公路工程路基路面壓實質(zhì)量控制探討

（中鐵十八局集團第五工程有限公司，天津300450）

市政路橋工程的混凝土結(jié)構(gòu)，往往抗壓能力比較強，但在延伸性方面卻無法滿足實際的需要。當市政路橋受力不均勻時，由于混凝土結(jié)構(gòu)延展性不夠，導致工程建設(shè)內(nèi)部出現(xiàn)不均勻沉降，從而導致路面出現(xiàn)裂縫。市政路橋結(jié)構(gòu)的交通運行量比較大，而且可能出現(xiàn)路面或者橋面超荷載的情況，所以，普通的混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法滿足快速發(fā)展的交通建設(shè)需要。路基路面施工是一項巨大工程，因為施工所需時間較長，加上路基結(jié)構(gòu)、負荷能力、施工技術(shù)等因素影響著路基路面質(zhì)量，為保障施工順利進行，保障施工質(zhì)量，需加強路基路面的壓實質(zhì)量控制工作。

1 公路工程路基路面壓實施工的重要意義

公路工程路基路面是公路發(fā)揮良好實際應(yīng)用效果，給人們出行提供較大便利條件的重要保障。加強公路工程路基路面壓實施工具有著較為重要的意義，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 保證路基路面的強度

在公路施工的時候，做好路基路面的壓實施工工作，能有效保證路基路面的強度，使公路充分發(fā)揮其價值。如果在施工過程中，沒有對路基路面進行有效的壓實，在公路投入使用之后，就可能會在車輛荷載的作用下導致路基路面發(fā)生破壞，影響公路的正常使用。路基路面必須要在壓實之后才能夠達到其設(shè)計的強度。

1.2 保證路基路面的穩(wěn)定性

路基路面壓實是公路路面穩(wěn)定性的一個重要保障，對于路基路面而言，其壓實質(zhì)量越好，材料之間的空隙就會越小，當材料之間的空隙控制在一定范圍以內(nèi)的時候，就能夠有效地防止地下水或者雨水進入路基路面結(jié)構(gòu)對其造成破壞，并且在其穩(wěn)定性得到有效保證之后，使用過程中也不容易發(fā)生破壞。

1.3 保證路基路面的平整度

要想使路基路面的平整度得到有效保證，必須依賴于路基路面壓實施工，路面的平整度是行車舒適性的重要保證，如果在路基路面壓實施工的時候，沒有對其進行有效的壓實，就有可能導致路基各處填土高度不一致，同時會使得路面不平整，在荷載的作用下，就有可能使整個路基路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降的情況，不僅不利于行車的舒適性，同時還有可能導致交通安全事故的發(fā)生。

2 影響路基路面質(zhì)量的因素

2.1 土中水分的影響

路基土中通常含有一部分的水分，水分的多少對路基路面的壓實效果影響較大。首先土顆粒間存在摩擦阻力，土的密實度越大，土顆粒間的摩擦阻力越大，當路基土中的水分較少，土質(zhì)較為干燥時，土的顆粒間摩擦阻力較大，土顆粒移動困難，在路基土壓實施工時，土的顆粒并不能很好的移動，土顆粒間的摩擦阻力也未變大，因此壓實效果并不理想。隨著水分的增多，路基土被壓實機械做功并克服了土的顆粒間摩擦阻力，排出路基土中的空氣，使路基土的密度不斷增加，土顆粒間的水分產(chǎn)生適當潤滑和粘結(jié)的作用，土顆粒間的摩擦阻力越來越大，并使土顆粒無法克服土的顆粒間摩擦阻力回彈，越壓越密實，因此壓實效果較好。路基土中的水分較多時，土質(zhì)較為濕潤，水份占據(jù)了過多容量，并起到潤滑過度的作用，使土顆粒間的摩擦阻力大大降低，當壓實施工時，一方面水分不能像空氣一樣排出，占據(jù)著空間，使土無法達到要求的密實度；另一方面壓實后由于土顆粒間的摩擦阻力降低，土顆粒容易克服土的顆粒間摩擦阻力回彈，俗稱橡皮土，即使增加壓實次數(shù)也無法達到要求的壓實效果。因此路基土中的水分含量只有達到一定的范圍才能得到較為理想的壓實度，同樣路基路面所使用的其他路面層材料壓實施工時也需要保證其含水量符合標準。

2.2 路面材料的影響

使用的土中砂礫較多的土較為容易被壓實，這種土質(zhì)中的粉粘土相對較少，遇水不容易被軟化，但在水分過多的情況下，這些低粘性土易被沖刷成流動態(tài)，因此不適合回填路堤，或者需要進一步加固。粘性稍高的土質(zhì)雖然不容易被壓實，但是土顆粒間較大的粘結(jié)作用使其具有較好的抗?jié)B性。粘度較高的粉粘土液限較大，壓實所需的含水量也較大，且呈不穩(wěn)定狀態(tài)，很難被壓實，最大干密度較小。

