公路工程土質(zhì)路基壓實(shí)控制要點(diǎn)分析

唐小坤 李海燕

摘?要：現(xiàn)如今，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，而公路建設(shè)過(guò)程中，整個(gè)工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵是路基壓實(shí)，其施工質(zhì)量直接影響工程質(zhì)量總體水平。針對(duì)目前公路工程土質(zhì)路基壓實(shí)施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，分析了路基結(jié)構(gòu)力學(xué)特性及土質(zhì)路基壓實(shí)度不足的原因，并提出土質(zhì)路基壓實(shí)度不足的防治措施。結(jié)果表明，應(yīng)著重控制路基填料選取、土質(zhì)含水率、路基碾壓機(jī)具選取及壓實(shí)功能等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，來(lái)提升公路工程土質(zhì)路基壓實(shí)度。

關(guān)鍵詞：公路工程;土質(zhì)路基壓實(shí)控制要點(diǎn)

路基作為公路工程的基礎(chǔ)，其施工質(zhì)量的好壞將對(duì)整個(gè)公路工程產(chǎn)生比較直接的影響，而碾壓作為路基施工中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它的作用是不容忽視的，如果存在碾壓不到位或者壓實(shí)度不足等現(xiàn)象，就會(huì)出現(xiàn)路基沉陷、斷裂等病害，從而影響道路的通行質(zhì)量，所以我們必須對(duì)路基的壓實(shí)引起足夠的重視，避免各種質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生，從而延長(zhǎng)公路的使用壽命，文章主要通過(guò)多年的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，論述一下公路路基壓實(shí)的質(zhì)量控制技術(shù)，使壓實(shí)度能夠達(dá)到公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1?土質(zhì)路基壓實(shí)機(jī)理

在公路路基修筑過(guò)程中，常常會(huì)遇到天然土層強(qiáng)度較低，經(jīng)汽車(chē)荷載作用產(chǎn)生較大沉陷而影響工程質(zhì)量的現(xiàn)象。尤其是取土填筑路基時(shí)，由于新填土的原有結(jié)構(gòu)狀態(tài)因施工挖運(yùn)而被破壞，致使其結(jié)構(gòu)松散、強(qiáng)度降低、水穩(wěn)性差。工程中一般采用壓實(shí)土體的辦法來(lái)滿足路基質(zhì)量要求。土是三相體，土粒為骨架，顆粒之間的空隙被水分和氣體所占據(jù)。在壓實(shí)過(guò)程中，因土粒受到瞬時(shí)荷重或振動(dòng)力的作用，因其位置得到調(diào)整而重新組合，彼此擠緊，較小的顆粒被擠入較大顆粒之間的空隙中，顆粒位置相對(duì)穩(wěn)定，空隙縮小，土的單位重量提高，從而形成密實(shí)的整體，強(qiáng)度增加，穩(wěn)定性提高。試驗(yàn)研究證明，壓實(shí)后土基的塑性變形、滲透系數(shù)、毛細(xì)水作用及隔溫性能等均有明顯改善。可見(jiàn)，土質(zhì)路基只有充分壓實(shí)及達(dá)到規(guī)定要求的壓實(shí)度，才能滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性等技術(shù)、質(zhì)量要求，從而保證路基的正常使用。

2?質(zhì)路基壓實(shí)度不足的原因分析

很多因素都將影響路基壓實(shí)的效果，主要因素是土質(zhì)和含水率、土質(zhì)情況、壓實(shí)功能、壓實(shí)機(jī)具和壓實(shí)方法等，這些因素將不同程度地影響到土質(zhì)路基的壓實(shí)度，進(jìn)而降低路基力學(xué)特性。

2.1?含水率情況

壓實(shí)土體在高于和低于最佳含水率時(shí)，其抗剪強(qiáng)度和壓縮特性都將表現(xiàn)出不同性狀，這與土體結(jié)構(gòu)、土中水的分布相關(guān)性極高。在路基壓實(shí)施工中，如能控制壓實(shí)土體含水率為最佳含水率，壓實(shí)效果將為最佳。研究表明^[3]，路基填料含水率不當(dāng)不僅直接影響路基壓實(shí)度，還將影響道路運(yùn)營(yíng)階段的剪切彈性模量。

