土方路基施工中壓實度的控制

曹 雪 平

(榆社縣交通運輸局,山西 榆社 031800)

0 引言

路基是路面結(jié)構(gòu)及道路行駛車輛的承載體，對車輛在道路上的行車平穩(wěn)性和安全性具有十分關(guān)鍵的影響作用。壓實度的控制是土方路基施工中的一個關(guān)鍵問題，該問題直接關(guān)系到路基的強度、穩(wěn)定性，影響到路面的實用性。為此，對土方路基施工中壓實度的控制進行研究探討，尋找切實可行的控制方案，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 路基壓實度影響因素

進行室內(nèi)試驗時可知，影響路基壓實度的主要因素包括含水量、土的顆粒組成及壓實功。但在施工現(xiàn)場，路基壓實度影響因素更為豐富和復(fù)雜，除了含水量、壓實功外，碾壓層厚度、壓實機械、碾壓遍數(shù)、地基強度等都會對路基壓實度產(chǎn)生不可忽視的影響。

1.1 含水量

土壤含水量對路基施工的壓實度具有十分重要的作用。在壓實過程中，壓實功要想讓土壤顆粒產(chǎn)生位移并相互靠近，必須先克服土壤顆粒之間的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力，而土的含水量會影響到土顆粒間的內(nèi)摩阻力。當(dāng)土含水量小時，土顆粒之間的內(nèi)摩阻力大，在壓實功的作用下路基被壓實到某一程度后，土的抗力超過壓實功，壓實度到了限度，所得干容重小。隨著土含水量的逐漸增加，土顆粒間的內(nèi)摩阻力將逐漸減小，因為水能發(fā)揮潤滑作用。也就是說，在一定條件下，同樣的壓實功，土的含水量越大，該壓實功能得到的干容重越大。當(dāng)土含水量增加到一定限度后，土的內(nèi)摩阻力仍然在減小，但單位土體中的空氣體積減少到最小限度，而水的不可壓縮的體積仍然在不斷增加，此時，同樣的壓實功得到的干容重反而會逐漸減小。根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)土的含水量為最佳含水量±2%時是最佳碾壓條件。

1.2 土質(zhì)

土的壓實性能受土質(zhì)的影響。最適合作為路基的土是砂礫土、砂土、亞砂土這些容易壓實而又具有一定穩(wěn)定性的土，這些土遇水不會出現(xiàn)過分泡軟現(xiàn)象，沉陷性小。粉土、細亞砂土也比較容易壓實，但其容易過分泡軟而失去承載力。亞粘土、重亞粘土比較難壓實，但其粘性、不透水性比粉土更高。粘土是最難壓實的土質(zhì)，具有液限大、最佳含水量大、最大干容重小的特點，在潮濕狀態(tài)下，粘土穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)剪切現(xiàn)象。脹縮性粘土、有機質(zhì)土都不適于用來填筑路基，容易因壓實不足而造成嚴(yán)重沉陷。石灰土和水泥土也不是填筑路基的好材料，很難達到壓實度。

1.3 壓實機械

土方路基施工中選用的壓實機械也會對壓實度造成一定的影響，應(yīng)根據(jù)實際情況和要求選擇合適的壓實機械。若選用輕型壓路機進行路基壓實施工，則只能得到較小的密實度；若選用重型壓路機，則可得到較大密實度。在重量相同的情況下，振動壓路機的壓實效果比鋼輪壓路機更好，能得到更大的密實度，且作用于路基更深處。輕型、中型光面壓路機適用于預(yù)壓，中型光面壓路機適合用于低粘性土或非粘性土的壓實，而重型光面壓路機則可用于粘性土的壓實。必須注意的是，重型光面壓路機并不適用于碾壓無粘性的砂。輪胎壓路機利用充氣輪胎和懸掛裝置的可變性使輪胎與土層保持接觸，從而實現(xiàn)壓實。輪胎壓路機具有可調(diào)節(jié)自重，接觸面大，壓實深度大等顯著優(yōu)點，適于碾壓粘性土。振動壓路機適合用于粘性較小的土、砂礫土與碎石混合料的壓實，具有很好的壓實功能，可通過自帶的調(diào)頻裝置調(diào)整振動強度從而兼作輕型、中型、重型壓路機。

1.4 碾壓層厚度、碾壓遍數(shù)

