淺談土質對路基壓實度控制的影響

摘要：在對路基進行施工的過程中，最容易被忽略的就是路基能否被均勻壓實以及填充路基所使用的土質是否均勻，然而這兩點對路基的質量來講是尤為重要的。文章以土的性質為主線，總結歸納了土的顆粒的結構以及土的均勻性與含水量大小的控制對路基填實的效果的影響，進而能夠更好地對路基建設施工進行指導。

關鍵詞：土質；路基；壓實度；最佳含水量；公路工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：U416 文章編號：1009-2374（2016）03-0103-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.03.052

路基的質量決定著路面的承載能力，只有將路基打實，才能夠有質量過關的路面，因為路基是路面最主要的受力處。經過對過去公路建設的研究，我們要想使得路基與路面達到理想的契合度，就需要對路基進行適當的碾壓。壓實度指標是控制路基質量最常用的標度。具體來講，就是先在室內進行擊實試驗，獲得路基土的最大干密度，并以此作為實際施工中路基土的最大干密度。這在理論上是完全行得通的，不過在現實生活中，由于路基的填料并不是一次性完成的，施工單位的試驗人員以及施工工程的監理人員也不可能對土樣的變化進行及時的取樣調查，因此也就不能確切地了解填料的最大干容量以及最佳含水量。這一系列的客觀因素最終會導致檢測出來的路基壓實度與該種土質實際的壓實度不相符。本篇文章針對這一問題，從本質出發，對土的顆粒組成以及均勻性和含水量進行研究。

1 路基壓實的原理以及意義

我們常說的土實際上是由三部分組成的，最主要的是土顆粒，顆粒之間充斥著水分和氣體。自然的土體本就具有一定的密實程度，但是作為路基來講，這一密實程度還遠遠不夠，因為在路基施工時它原有的顆粒組合之間的間隙被擴大化，導致土的結構被破壞，其穩定性與強度都大大降低，因此需要人為的二次加工，才能作為路基使用。在對土體進行二次加工時，主要對其進行碾壓，這樣可以使得土顆粒之間相互擠壓，減少之間的縫隙，最終使得土體的密實度增大。碾壓從本質上來講是改變土體的C值和Φ值，使得滲透性充分降低，緩解毛細水上升的現象，這樣能夠有效防止土體軟化或者是變形，否則多余的水分自然進行熱脹冷縮就會對土基產生影響，導致地基不能在規定的年限內保持較高的強度以及穩定性。

2 土質的特性

土是構成路基最基本的材料，然而不同的土具有不同的特性，因此在進行路基建設時要選擇適合的土體作為路基材料，并選擇正確的壓實土體的方法，這樣才能達到理想的效果。這一方面的權威資料根據土體顆粒的大小將其分為特殊土、細粒土、粗粒土、巨粒土這幾種。漂石以及卵石等被稱為是巨粒土，它們的顆粒直徑不小于60毫米，內在含水量絲毫不影響壓實的效果。實際的施工過程中，還要考慮到填料是否平整以及壓實的難易程度，因為選擇土體適當能夠為路基的建設節省很多成本。一般情況下，土體的最大顆粒的直徑不能比壓實層厚度的2/3大，否則填充的土體將會被壓碎，影響路基的質量。在對路基材料進行壓實填充時，會選擇比較經濟有效的振動設備。

