公路工程路基路面壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)分析

李成財(cái)

（中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，杭州 311222）

1 引言

公路是我國交通運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分，城市建設(shè)和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都離不開公路運(yùn)輸。公路工程的常見病害主要為路基沉降，路面坑洞、裂縫、蜂窩麻面、車轍等[1]，公路工程常見病害的發(fā)生大多和公路的路基路面壓實(shí)技術(shù)和效果相關(guān)，路基路面壓實(shí)施工技術(shù)在公路工程施工中發(fā)揮著重要作用。在公路工程施工過程中應(yīng)運(yùn)用科學(xué)的施工技術(shù)，尤其重視路基路面壓實(shí)施工技術(shù)，提高公路工程的整體質(zhì)量，從而保證公路工程的耐久性和行駛的舒適性。

2 公路工程路基路面壓實(shí)施工技術(shù)的重要作用

公路工程中，路面直接承受汽車荷載的作用，路基對路面起著重要的支撐作用。只有在施工過程中嚴(yán)格控制路基路面的壓實(shí)質(zhì)量，才能保證路基路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)公路工程的使用功能。在公路工程施工中，路基路面的壓實(shí)是關(guān)鍵施工工序，對公路路基路面的施工質(zhì)量起著決定性作用。

路基路面壓實(shí)施工技術(shù)有著重要作用，主要表現(xiàn)在以下方面：

1）有利于提高公路工程路基路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和承載能力。隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，公路交通和運(yùn)輸需求仍在與日俱增，各類重型貨車及其載重量對路基路面的承載力也提出了更高的要求。在公路工程施工中，有效應(yīng)用路基路面壓實(shí)施工技術(shù)，加強(qiáng)公路路基路面的壓實(shí)控制，能夠極大地提高路基路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和承載能力，減少公路塌陷或者不可逆變形等狀況的出現(xiàn)。

2）有利于提高公路工程路基路面的平整度。在公路工程施工過程中，路基路面要經(jīng)過分層壓實(shí)、質(zhì)量檢測和驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后才能進(jìn)入下一工序的施工。如果壓實(shí)質(zhì)量控制不到位，在施工階段未壓密實(shí)的路基路面受重型施工車輛碾壓后會造成已施工的路基路面局部沉降，從而導(dǎo)致路基路面凹凸不平、平整度不佳，進(jìn)而影響下一層或整個(gè)路基路面的壓實(shí)施工質(zhì)量及平整度。運(yùn)營階段受長時(shí)間的車輛碾壓會造成道路不均勻沉降，逐漸出現(xiàn)凹陷、裂縫或者斷裂的情況。因此，在公路工程施工中，嚴(yán)格控制路基路面壓實(shí)度，能夠有效解決施工期過程平整度和運(yùn)營期道路平整度問題。

3）有利于提高公路工程路基路面的穩(wěn)定性。在公路工程運(yùn)營過程中，夏季雨水沖刷、冬天凍融、河水或地下水浸泡等環(huán)境因素會對路基路面的穩(wěn)定性造成較大的影響。通過對路基路面的壓實(shí)施工質(zhì)量進(jìn)行控制，能夠有效減小填筑材料之間的空隙，極大地增強(qiáng)路基路面結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，不僅能為人們的交通運(yùn)輸提供便利，還能有效減少后期的維修養(yǎng)護(hù)工作，節(jié)省人力和物力，同時(shí)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3 公路工程路基路面壓實(shí)施工質(zhì)量的影響因素

在公路工程建設(shè)中，路基路面壓實(shí)施工是非常重要的工作內(nèi)容，它會受到多種因素的影響。公路工程施工單位要從壓實(shí)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)入手，采取有效措施提高公路工程路基路面壓實(shí)施工的質(zhì)量。

3.1 路基填料的含水量

填料的含水量較低時(shí)，由于填料顆粒間的引力作用，使土層保持著比較疏松的狀態(tài)或凝聚結(jié)構(gòu)。填料中孔隙相互連通，水少氣多，壓實(shí)機(jī)械碾壓時(shí)，雖然顆粒孔隙中的氣體易被排出，填料的密實(shí)度可以增大，但由于缺少水膜的潤滑作用，外部碾壓作用不足以克服填料間的引力和摩阻力，顆粒間相對移動不顯著，因此，壓實(shí)效果較差[2]。

填料含水量逐步增大時(shí)，水膜變厚，土塊變軟，顆粒間的引力和摩阻力也相應(yīng)減小，在壓實(shí)機(jī)械的碾壓作用下，土粒逐步擠密，壓實(shí)效果漸佳。填料在最佳含水量時(shí)，雖然顆粒孔隙少連通或不連通，孔隙中的水和氣處于封閉狀態(tài)而不能排出，碾壓時(shí)填料內(nèi)產(chǎn)生的孔隙水壓力和氣壓力雖然也減弱了碾壓作用，但試驗(yàn)結(jié)果表明，填料中所含的水有利于顆粒在受碾壓產(chǎn)生的外部壓力時(shí)發(fā)生相對移動，使填料能夠達(dá)到最佳干容重而變得更密實(shí)，即最佳含水量時(shí)填料的密度達(dá)到了該壓實(shí)功能下的極限值。

