路基施工中影響壓實度的因素及控制方法

徐彬

盛玖建設集團有限公司 山西 太原 030032

1 路基壓實度的概念

如圖1所示，路基壓實度施工總共分為三個部分。很多情況下，由于壓實工藝、填料含水率等諸多因素的制約，使得市政道路工程對路面的穩定性和耐久性產生了很大的影響。市政路基的壓實作用是通過壓縮土體，使得土體之間的孔隙變小，從而增加土壤的容重，從而形成一個致密的整體，從而達到高強度、高穩定的目的。由于地基的建設對土壤的自然形態造成了嚴重的破壞，使得土壤的顆粒結構松散，重新組合。為了提高路基的強度和穩定性，必須進行碾壓，提高路基的致密程度。因此，路基壓實是路基工程建設的重要環節，也是提高路基強度和穩定性的重要技術手段。

圖1 路基壓實施工總體流程圖

2 市政公路工程路基路面壓實施工的重要性

近年來，隨著城市化進程的加快，市政道路建設的質量也在不斷提升，但道路建設的質量卻越來越差。[1]路基壓實在道路施工中起到了很大的作用，而路基的碾壓作業對公路的各項指標有很大的影響。

3 市政公路工程路基壓實施工的影響因素

3.1 壓實施工技術因素

填筑過程中，填筑材料的含水率對壓實過程的影響不是單純的線性關系，而當壓實過程中含水率過高或過低時，都會對壓實過程造成一定的影響。當土壤水分含量太低時，很容易造成路基的壓實問題。同時，在土壤含水率較高的地區，會產生彈性土，從而對路基的壓實性產生不利的影響。因此，在建設單位進行路基填筑時，必須解決其含水量問題，使其含水量保持在一個合理的范圍之內，不能有太高或太低的問題。另外，填料的含水率還會影響顆粒間的摩擦力和粘性。一般認為，在普通物料的基礎上，應將水分含量控制在2%左右，才能進行路基的壓實。

3.2 路基土層含水量控制效果不佳

由于水分會對路基的壓實度產生較大的影響，因此，施工前要根據施工現場的地質情況進行檢測和打實，以保證路基的含水量合理[2]。

適當的水分可以提高土壤的溫度性，如果水分不足，土壤的密度就會變得不合理，在這個位置進行壓縮，可以很容易的將土壤中的空氣擠出來，但是由于水膜無法起到很好的潤滑作用，會影響土壤的質量，從而降低壓實的質量。

如果土壤水分含量過高，就會在土壤裂縫中形成一定數量的自由水，壓縮后無法將土壤中的空氣排出，從而影響到路基的壓實力，從而降低路基的壓實度。在鋪砌公路路基時，必須先進行確認，以保證路基在碾壓作業過程中的水分含量是否合理。

3.3 路基條件因素

在進行路基壓實施工時，地基條件對壓實效果有一定的影響。由于不同的公路工程所處的土層不同，地基的穩定性也不同，為了保證地基的壓實度達到相關的要求，就必須在施工前對地基進行勘察，并根據不同的地基情況，制定相應的施工措施。

譬如，如果地基比較松軟，就必須進行土壤置換，也可以采用水泥攪拌樁加固軟土，提高土層的承載力，控制路基中的水分，從而保證路基的壓實度[3]。

4 市政公路工程路基壓實施工技術

4.1 壓實施工準備

施工單位要根據施工地點進行清理，以確保工地無其它物體，確保零件位置的總體清潔；對施工地點的地理位置進行良好的勘察，根據相關規范處理異常地質；由于建材中含有的水分會對建筑產生一定的影響，所以必須嚴格控制物料中的濕度，相關文件中也有明確的要求。根據地基的實際情況，選擇壓路機、平地機、攤鋪機等壓實機，以保證壓實度。如果是在碾壓作業中，碾壓作業時，必須選擇碾壓設備，而在碾壓作業中，則要選擇一臺重型壓路機[4]。

4.2 碾壓施工

如圖2所示，在確定了最佳施工設備、碾壓次數、最優含水率等參數后，再進行碾壓施工。在碾壓施工前，要檢查土層的具體含水率，確定相應的標準，禁止不能進行碾壓，必須要有很好的處理障礙。