2.3 碾壓施工的影響

在路基土質(zhì)及碾壓機械相同的情況下，如果碾壓機械的速度不同，壓實效果也不盡相同。這是由于土的壓實需要一定的過程，如果速度過快，路基土未達到相應(yīng)的密實度就己經(jīng)完成碾壓動作，這就需要再次碾壓，相應(yīng)的碾壓次數(shù)會增多。同時，碾壓機械碾壓過程中速度過快也會影響土的穩(wěn)定性，造成碾壓后的路面出現(xiàn)起伏，平整度差。相反，以較慢的速度進行碾壓，可以得到較好的壓實度和平整度，但影響了施工的工期，拖延了施工的進度，同時對土層產(chǎn)生破壞作用，影響工程質(zhì)量，因此碾壓機械最佳的碾壓速度應(yīng)當既保證壓實度和平整度，又不影響施工進度。

3 路基路面壓實技術(shù)原理

3.1 揉搓力作用

此作用來源于柔性碾壓輪，路基路面壓實過程中，通過揉搓力將土壤和輪胎緊密接觸，并且通過接觸形成揉搓力，之后將土壤壓實。通過振動壓路機，加強揉搓力和交變距之間的應(yīng)用，保障路基路面的壓實程度。

3.2 沖擊力作用

在路基路面壓實過程中，一般會選取沖擊型壓力機進行施工作業(yè)，每滾過一個凸角位置，非圓壓輪會瞬間墜落，出現(xiàn)自由落體沖擊，從而形成壓力波。因為壓力波作用，土壤會一直處于動態(tài)，因此可為進行土壤壓實，保障路基路面壓實工作的順利進行。

3.3 振動力作用

因為連續(xù)性的高頻沖擊負荷會產(chǎn)生震動力，一般情況下，壓路機振動頻率設(shè)置在20～50Hz，通過荷載作用可使土顆粒處在高頻振動狀態(tài)之中，因此，高頻振動狀態(tài)有效抵消了產(chǎn)生的摩擦力。加上壓路機較大，有一定重量，因為這些重量可形成靜態(tài)壓力，在靜態(tài)壓力的作用下，土壤可產(chǎn)生一定的壓應(yīng)力、剪切應(yīng)力，使土壤顆粒的排列十分有序，將粒徑小的土顆粒通過擠壓的方式，擠進孔隙之中，可以促進空氣和水分的排出，有效地減少了孔隙空間，提高了土壤壓實效果。

3.4 靜態(tài)壓力作用

路基路面壓實可利用靜態(tài)壓力，因為靜態(tài)壓力將不同的土壤顆粒靠近，有效保障了土壤的密實度。但是因為靜態(tài)壓力作用范圍十分有限，如果不斷加大荷載力，會與開始預期壓實效果有差距。因壓力太大，將土壤表層結(jié)構(gòu)破壞。因此，在路面路基壓實時，需要了解靜態(tài)壓力的大小，保障其功效能夠充分發(fā)揮。

4 公路路基路面壓實技術(shù)措施

4.1 含水量控制要點

路基路面的含水量可以作為評價其質(zhì)量的重要依據(jù)，市政路橋工程中路基路面的含水量需要嚴格控制一定范圍之內(nèi)，如果超過一定標準就會對路基路面的密實度造成影響。工程中通常使用控制土壤含水量的措施為土壤壓實試驗，對于市政路橋工程，其路基路面的含水量要求控制在28%以內(nèi)，一旦含水量超過這個比例，土壤的壓實度就會明顯降低，有時候會導致彈簧土出現(xiàn)，影響整個路面的質(zhì)量。如果土壤含水量太小也會為施工造成一定困難，因為含水量太小會對碾壓施工造成困難，難以達到碾壓施工的效果，直接影響施工質(zhì)量。因此，土壤中的含水量要控制在一定范圍之內(nèi)，盡量不要超過或者低于這個范圍，為路基路面的使用提供有利條件，提高路基路面的均勻性和整體性。為保證土壤的含水量符合標準，在施工之前要對土壤的含水量進行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果對含水量進行調(diào)節(jié)。