當(dāng)含水量繼續(xù)增加時(shí)，孔隙中會出現(xiàn)自由水，壓實(shí)設(shè)備碾壓時(shí)不能使填料中的氣體排出，孔隙中的氣和水壓力抵消了壓實(shí)設(shè)備產(chǎn)生的外部壓力，密實(shí)度會降低。因此，在路基施工過程中要嚴(yán)格控制填料的含水量，使其接近最佳含水量。

3.2 路基路面的鋪筑厚度

路基路面填料的鋪筑厚度對壓實(shí)效果也有明顯的影響。實(shí)測路基路面壓實(shí)度檢測結(jié)果表明，填料密實(shí)度由上而下呈遞減趨勢，表層5 cm填料的壓實(shí)度最高[3]。通過大量的路基路面施工實(shí)踐證明，路基路面鋪筑應(yīng)有適當(dāng)?shù)暮穸龋钪舆^厚，下半層的壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，上半層的壓實(shí)度也會受到較大的負(fù)面影響。當(dāng)然，路基路面鋪筑的厚度根據(jù)壓實(shí)機(jī)械類型的變化而變化，具體參數(shù)選擇根據(jù)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)或現(xiàn)場試驗(yàn)段確定。

3.3 壓實(shí)設(shè)備和碾壓遍數(shù)

壓實(shí)設(shè)備對含水率一定的路基路面填料壓實(shí)質(zhì)量有較大的影響。同樣的碾壓條件下，重型壓實(shí)設(shè)備比輕型壓實(shí)設(shè)備能得到更大的壓實(shí)度。但是，不是設(shè)備質(zhì)量越大碾壓效果就越好，而是需要根據(jù)壓實(shí)設(shè)備的性能、鋪筑厚度和路基路面試驗(yàn)段確定相關(guān)參數(shù)，避免過度浪費(fèi)人力、物力，并且過度碾壓還會對路基路面有害。選擇碾壓設(shè)備時(shí)，應(yīng)注意碾壓時(shí)的單位壓力不能超過鋪筑材料的強(qiáng)度極限。

路基路面施工碾壓遍數(shù)是影響路基路面壓實(shí)效果的重要因素之一。壓實(shí)機(jī)械碾壓遍數(shù)-壓實(shí)效果曲線顯示：同一種填料的最佳含水率隨路基路面鋪筑層碾壓遍數(shù)的增多而減少，最大干容重則隨碾壓遍數(shù)的增多而提高；相同含水率條件下，路基路面鋪筑層碾壓遍數(shù)越多，填料壓實(shí)后的密實(shí)度越高。工程施工過程中，可以通過增加碾壓遍數(shù)提高路基路面壓實(shí)度或降低最佳含水率標(biāo)準(zhǔn)，但通過增加碾壓遍數(shù)提高路基路面壓實(shí)度有一定的限度，在施工過程中需要通過試驗(yàn)段確定[4]。

3.4 壓實(shí)方式

壓實(shí)施工一般遵循先輕后重、先慢后快、先靜后振、先邊緣后中間的碾壓原則，既有利于提高路基路面壓實(shí)度，又有利于提高平整度。當(dāng)然，鋪筑的填料不同，碾壓方式也要相應(yīng)調(diào)整，如碾壓碎石穩(wěn)定土?xí)r，由于填料中含有一定量的碎石，采用高頻低幅、緊跟慢壓的方式碾壓效果更好；瀝青路面宜采用先靜壓、再振動、后柔壓的碾壓組合方式；在有超高的路段，碾壓順序宜為先低后高，接縫處應(yīng)先進(jìn)行橫向碾壓，再進(jìn)行縱向碾壓等。

在路基路面壓實(shí)施工過程中，不管使用哪種壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓速度對路基路面鋪筑材料所能達(dá)到的壓實(shí)度有明顯的影響。碾壓速度較小時(shí)，單位鋪筑面積填料的碾壓時(shí)間比碾壓速度大時(shí)要多，壓實(shí)設(shè)備作用在路基路面鋪筑層上的能量也大。也就是說，壓實(shí)設(shè)備傳遞到路基路面鋪筑層填料內(nèi)的能量與碾壓速度成反比。如果碾壓路基路面鋪筑層達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度所需的壓實(shí)能量不變，壓實(shí)設(shè)備碾壓速度加倍，設(shè)備碾壓的次數(shù)也加倍，而碾壓速度過快也會造成路基路面不平整。因此，路基路面施工前，應(yīng)先施工試驗(yàn)段，通過實(shí)驗(yàn)段選擇合適的碾壓速度。

