路基路面壓實在公路施工中的應用分析

劉 長 勝

(忻州市交通試驗檢測中心,山西 忻州 034000)

0 引言

公路建設質量和通行能力直接影響到區域經濟發展及區域間協調發展能力，作為交通運輸的重要板塊和節點，必須重視公路建設質量和后期通行能力，應認識到公路路面、路基壓實施工質量對公路綜合承載能力和使用耐久性的決定性影響。本文以省內公路建設為主要研究對象，就其中的路面、路基壓實施工質量影響因素及應對措施進行綜合分析，以最大程度提高公路路用能力和使用年限。

1 公路路基、路面壓實施工過程中質量影響因素

1.1 含水率影響因素分析

大量工程實踐表明，路基路面填筑材料質量直接影響到其壓實質量和壓實度指標，其中，路基路面填筑材料的含水量影響最為顯著。其含水量直接影響到路基路面的最終壓實度指標；在壓實施工過程中，隨著壓實次數的增加，其密度與壓實次數呈現明顯的正相關關系，隨著壓實指標的上升，路面、路基填筑料骨料之間的內摩擦力及粘結力增加，若被壓實路段填筑料天然含水率較低時，則填筑料之間的內摩擦力值隨著碾壓次數的累加，值不斷上升，在壓實指標達到一定值后，壓實施工開始逐步失效，即壓實次數不再影響填筑料之間的內摩擦力，但此狀態下的壓實干容重值較低；若路段含水率較高時，由于水分潤滑作用，導致填筑材料之間的內摩擦力值降低，在相同外荷載作用下，壓實干容重指標較大；若填筑料含水率超過一定界限，填筑料間的內摩擦力值繼續提升，在水分因素的影響下，單位容重內的填筑料開始下降。綜上，填筑料含水率對路面路基壓實度的影響非常顯著，在具體的壓實施工過程中，必須結合施工路段的真實含水率指標，針對性建立壓實方案，以保證壓實質量達標。

1.2 碾壓施工工況影響因素分析

除了填筑材料的含水率影響因素以外，路基路面碾壓施工工況對壓實質量及壓實度指標的影響也非常明顯，壓實工況的組合及執行效率和程度直接影響到壓實質量，從而影響路面后期綜合承載能力和服役耐久性。以下就路基路面碾壓施工工況影響情況進行分別闡述：

1)路基路面碾壓方式。在具體施工碾壓過程中，填筑材料夯實必須遵循規范給定的順序原則，為了保證碾壓均勻，規范給定了由邊緣向中間推進的碾壓順序，且碾壓速度應低于20 km/h，尤其是初壓階段，碾壓速度應低于15 km/h，且初始碾壓階段，速度不宜增加過快，應以較小的速率勻速增長，以保證壓實質量，若壓實速度控制失衡，將導致局部填筑料在沖擊荷載作用下，出現局部鼓包和隆起，影響填筑料顆粒之間的可靠咬合。此外，碾壓次序也應嚴格按照規范順序，由邊緣向中間逐層碾壓，且層間重合區域應不低于最小碾壓面的1/3。若碾壓順序安排不當或碾壓面重疊有效面積不足，將導致填筑料向路肩擠壓，改變路基、路面分層斷面形式，進而影響路基、路面傳力及受力特性。

2)碾壓層厚度。面層及基層碾壓厚度控制必須根據最新的JTGF 40—2015公路瀝青路面施工技術規范進行，確保單層碾壓厚度適中，剔除由于碾壓層厚度分配不均勻導致的碾壓失效問題。若單次碾壓厚度設計的過小，在碾壓設備施工過程中，將出現“超碾壓”問題，除了碾壓對應層外，還將破壞下層已碾壓層的形態；若碾壓層設計厚度過大，在預定碾壓設備功率條件下將導致碾壓不足問題，下層位置無法夯實。