圖2 填石路基施工流程圖

在碾壓期間必須考慮到下列問題：

①碾磨要求采用相對較慢的轉速，一般不能超過4公里/小時；

②在一條直線上，應按照從兩側到中間的原則進行碾壓，在半徑不大的地方，按從中間到外圍的原則進行碾壓；

③橫向連接位置，要求長度為40-50厘米，使用單輪式壓路機時，要保證50%的搭接長度，如果是前后方向相同，則要保證1～1.5米；

④碾壓必須滿足一定的質量，如果有不正常的情況，必須保證碾壓均勻；

⑤振動碾壓過程中，首先要停止振動，然后按速度緩慢進行。如果在一個標段內有大型車輛時，就必須按照行車路線進行設計，以充分展示大型車輛所具備的壓實性;

大型汽車由于軸載大，對路基的影響更大，但由于在同一條道路上行駛的時間過長，很可能會發生嚴重的碾壓，從而在路基表面留下痕跡。在這種情況下，在施工過程中，必須對車輛的行駛進行合理的規劃。

4.3 壓實機械和壓實厚度

在所述填料處于或超過所述最優含水率的過程中，所述碾壓層的厚度必須與所施加的壓實機的有關特性相一致。如果層間的厚度比較高，那么，劣質的設備就不能直接作用在層間的底部，只有表面的層狀壓力，而在層間的緊實度達不到要求，會留下一層比較松軟的泥土，從而影響到施工。不同類型的壓實設備，其分層壓實的厚度要根據施工環境和分層測試的壓實度來判斷。相關資料表明，在滿足施工設備等條件下，最佳鋪層厚度為30厘米。

在確定了最優的松層厚度后，大部分人都認為，如果松層厚度較小，那么壓縮后的壓實度就會更好，但事實證明這是錯誤的。碾壓層的厚度越小，路基的力學性能越差，即兩個壓實路面的粘結力越弱。特別是在進行路基填筑至路床頂部時，如果壓實層很薄，則路基與路基框架的銜接度就會降低。

5 控制市政公路路基壓實施工質量的有效方法

5.1 確定最佳含水量

水分是反映土壤物理狀況的最基本的物理參數，水分含量的變化會影響土壤的許多力學性能。在保證路基壓實度的前提下，合理的含水率是至關重要的。在土壤干密度、孔隙率等方面，宜采用最佳含水率作為基礎。所以，在確定了土料場地后，在進行地基處理時，必須首先確定土壤的最優含水率。

確定最優含水率是為了指導施工，對于超過最佳含水率的充填土，應及時晾干，低于最優含水率的土壤應及時噴灑。在取水條件較差的區域，可以采用增大壓實功的方式，以提高地基的壓實度。

5.2 按規范控制平整度

標準中段地基土層填土時，沒有對平整度做規定，根據多年的施工經驗，壓路機在平坦的道路上，各個部位的壓實作用相同，壓實后各點的壓實度較為均勻，且統計曲線分布不均勻。平整性較差的路基，在碾壓過程中，壓路機會對路基土體造成向下的壓力，因為壓力分配不均，壓實效果不同，壓實效果不均衡，有可能出現某段、某區域的壓實度達不到要求時，還要加大檢查次數，將不合格區域劃分出來，再進行碾壓。

5.3 高質量集料選擇

集料的品質主要取決于集料本身的強度、級配以及集料中是否存在有害成分。作為地基地基的骨料，其強度要求不高，而作為鋪面或基層的骨料必須具備所需的強度。在壓路機的碾壓中，由于骨料自身的強度太低，極易發生破碎，導致骨料自身的級配損壞。結果表明：單個粒徑材料的比表面積和孔隙率都很高，物料之間的摩擦阻力很低，物料之間的摩擦阻力也比較小，物料之間存在著相對的滑動，因此很難達到壓實的穩定。因此，要想改善結構層的強度、降低其空隙率、增強結構層的穩定性，就需要對道路材料，尤其是用作道路結構層的骨料進行合理的級配。由于不同級配的不同，會導致不同粒度的粒子在物料中發生改變。

級配不當會導致骨料中的微粒無法充分嵌合，從而影響骨料的致密性，并導致最大干重和最優含水率的變化，從而影響到壓實效果和壓實度的檢驗。當集料中含有易容鹽、有機質等有害成分時，其密實性雖能暫時滿足要求，但會與有害物質發生化學反應，造成“鹽脹”等病害。

5.4 合理地處理路基下臥層

由于地基的下臥層結構必須承受全部的上部荷載，因此，確保地基的下部結構的施工是非常關鍵的。所以，在施工前進行路基填筑時，一定要把路面中的污物清理干凈，其中含有腐蝕性的土層、草苗、淤泥等，都要清理得很好。同時，對于彈簧土，也要采取相應的處理措施，否則會導致路基壓實質量下降。如果不能很好地清除路基中的積水，就需要在上面鋪一層泥土，如若不然其后果是路面的地基會出現裂縫。特別是在軟粘土基礎上，要采取較好的處理方法，否則會引起路面的異常[5]。

