黏土質礫與粉土質礫的壓實度變化與比較

吳鵬

摘要：天然土有大小不同的粒徑組成，粒徑一般是連續變化的，為了描述方便，工程上將大小相近的土粒合并成組，稱為粒組。在路基工程中，常依據土在壓實后的工程性質能否滿足要求而分為A、B、C、D、E五組。路基基床底層多采用AB組作為填料，下面我們來探討下AB組填料。

關鍵詞： 黏土質礫，粉土質礫，粒組，壓實度

某工地采用2種天然填料充當AB組填料，分別來自思林料場和祥州料場。兩種料場的AB組填料常規試驗數據如下：

由上表根據土徑的分布范圍（Cu）和分布形狀（Cc）可以看出思林料場的填料和祥州料場的填料都為A組填料；根據塑性指標可以看出思林料場填料為黏土質礫，祥州料場的填料為粉土質礫。

為了搞清兩種填料隨著有效應力變化，它們的壓實度變化情況，我標段于DK157+000-DK157+120段和DK157+160-DK157+280段進行了路基填筑試驗段施工，試驗段各長120m。根據路基填筑試驗段方案，我部于2012年12月18日 開始組織施工，到目前為止成功的取得了路基填筑施工所需要的重要參數和試驗數據。

DK157+000-DK157+120段采用思林取土場土樣最佳含水率為8.20%，DK157+160-DK157+280段采用祥州取土場土樣最佳含水率為5.95%。碾壓前檢測含水率，若實測含水率超出最佳含水率-2%～+2%范圍，須予晾曬或灑水。碾壓按照初壓→復壓→終壓的次序進行。壓實原則一般應先輕壓靜壓（初壓）→再重壓、振壓（復壓）→后靜壓（終壓）整形。碾壓時先碾兩側，再碾壓中間，輪跡搭接一般不小于40cm。壓路機的碾壓速度，開始兩遍采用1.5～1.7km/h，以后采用2.0～2.5km/h。壓路機不可在已完成或正在碾壓的地段調頭和急剎車。邊角處不適宜大型壓路機作業的地方，先用小型振動壓路機或手扶式振動夯振壓，不留死角。松鋪厚度為35cm，設計碾壓形式分4種：

a.碾壓4遍：靜壓1遍，弱振1遍，強振1遍，靜壓1遍。

b.碾壓5遍：靜壓1遍，弱振1遍，強振2遍，靜壓1遍。

c.碾壓6遍：靜壓1遍，弱振1遍，強振3遍，靜壓1遍。

d.碾壓7遍：靜壓1遍，弱振1遍，強振3遍，靜壓2遍

試驗在碾壓第三遍過后，填層每碾壓一遍檢測地基系數K30、壓實系數K、變形模量EVd值。：

DK157+000-DK157+120段黏土質礫填料結果如下：

DK157+160-DK157+280段粉土質礫填料結果如下：

繪出碾壓遍數與K30值、變形模量EVd值、壓實系數K的變化曲線關系圖，

通過圖形比較可以看出思林料場的黏土質礫比祥州料場的粉土質礫在碾壓遍數少時，壓實度大，但是隨著碾壓遍數的增加思林料場的黏土質礫的壓實度沒有祥州料場的粉土質礫的壓實度變化明顯，而最終結果是祥州料場的粉土質礫的壓實度要大一些。土的變形和強度只隨有效應力而變化，土的體積變形常表現為體積縮小，這種在外力作用下土體積縮小的特性稱為土的壓縮性，土體的壓縮變形主要是由于孔隙的減小所引起的。土是三相體，土體受外力引起的壓縮，包括三部分：

1.土粒固體部分壓縮：

2.土體內孔隙中水的壓縮：

3.水和空氣從孔隙中被擠出以及封閉氣體被壓縮。

粉土成蜂窩狀結構，在成土過程中，顆粒之間引力大于重力，在靜壓過程中，粉土顆粒由于引力和鑲嵌作用難以產生滑移，只是減小了顆粒之間的空隙，粉土靜壓難以壓實；粉土在振壓狀態下，可以使顆粒之間發生滑移，較小的顆粒可以滑移到大顆粒之間的空隙中，起到填充作用，壓實效果有明顯提高。

黏土成絮狀結構，顆粒之間的斥力可以充分發揮，故靜壓狀態下，黏土顆粒易發生滑移，較小的顆粒可以滑移到大顆粒之間的空隙中，起到填充作用，易壓實；在振壓狀態下，黏土后期壓實效果變化不明顯。

通過本次試驗記錄對比分析，思林料場的黏土質礫的最佳碾壓組合為：靜壓1遍、弱振1遍、強振3遍、靜壓1遍；祥州料場的粉土質礫最佳碾壓組合為：靜壓1遍、弱振1遍、強振3遍、靜壓2遍。