碾壓層厚度、碾壓遍數(shù)也對土方路基施工中壓實度具有影響力，如果碾壓層過厚，則下層壓實度不能滿足要求，而上層則容易出現(xiàn)過度碾壓情況。為此，碾壓層的厚度應(yīng)適宜，最好能適應(yīng)壓路機的重量、功能，隨壓路機械的變化而變化。眾所周知，碾壓遍數(shù)對路基壓實度具有重要的影響作用。在材料相同，壓實機械相同的條件下，最初若干遍的碾壓能對材料干容重產(chǎn)生很大的影響，大幅度增高干容重，而隨著碾壓遍數(shù)的增加，干容重的增加速率逐漸降低，當(dāng)碾壓遍數(shù)達到一定程度后，實際干容重將不再增加。在土方路基施工中，應(yīng)先確定碾壓層厚度和碾壓遍數(shù)，以確保施工后能滿足密實度要求。通常情況下，為了使碾壓后壓實度滿足要求，應(yīng)將每層填土厚度控制在15 cm～20 cm之間。

1.5 地基強度

根據(jù)土方路基施工的實際經(jīng)驗可知，如果地基強度不夠，則回填第1層將難以達到壓實度，甚至導(dǎo)致回填第2層無法進行碾壓，若采用重型壓路機進行路基碾壓常常會出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象，且碾壓越多，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重。原狀土的密實度、強度如果不足，將對路塹的表面碾壓產(chǎn)生直接影響。因此，處理基底時必須保證基底強度足夠，以確保上層部位的壓實度能達到相關(guān)要求。

2 土方路基壓實施工技術(shù)及要點

土方路基壓實施工是一個比較明確的施工工序，其施工過程需做好對路基填料的選擇及質(zhì)量控制工作，并選擇適宜路段進行試驗性施工，最后應(yīng)在實際路基施工全過程進行有效的質(zhì)量管控，確保土含水量、壓實厚度、壓實工藝都是最適宜的。

2.1 路基填料的選擇控制

對高速公路路基進行壓實施工時，可采用填方或挖方這兩種工藝，以所需高程為依據(jù)明確路基填筑要求，從而選擇合適的路基填料。不同類型的土的物理特性存在顯著的差別，為了使路基施工時壓實度能滿足相關(guān)要求，應(yīng)選擇容易壓實且具有較高穩(wěn)定性的土體。粘土、粉土是路基的主要填料，在含水率較小的情況下就能很容易的壓實到要求的密度。淤泥土、軟土、膨脹土等具有含水率高、透水性差的特點，壓實難度較大，很難滿足壓實要求，為此，很少用于路基填料，若需要選擇這些土體作為填料，必須經(jīng)過專門試驗分析。

確定路基填料后應(yīng)進行試驗，首先是液塑限試驗、含水量試驗、密度試驗，通過這些試驗分析土體的特性參數(shù)，確定其是否適用于路基填土。接著進行壓實試驗，確定其壓實最大干密度與最佳含水率的關(guān)系，為實際施工提供數(shù)據(jù)支持。

2.2 試驗路段的試驗施工

為了選擇合理的路基分層壓實施工方法，應(yīng)選擇合適的路段進行試驗施工，以便能為實際的大規(guī)模壓實施工提供技術(shù)參數(shù)、施工方案的參考。試驗路段必須在施工現(xiàn)場，以確保其能代表本工程的路基特性。試驗施工采用的壓實機械應(yīng)與實際施工相同，在試驗施工階段應(yīng)詳細記錄過程中獲得的填土特性、鋪土厚度、壓實后厚度、碾壓遍數(shù)等參數(shù)，為實際施工提供參考數(shù)據(jù)。

2.3 土方路基施工要點

第一，下覆土層施工檢查。下覆土層對路基填土的壓實施工具有顯著的影響，進行土方路基施工時必須掌握下覆土層基本特性，若其強度、穩(wěn)定性均很好，能滿足相關(guān)要求，則不需進行人為的施工處理；若下覆土層為淤泥土、軟土等強度、穩(wěn)定性均不夠的土體，若土層厚度不大，則需采取砂石換填的處理措施。第二，測定填土含水率。在進行壓實施工之前，必須確定填土的含水量，以明確要達到最佳壓實度需進行幾次壓實，并選擇合適的壓實方法。在壓實施工過程應(yīng)盡可能地進行連續(xù)作業(yè)，以避免填土受雨淋，含水率發(fā)生較大變化。

3 結(jié)語

土方路基壓實施工是一項比較復(fù)雜的施工工序，受到多種因素的影響。為了保證土方路基壓實施工的壓實度能滿足施工要求，必須對路基壓實度的影響因素進行分析研究和有效的控制，采取科學(xué)合理的質(zhì)量控制技術(shù)，明確施工要點，選擇適宜的路基材料、試驗路段。