顆粒間孔隙被水充滿，外力無法直接作用于土粒上而是傳給了其周圍的水或被封閉的空氣，縱然耗費再大的壓實功，土粒原來的位置也不會發生改變，因而隨著ω的增大γ卻隨之降低。由此可見，壓實時如能控制土的含水量處于最佳值，不僅壓實效果最好而且耗費的壓實功也最經濟。

2)土質、壓實厚度。土質不同，γ與ω0數值也不一樣，對不同土質的擊實試驗(如圖2所示)結果說明:

a.土質不同，最佳含水量、最大密實度也不相同。b.液限較高、粘性較大的土其最佳含水量較大而最大密實度較小，主要是因為粘土顆粒細、比表面積大，并且粘土中含有親水性較高的膠體物質，需要較多的水分包裹土粒才能形成水膜。由此得出，砂性土的壓實效果較好，粘性土的壓實效果較差，所以在路基填筑過程中要求盡量使用砂性土，盡量不要使用粘性土或粉性土，不得已的情況下確實需要使用時須采取一定的技術措施。

土體受壓時，有效壓實深度約等于壓體直徑的兩倍或壓體與土體接觸表面最小橫向尺寸的兩倍，超出這個范圍，作用在土體的壓力急劇減小并逐漸趨于零，起不到任何壓實作用，土的密實度將未發生變化，由此得出作用于土體的外力隨深度增大而逐漸減小，當超過一定深度時土的密實度不會發生變化，所以應準確控制碾壓厚度。

3)壓實功。壓實功由碾壓或錘擊的次數以及其單位壓力所決定的，若在一定范圍內增加壓實功，可起到降低含水量提高密實度的效果。據此特征，工程實踐中可采取增加壓實功來提高路基強度或降低最佳含水量，但要明白，一味靠增加壓實功的方法來提高路基強度有一定的限度，壓實功增加到一定程度以上，強度提高變得極為緩慢，在經濟效益和施工組織上不盡合理，甚至如果功能過大會破壞土基結構，壓實效果適得其反。

圖1 含水量與干密度關系示意圖

圖2 幾種土質的壓實曲線對照圖

4)碾壓機械、碾壓速度及碾壓方式。土的有效壓實深度隨碾壓機械不同而不同:一般來說夯擊式壓力深度最大，震動式次之，碾壓式最小，由此根據相關試驗可確定不同碾壓機械的最佳壓實深度，但同時也要明白同一機械的壓實深度在壓實過程中并不是一成不變的，土松軟時作用深度較大，隨著壓實度逐漸增大作用深度逐漸變小。不同土質使用不同類型的碾壓機械壓實效果也不相同:一般而言，砂性土使用振動式效果最好，夯擊式次之，碾壓式較差;粘性土則是使用碾壓式和夯擊式較好，振動式較差甚至無作用。不管使用哪種類型的壓實機械進行碾壓，傳送至被壓層的能量與速度成反比，所以不同碾壓機械的最佳碾壓速度不相同，因此要嚴格控制碾壓速度處于最佳狀態。

“先輕后重，先慢后快，先邊緣后中間”是路基施工技術規范最基本的碾壓方式，它不僅有利于提高壓實度，還可提高平整度，但這種方式也不是萬能的，遇到特殊情況時，碾壓方式也要相應改變，如碾壓碎石穩定土時，由于填料中含有一定的碎石，采用高頻低幅、緊跟慢壓不僅能得到較好的壓實度而且平整度也好。

2 施工應用

在現場施工中，根據含水量和壓實功能特性，要得到最大壓實度，應該使壓實土保持在最佳含水量，并采用適當壓實功;如果土的含水量低于最佳含水量，可采取噴水措施提高土體含水量至最佳，如果現場加水有困難，也可通過提高壓實功的途徑來提高其密實度;如果土的含水量過大，僅靠增加壓實功來提高壓實度將會出現“彈簧現象”，壓實效果差，應立刻停止壓實，待路基風干含水量達到最佳或加入石灰降低含水量至最佳后方可進行壓實，特別在非常干旱或潮濕地區，須特別注意最佳含水量這一點，必要時在實際施工中可適當降低對壓實度的要求。

根據土質、土層厚度、壓實機械對壓實度的影響特性，通過鋪筑路基試驗段來選擇確定合適的壓實機械和壓實厚度，一般情況下，夯實不宜超過20cm，12 t～15 t光面壓路機，不宜超過25cm，振動壓路機或夯擊機，宜以50cm為限。

根據碾壓速度、方式的影響特性，在施工現場針對不同的碾壓材料和壓實機械，可通過鋪筑試驗段選定合適的碾壓速度、方式，并嚴格按照規范要求進行碾壓，確保路基壓實質量滿足設計要求。

3 結語

根據路基土壓實原理，正確運用壓實的特性，精確控制最佳含水量，選擇合適的壓實機械、碾壓遍數以及碾壓速度，選定最佳壓實厚度，嚴格按照技術規范要求施工，以指導路基壓實的現場實施工作，能取到事半功倍的效果。

［1］沙慶林.公路壓實與壓實標準［M］.北京:人民交通出版社，1999.

［2］鄧學鈞.路基路面工程［M］.北京:人民交通出版社，2003.