5.5 進行有效碾壓工作

公路路基施工完成后，必須進行碾壓作業，確保路面能夠正常運轉。在鋪裝鋪裝作業中，應合理計算工期和數量。路基工程完工后，應立即進行碾壓，碾壓施工的長度和效率要與鋪裝效率保持一致；碾壓施工地點的長度規劃要根據建筑材料的性能、施工期間的氣候條件和道路的溫度來確定；對異常位置進行合理的碾壓施工。當遇到路面太小，導致碾壓機械無法順利通過時，就需要采用振動夯法進行壓實。路基路面的碾壓作業結束后，應根據施工場地的具體情況進行清理，尤其是在低溫工況下，應保證路面清潔。

由于振動壓路機的振動頻率是固定的，所以碾壓速度會影響到碾壓輪對單位面積的壓實力。在同樣的碾壓次數下，在壓路機運行速度較慢的條件下，碾壓輪的夯打點間隔變短，且碾壓輪對單位面積的壓實力更大。在壓路機轉速較高的情況下，碾壓輪的擊打點間隔較大，且在單位面積內受壓實功較少。

5.6 壓實機設備合理配置

目前，壓實設備的類型很多，根據其功能可以分為靜碾式、夯擊式和振動式。選用儀器時，應依據設備的特性及所處環境而定。在這當中，靜碾壓路機是根據其自身的特點，利用其在薄板路面上的線負荷、作業次數、推進速度等特點，來體現其功能。通過振動輪的作用，振動壓路機產生了很大的壓力，從而使土壤中的顆粒發生變化，從而確保了更小的顆粒可以進入更大的顆粒之間，從而達到壓縮的效果。夯錘壓實機是利用夯錘反復下落所帶來的動力，從而使土壤得到壓縮，其中，夯錘、夯板和夯實機對土壤的沖擊比靜壓大，且具有更大的傳遞深度和更高的壓實質量，適用于各種土壤。

在施工過程中，要根據路基填料的有關特性選擇合適的壓實設備。振動式機械在砂質土壤中的使用效果最好，在粘性土壤中可以選擇靜態碾壓和夯擊。在建造之前，施工單位必須根據試驗地點確定合適的碾壓方式，從而提高工程的建設效率。當填料達到或稍大于理想含水率時，碾壓層的厚度必須與壓實機的作用相符。在物料層厚度大的情況下，壓路機的能量無法到達層底，壓實的只能在層間形成一層硬殼，而在層間的致密程度達不到壓實度的要求，導致層間出現了松散的層狀結構，從而導致質量問題。

5.7 進行壓實度檢測

目前常用的壓實度測試方法有很多，常用的方法有：砂灌法、水袋法、核子密度計、環刀法等。通常采用的是灌沙法，這種方法工作量大，試驗耗時多，但是試驗數據直接、真實、準確，是目前最普遍使用的礫類土壤壓實度測量方法。第二種方法為環式刀法，它具有操作簡單、數據準確等特點，在質量檢驗和施工中得到廣泛應用。但環刀法不適合用來測試礫質土壤，而用核子密度計測量則是最好的選擇。用此方法可以測量土壤的含水量和密度。它的優點是使用方便，快速，但是精度較低，不能作為仲裁檢驗和驗收的基礎。無論使用哪一種方法，都必須嚴格遵循測試規范，以保證所測數據的真實性和可靠性[6]。

5.8 加強工作人員素質的培養

組織施工人員進行相關知識的學習，從而提升他們的專業知識水平和技術水平，以確保他們能正確地應對非正常狀況。相關的建筑工人需要不斷地學習新的技術，并將其用于市政公路工程的地基鋪裝施工。

為了保證壓實作業的順利進行，應采用不同的壓實技術。同時，要提高施工人員的綜合素質，使施工人員了解公路工程路基壓實工作的重要性，使他們具備高度的責任感，主動提高自身綜合素質，抓住一切機會進行學習。

6 結語

市政公路建設已成為我國交通界的一項重大工程，對保障我國交通運輸業的迅速發展具有十分重要的意義。在市政公路施工中，為了確保路基的良好性能，提高路基的抗壓強度，必須重視路基的壓實度質量。在公路路基進行壓縮處理后，可以顯著提高路基的穩定性，降低路面的滲透性，防止路面因低溫而產生的不均勻變形，從而保障公路的壽命。