2.2?土質(zhì)情況

土質(zhì)不同，其最佳含水率和最大干密度也將不同。液限、黏性較高的土，即分散性較高的土，擁有較高的最佳含水率和較低的最大干密度;砂類(lèi)土，因其顆粒粗，呈松散態(tài)，水分易散失，故砂類(lèi)土無(wú)最佳含水率的概念。孔隙比越小，剪切模量越大，且孔隙比較小時(shí)剪切模量對(duì)含水率的變化更為敏感，故砂類(lèi)土的壓實(shí)效果也優(yōu)于黏質(zhì)土。

2.3?壓實(shí)功能

壓實(shí)功能，是指壓實(shí)機(jī)具重量、碾壓次數(shù)、作用時(shí)間等。壓實(shí)功能對(duì)壓實(shí)效果影響較大，是一種重要的影響因素^[5]。隨著壓實(shí)功能的提高，對(duì)于同一種土，通常其最佳含水率會(huì)相應(yīng)減小，最大干密度將隨之增加。因此，為提高土基密實(shí)度，增大壓實(shí)功能是有效的方法之一，然而這種方法有一定局限性，因?yàn)橥恋拿軐?shí)度不會(huì)隨著壓實(shí)功能增加而一直增加，通常壓實(shí)功能到一定程度時(shí)，密實(shí)度不會(huì)明顯增長(zhǎng)。

3?土質(zhì)路基壓實(shí)度不足的防治

3.1?選擇合適的路基填料

不同的公路用土其工程性質(zhì)也將不同，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際及工程技術(shù)條件選擇不同的土類(lèi)作為路基填筑材料或修筑穩(wěn)定土路面結(jié)構(gòu)層。巨粒土、礫類(lèi)土強(qiáng)度和穩(wěn)定性均能滿足要求，強(qiáng)度和穩(wěn)定性都較高，是填筑路基的好材料。砂性土具有遇水干得快，不膨脹，干時(shí)黏結(jié)性較高，揚(yáng)塵度低，易壓實(shí)，因此也是良好的路基填筑材料。粉質(zhì)土為最差的筑路材料。粉質(zhì)土的粉土粒含量高，干時(shí)稍有黏性，但易被壓碎，易揚(yáng)塵，浸水濕透快，易成稀泥。黏質(zhì)土作為筑路材料比粉質(zhì)土好，較砂性土差，它可塑性、柔黏結(jié)性和膨脹性較大，并具有很顯著的毛細(xì)管現(xiàn)象。

3.2?選擇合適壓實(shí)機(jī)具

壓實(shí)功會(huì)嚴(yán)重影響到最終壓實(shí)效果。當(dāng)壓實(shí)功不斷增加，那么，同類(lèi)土質(zhì)含水量會(huì)隨之減少，與此同時(shí)，最大干密度則會(huì)隨之增加。含水量相同的背景下，當(dāng)壓實(shí)功愈大，則表示，土質(zhì)密度愈高。針對(duì)填料，場(chǎng)地不同，選擇適宜的壓實(shí)機(jī)具，通常情況下，我們所使用的輕型光輪壓路機(jī)能夠?qū)⒏黝?lèi)填料整平;而重型光輪壓路機(jī)（12-15t），則能夠整平細(xì)粒土、砂類(lèi)土、礫石土等;至于重型輪胎壓路機(jī)（30t以上）則適用于任何填料，特別是細(xì)粒土。其實(shí)羊足碾最為適用，但是還必須要有光輪壓路機(jī)的有效配合，補(bǔ)壓翻松表層。就振動(dòng)壓路機(jī)來(lái)看，具備振動(dòng)、滾壓等效用，主要適用于礫石土、沙類(lèi)土，其最終效果遠(yuǎn)勝于壓實(shí)機(jī)具，針對(duì)高填方路段，必然會(huì)對(duì)壓實(shí)質(zhì)量有著較高要求，一般情況下我們會(huì)傾向于使用重型輪胎壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)等，其最終效果奇佳。