2 公路工程中路面路基碾壓施工質量保證措施

2.1 落實好路面路基壓實施工作業

在具體的路基路面壓實施工過程中，為了保證壓實質量和壓實效果，必須控制好壓實設備的行進速率，并做好各種壓實設備的合理安排和配置，全面控制壓實速率及壓實有效長度之間的關系。在外部施工環境較好，天氣溫度適宜、微風或者無風狀態下，可以適當延長碾壓長度。反之，在外界溫度較低，且風力較大的條件下，可以適當削減有效碾壓長度。在具體的路基路面施工實踐中，壓實施工具體施工工況及設備組合必須緊密結合施工現場情況，由于瀝青路面鋪設及壓實過程中需要使用到大量的瀝青混合料，由于拌合瀝青在碾壓過程中溫度還維持在一個較高范圍內，在外荷載碾壓施工過程中，很容易出現瀝青“粘輪”問題，為了防止大量瀝青混凝土被碾壓設備裹挾，導致瀝青混凝土路面表面破損、缺失，應在碾壓過程中，不斷向碾壓位置灑水，使得瀝青混合料快速降溫。此外，在碾壓后且尚未完全冷卻的瀝青混合料，由于其粘彈性靈敏度較高，禁止在瀝青路面上堆砌大荷載重物，防止出現瀝青路面的早期彎沉。對于局部大型設備無法操作的位置，為了保證壓實程度，可以選用振動式夯錘進行輔助壓實，保證整個瀝青混凝土路面能夠壓實可靠。

2.2 完善公路工程路基路面壓實施工質量檢查制度

在具體的公路工程路基路面壓實施工過程中，為了保證施工壓實質量，除了做好壓實施工外，還必須落實相應的檢查制度，對公路工程路基、路面壓實質量進行詳細檢查和把控，具體的常用壓實質量檢測方式有以下兩種:

1)核子密度檢測方法。核子密度檢測方式主要應用在瀝青混凝土路面或者改性瀝青混凝土路面壓實質量檢測中，使用核子密度檢測方式對瀝青混凝土路面的層厚有較高要求，單層檢測厚度不應超過200 mm。通常情況下，在使用核子密度法檢測過程中，被檢測對象的材料及分層不同對應的測量方式也不同，瀝青混凝土路面采用散射法，路面基層及底基層則采用直接滲透法。具體運用情況如下：先對被檢測位置進行前期定位，并預熱設備，測試區域定位方法可以選用抽樣定位方法，在設備預熱階段，必須將核子檢測設備置于被測試區域上方，打開讀取設備，正確讀取對應點位的密度數據，為了保證讀取值的準確性，可以在周邊選取若干測試點，同時采集三個以上讀取點，并求平均值。圖1為核子密度檢測基本原理。

2)灌砂法。通常情況而言，在常見的公路路基、路面壓實度及相關指標檢測過程中，最常用的方法是灌砂法；由于灌砂法在具體使用過程中，采用的設備簡單，投資較小，且檢測過程容易控制，在省內高速公路及其他高等級公路路基、路面壓實施工中最為常見。但灌砂法在具體使用過程中有一定的局限性，例如，對于高填方填石路基及對應路面壓實度檢測中，就無法采用灌砂法，因此，在具體路基、路面壓實度檢測過程中，必須視具體情況確定對應的壓實度檢測方法。灌砂法檢測的基本原理是，通過路基填筑材料及瀝青路面混合料的顆粒直徑范圍，確定對應的標準砂，保證標準砂級配合理均勻，將標準砂灌入容器中，從某一設計標高位置自由落體后夯實至對應檢測洞中，配合夯實下降值及集料含水率指標確定最終路基、路面壓實性能。

3 結語

在具體的公路路基及路面壓實施工過程中，為了保證路基及路面的綜合承載能力及服役年限，必須保證路基及路面各層的壓實度指標滿足設計及規范要求，對提升省內公路運行平穩性與長效性具有關鍵作用。