礫石以及砂是在粗粒土范圍內的，它們的顆粒半徑范圍介于0.74～60mm之間，如果它們中含有的細粒土的成分不超過5%，那么就被稱為自流排水土。它的主要特征是土體的顆粒比較大，狀態比較松散，容易流失。由于含水量比較大，因此在對其進行碾壓時，不需要特別選擇干燥的地面，況且它的壓實效果與本身的含水量關系不大。此外，自流排水土的熱脹冷縮效果不是很明顯。如果是屬于其他種類的粗粒土，則它的壓實效果和自身含水量有很大的關系，因此怎樣使其的含水量達到最佳是做好壓實工作極其關鍵的問題。與黏土以及粉末相比，礫石與砂石都具有比較高的承載能力，并且壓實的難度比較小。如果為了達到土體最佳含水量而對土體進行澆水加濕或者對其要做更難以實現的工作，就不如選擇礫石或者砂石，因為它們在半干燥狀態也能進行較好的壓實操作。此外，對于比較厚的壓實層可以選擇干壓的操作方法。礫石與砂石對壓路機的要求不是很嚴格，各種型號的壓路機都適用，但是對于較厚的壓實層，則需要選擇重型或者是中型的振動壓路機，而薄層路基填料則是只能選擇輕型的壓路機。

粉末狀的土以及黏土被稱為細粒土，它們的顆粒半徑非常小，它們的壓實效果與含水量的多少有著密切的聯系。最有效的壓實設備則是振動設備，假如其中黏土的含量比較少，對其進行壓實時所需要的厚度是和礫石以及砂一樣的，否則就選用較大的壓實機器以及較薄的壓實厚度，此時較好的壓實設備是凸塊式壓路機。但是一般都不用粉土作為路基的填充材料，因為它的水含量不易控制，少量水就會有很明顯的熱脹冷縮效應，對路基會產生較大的不良影響。如果在不得已的情況下，使用粉土作為填充材料，需要在其中摻入其他材料來減小它對路基的不良影響。黏土的粒徑更小，它的壓實效果在最佳含水量或者稍微高于最佳含水量時最好。它所需要的壓實力很大，振動凸塊式壓路機是最好的選擇。

此外，脹縮性黏土以及有機質土的干密度是所有土體中最小的，也屬于不良的路基材料。在對此種材料的路基進行施工時，要控制好填土以及壓實，否則會有塌陷的危險。對于淤泥等有機質土體來說，在大部分情況下是不作為路基材料進行填充的。

3 填土的均勻程度對壓實效果的影響以及對含水量的控制

砂粒多，強度的主要來源是內部摩擦力，強度比較大，但是由于有水分的影響，很難被壓實；粘粒多，強度主要是內部的粘力，但它的力度受水分以及壓實度的影響較大。在實際的路基施工過程中，所用的路基材料并不是單一的，這使得壓實的難度進一步增大。

壓實度是衡量路基質量的標準，它具體是指實際施工中土體壓實的干密度與該土體最大的干密度的比例。不過實際的施工過程中所測得的干密度是不準確的，因為在此過程中會受到多種不確定的客觀因素的影響，最終導致路基的穩定性難以保障。

不同的土質都有著最佳含水量以及最大含水量，并且這兩個屬性對路基壓實效果有著很大的影響。我們查閱相關書籍發現，如果含水量高于或者是低于最佳含水量，亦或者是超過了含水量的有效值就會出現壓實度不足的現象。因為如果含水量過小時，就很難克服顆粒間的摩擦阻力，導致干密度??；含水量的逐漸增大，水的潤滑作用也在增大，減少彼此間的內在摩擦力，使得壓實效果逐漸變好；當水含量過大時，雖然水的潤滑作用仍然存在，但是水的體積不斷增大，并且不能壓縮，進而使得相同的壓實力度產生較小的干密度。熱脹冷縮效應比較明顯的土質更容易受到含水量的影響，所以在施工過程中一定要控制好路基的含水量。

4 結語

經過研究我們發現，首先要根據施工地的實際情況，選擇最佳的壓實設備；其次在選擇路基材料時，盡量一致；再次擊實試驗所用的土質盡量接近所要施工的路基土質，并且土樣種類比較一致；最后要做好對含水量的控制工作。

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作者簡介：賈強（1984-），男，內蒙古鄂爾多斯人，內蒙古電力勘測設計院有限責任公司助理工程師，研究方向：道路及交通工程。

（責任編輯：黃銀芳）