路基路面壓實(shí)質(zhì)量的影響因素來自很多方面，有自然因素，也有設(shè)備、管理因素和人為因素，需精心組織，科學(xué)施工。圖1為公路填方路基壓實(shí)施工現(xiàn)場。

圖1 公路填方路基壓實(shí)施工現(xiàn)場

4 公路工程路基路面壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)分析

為了提高路基路面工程的壓實(shí)施工質(zhì)量，確保公路工程路基路面結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和平整度，必須把握路基路面壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)，選擇合適的壓實(shí)設(shè)備和壓實(shí)方式，通過試驗(yàn)段合理確定路基路面填料的含水率、鋪筑層厚度、碾壓速度等參數(shù)，確保路基路面壓實(shí)質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。在施工過程中，還應(yīng)加強(qiáng)對施工人員的培訓(xùn)和管理，嚴(yán)格控制路基路面壓實(shí)施工中的每道工序，確保嚴(yán)格按照施工方案和試驗(yàn)段確定的參數(shù)施工。

4.1 控制公路工程路基路面填料的含水量

在公路工程路基路面壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)中，控制路基路面填料的含水量非常重要。在路基路面施工前，試驗(yàn)人員應(yīng)采用擊實(shí)試驗(yàn)確定填料來源或混合料配合比和填料的最優(yōu)含水量，條件允許的情況下，通過試驗(yàn)段進(jìn)一步驗(yàn)證最優(yōu)含水量。正常情況下，填料或混合料的含水量較少，填料之間的摩擦力就會變大，路基路面的壓實(shí)效果就會更好。但含水量太少，填料之前缺少一定的水膜潤滑作用，也會影響壓實(shí)效果。因此，在公路工程路基路面鋪筑壓實(shí)施工中，要合理控制含水量，保障公路工程路基路面壓實(shí)施工的最佳效果。

4.2 選擇合適的路基路面壓實(shí)設(shè)備和壓實(shí)方式

選擇壓實(shí)設(shè)備時(shí)，要根據(jù)施工現(xiàn)場的自然環(huán)境和鋪筑層情況選擇合適的路面壓實(shí)設(shè)備。小型碾壓設(shè)備靈活性比較強(qiáng)，適合在地形比較復(fù)雜的環(huán)境中工作，但是工作效率較低，碾壓后的路基路面鋪筑層密實(shí)度不夠，難以達(dá)到預(yù)期的平整效果。而一些大中型碾壓設(shè)備工作效率比較高，能達(dá)到路基壓實(shí)效果，但碾壓后的路基路面易出現(xiàn)裂紋，影響公路工程的整體結(jié)構(gòu)，適合在填料粒徑較大的情況下使用。因此，選擇壓實(shí)設(shè)備時(shí)，要根據(jù)工程施工實(shí)際情況選擇合適的設(shè)備，保障路基路面施工的壓實(shí)效果。在公路工程施工中，可以根據(jù)不同施工條件分段施工，根據(jù)每個(gè)段落的施工情況選擇不同的壓實(shí)方式。例如，在對路基路面邊緣部位或橋梁臺背回填處進(jìn)行壓實(shí)施工時(shí)，可以選用操作靈活性比較強(qiáng)的小型壓路機(jī)；在對常規(guī)路基路面進(jìn)行壓實(shí)施工時(shí)，可以選用大中型的壓路機(jī)，保障路基路面的整體穩(wěn)定性和平整度，提高整個(gè)公路工程的耐用性。

4.3 控制路基路面鋪筑層厚度、壓實(shí)方式和碾壓速度

在公路工程路基路面工程的壓實(shí)施工中，還要加強(qiáng)對路基路面鋪筑厚度的控制、壓實(shí)方式的選擇和碾壓速度的確定。路基路面鋪筑層太厚或者太薄，都不利于壓實(shí)施工的質(zhì)量控制。鋪筑層太厚容易造成鋪筑層下層碾壓不到位，壓實(shí)度偏低；鋪筑層太薄，容易造成填筑層起皮或者壓力超過填料的強(qiáng)度極限值。路基路面的壓實(shí)方式應(yīng)嚴(yán)格按照路基路面施工技術(shù)規(guī)范的要求操作，遵循先輕后重、先慢后快、先靜后振、先邊緣后中間的原則。同時(shí)，施工過程中應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案和路基路面試驗(yàn)段確定的碾壓速度和碾壓遍數(shù)進(jìn)行施工，確保壓實(shí)度符合要求。

5 結(jié)語

綜上所述，公路工程路基路面工程建設(shè)中，壓實(shí)施工是非常重要的一道施工工序。公路工程施工單位要充分研究、分析路基路面工程壓實(shí)施工影響因素，全面掌握壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)，提高公路工程路基路面壓實(shí)施工的質(zhì)量和效率，進(jìn)一步提高公路工程的整體質(zhì)量，從而保證公路工程的耐久性和穩(wěn)定性。