3.3?嚴(yán)格控制材料含水量

通過(guò)上述對(duì)土質(zhì)路基路壓實(shí)度不足的具體原因分析，可以明確的是材料含水率對(duì)工程質(zhì)量影響非常嚴(yán)重，因此對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)筑路材料的含水率進(jìn)行嚴(yán)格控制，將是最經(jīng)濟(jì)合理的辦法，在接近最佳含水率時(shí)進(jìn)行碾壓，這樣便更有可能地達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度。基于此，利用計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算出材料含水量的理論數(shù)值，然后結(jié)合實(shí)踐及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)合理確定路基填料含水率，在實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)按照得到的結(jié)論進(jìn)行施工，使土質(zhì)路基混合料的含水率始終不超出最佳含水率的允許區(qū)間。

3.4?填土的均勻程度對(duì)壓實(shí)效果的影響以及對(duì)含水量的控制

砂粒多，強(qiáng)度的主要來(lái)源是內(nèi)部摩擦力，強(qiáng)度比較大，但是由于有水分的影響，很難被壓實(shí);粘粒多，強(qiáng)度主要是內(nèi)部的粘力，但它的力度受水分以及壓實(shí)度的影響較大。在實(shí)際的路基施工過(guò)程中，所用的路基材料并不是單一的，這使得壓實(shí)的難度進(jìn)一步增大。壓實(shí)度是衡量路基質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，它具體是指實(shí)際施工中土體壓實(shí)的干密度與該土體最大的干密度的比例。不過(guò)實(shí)際的施工過(guò)程中所測(cè)得的干密度是不準(zhǔn)確的，因?yàn)樵诖诉^(guò)程中會(huì)受到多種不確定的客觀因素的影響，最終導(dǎo)致路基的穩(wěn)定性難以保障。不同的土質(zhì)都有著最佳含水量以及最大含水量，并且這兩個(gè)屬性對(duì)路基壓實(shí)效果有著很大的影響。我們查閱相關(guān)書(shū)籍發(fā)現(xiàn)，如果含水量高于或者是低于最佳含水量，亦或者是超過(guò)了含水量的有效值就會(huì)出現(xiàn)壓實(shí)度不足的現(xiàn)象。因?yàn)槿绻窟^(guò)小時(shí)，就很難克服顆粒間的摩擦阻力，導(dǎo)致干密度小;含水量的逐漸增大，水的潤(rùn)滑作用也在增大，減少彼此間的內(nèi)在摩擦力，使得壓實(shí)效果逐漸變好;當(dāng)水含量過(guò)大時(shí)，雖然水的潤(rùn)滑作用仍然存在，但是水的體積不斷增大，并且不能壓縮，進(jìn)而使得相同的壓實(shí)力度產(chǎn)生較小的干密度。熱脹冷縮效應(yīng)比較明顯的土質(zhì)更容易受到含水量的影響，所以在施工過(guò)程中一定要控制好路基的含水量。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，公路建設(shè)最為重要環(huán)節(jié)就是路基施工技術(shù)，以及工程施工質(zhì)量控制。加強(qiáng)公路路基建設(shè)，要嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)法制規(guī)定行事，完善相關(guān)施工質(zhì)量保證體系，遵循“質(zhì)量第一”這一原則，做到“精心設(shè)計(jì)、精心施工、精心管理”。

參考文獻(xiàn)：

[1]屈智炯，劉恩龍.土的塑性力學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2019.

[2]袁俊，詹斌，陳勝超，等.含水率和壓實(shí)度對(duì)路基填土力學(xué)特性的影響[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2018，11（02）：99-102.

[3]謝偉，章定文，楊聲.含水率對(duì)路基壓實(shí)土小應(yīng)變剪切模量的影響規(guī)律[J].巖土力學(xué)，2017，38（05）：1273-1279.