4.2 壓實檢測方法

路基路面壓實過程中，為有效檢測壓實后的質(zhì)量，多是采用灌砂法和核子密度儀法進行檢測。其中灌砂法經(jīng)常用于公路路基路面壓實的質(zhì)量檢測中，在實際施工中，需要先選取與檢測規(guī)定標準相符的一定量的均勻砂，讓其進行自由落體運動，在此基礎(chǔ)上，進行洞內(nèi)測試；然后以集料含水量和單位重不變等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，有效檢測路面壓實質(zhì)量。核子密度儀法的檢測對象多為瀝青混合料路基路面壓實質(zhì)量，能夠在厚度達20cm的測定層中進行檢測，利用直接透射法和散射法來檢測土基層和散射法的壓實質(zhì)量。該方法操作步驟如下：第一，選用隨機取樣法對測試位置進行確定，然后預熱儀器，在已經(jīng)確定的測試位置平穩(wěn)放置核子儀，便于后續(xù)檢測工作的順利實施。第二，在檢測路面壓實質(zhì)量時，應(yīng)該科學選擇儀器，打開測量設(shè)備后，以制定好的方案為依據(jù)進行檢測，嚴禁隨意變更方案；同時嚴格按照讀取的規(guī)定來對測量數(shù)據(jù)加以準確讀取，詳細記錄測量結(jié)果；結(jié)束檢測后應(yīng)及時關(guān)閉檢測設(shè)備。第三，核子密度儀的輻射性較強，測量完后應(yīng)將其放置在相應(yīng)儀器箱內(nèi)，保證人員和儀器的安全。

4.3 材料質(zhì)量控制要點

施工材料也對施工質(zhì)量有著直接影響，所以施工材料的質(zhì)量問題是施工中需要重點控制的。材料質(zhì)量的控制一般從三個方面采取措施：第一，抽樣調(diào)查。在施工材料進場之前，必須嚴格按照相關(guān)規(guī)定對材料進行抽樣檢查，材料不僅要符合國家的相關(guān)規(guī)定，也要符合工程的相關(guān)標準，只有合格的材料才能投入使用，不符合標準的材料不能進入現(xiàn)場。第二，石料、粗集料的級配的檢查工作也很重要，原料配置完后，在使用之前要進行試驗，如果試驗的結(jié)果不符合工程的標準就需要重新進行配料。第三，施工材料的配置比也要控制好，要保證施工材料的配置符合工程的施工標準，如含水量、各種材料的比例等都要控制在一定范圍之內(nèi)，降低外摻劑量的浮動。

4.4 采取合適壓實施工技術(shù)措施

路基壓實時，應(yīng)當首先制定好壓實的方案措施，主要考慮的因素有碾壓機械相對于公路的寬度是否合適，控制好碾壓速度，同時注意施工現(xiàn)場環(huán)境溫度較高及風速的影響。一般來說，當施工現(xiàn)場環(huán)境溫度較高，如夏季高溫時節(jié)，應(yīng)當適當擴大每次碾壓的距離，溫度較低時，則應(yīng)當縮短該距離。在風速較大的氣候條件下，應(yīng)當適當縮短碾壓距離，相反無風或風速較小時可以延長碾壓距離。碾壓施工時并不是每次都需要保持一樣的碾壓重量和碾壓速度，通常來說初壓用質(zhì)量較輕的壓路機械壓實，復壓再增加重量，同時每次碾壓的速度也需要進行調(diào)整，初壓時土質(zhì)較為松散，需要慢速壓實，復壓時，由于地基土已經(jīng)有了一定的密實度，可以調(diào)快碾壓速度，同時先將公路兩側(cè)壓好后再向路中間并攏，這樣可以有效的控制壓痕。公路邊角地容易出現(xiàn)漏壓的情況，可以使用小型壓力機進行補壓，但不要遺漏。

瀝青混凝土路面攤鋪應(yīng)當盡量均勻，這就要求控制好攤鋪的速度，使攤鋪機械以較穩(wěn)定的狀態(tài)連續(xù)攤鋪，否則極易導致路面出現(xiàn)起伏。瀝青混合料的運輸應(yīng)于攤鋪機械做好配合，運輸卸料不能影響攤鋪機械的運行狀態(tài)，卸料要緩，防止攤鋪機重量猛然增加影響攤鋪機械的運行速度，同時控制好攤鋪溫度。瀝青混合料的壓實需要根據(jù)不同的瀝青性能、碾壓機械、環(huán)境溫度來控制，碾壓溫度，碾壓速度及次數(shù)也要嚴格按照施工方案進行。碾壓過程中監(jiān)理人員應(yīng)當旁站監(jiān)督，實時進行各項指標的檢測，發(fā)現(xiàn)不合格的地方立即指正，并督促采取有效的解決措施，防止出現(xiàn)質(zhì)量隱患。

5 結(jié)語

公路工程路基路面壓實施工具有一定的系統(tǒng)性與復雜性，直接關(guān)系到公路工程的整體質(zhì)量和使用壽命。因此，在施工過程中應(yīng)從實際情況出發(fā)，準確掌握壓實施工技術(shù)的要點，認真選擇重型擊實標準，合理控制含水量、結(jié)構(gòu)層厚度與寬度，科學搭配好施工材料，做好壓實及其質(zhì)量檢測工作。這樣使路基路面壓實達到較佳狀態(tài)，提高公路路基路面的施工效率與施工質(zhì)量，實現(xiàn)公路事業(yè)的長足發(fā)展。

編輯：董剛