路基压实度的控制与施工工艺

路基压实度的控制与施工工艺

苏鑫

辽宁省路桥建设集团有限公司辽宁沈阳110031

摘要：本文就影响路基压实的因素和控制及检测方法以及施工工艺进行分析和讨论。

关键词：路基压实﹑压实度控制﹑压实度检测

1、前言

路基施工破坏土体的天然状态，致使结构松散，颗粒重新组合。为使路基具有足够的强度与稳定性，必须予以压实，以提高其密实程度。所以路基的压实工作，是路基施工过程中一个重要工序，亦是提高路基强度与稳定性的根本措施之一。在高等级公路施工中，路基压实度质量的控制至关重要。压实度不达标是造成路面破损，使用状况差，通行能力差，交通事故多的主要原因。虽然造成路面破损的原因很多，如：软土地基处理不当，路面结构层设计不合理，施工质量差等，但其中一条重要的原因就是路基施工中压实度指标达不到要求。所以，只有对路基结构层充分压实，才能保证路基强度、刚度及平整度，保证及延长路基、路面的使用寿命。

在公路施工中，影响路基压实度的因素有填土的好坏、地基处理、含水量控制、松铺厚度以及施工机械设备的配套情况等。

2、土质路基的压实

土质路基的压实过程，其本质上是土体在压力作用下，克服土颗粒间的内聚力和摩擦力，使原有结构受到破坏，固体颗粒重新排列，大颗粒之间的间隙被小颗粒所填充，变成密实状态，达到新的平衡。在施工作业中，表现为土壤的体积被压缩，而达到一定程度后，这个过程不再持续。这是因为在颗粒重新排列后，土中气体被挤出由快变缓，最终趋于结束，这时，作用于土体的压力，只能引起弹性变形，而压力过大时，则可能使土壤产生剪切破坏，影响土体强度。

2.1铺筑试验路段确定路基压实的最佳方案

影响路基压实的主要因素有土的力学性质和压实功能、土的含水量、铺层厚度、土的级配以及底层的强度和压实度。路基碾压时，并不是这些因素独立起作用，而是这些因素共同起作用。因此进行路基施工时，应用不同的施工方案做试验路段，从中选出路基压实的最佳方案。

铺筑试验段需制订试验方案，其目的是在给定压路机的情况下，找出达到压实标准的最经济的铺层厚度和碾压次数。确切地说，就是寻求铺层厚度与碾压次数之比的极大值。试验路段位置应选择在地质条件、断面形式均具有代表性的地段，路段长度不宜小于100cm。具体实施可以按以下步骤进行。

（1）取代表性土样做重型击实试验，确定土的最佳含水量ω0和最大干密度ρdmax，并绘制干密度与含水量的关系曲线。

（2）根据土的干密度与含水量关系曲线控制土的含水量ω。

（3）确定铺层厚度和碾压遍数。

一般可根据压路机械的功能及土质情况确定铺层厚度，一般应按松铺厚度30cm进行试验，以确保压实层的匀质性。

在路基压实过程中，随着碾压遍数的增加，土体空隙率V逐渐减小，干密度γ逐渐增大，压实层的表面高程h逐渐变小是一种客观的规律，对于每一种压路机而言，均存在碾压遍数N和土体V、h、γ间的相关关系，而且当碾压遍数超过一定值N'后，上述关系均趋于稳定。这种规律表明，V、h、γ三种指标均可作为压实度检测的依据。

砂性土需碾压次数少，粘性土需碾压次数多。光轮压路机碾压次数较高，轮胎式压路机次之，振动式压路机和夯击机次数最少。

通过试验段的铺筑及有关数据的检测，写出试验报告，最后确定土的适宜铺筑厚度、所需压实遍数及填土的实际含水量，以利施工中掌握控制。

2.2压实机械的选择

土壤的性质不同，有效的压实机械也不同。正常情况下，碾压砂性土采用振动压路机效果最好，夯击式压路机次之，光轮压路机最差；碾压粘性土采用捣实式和夯击式最好，振动式稍差。各种压路机都有其特点，可以根据土质情况合理选用。对于高等级公路路基填土压实宜采用振动压路机或35～50t轮胎压路机进行。

几种常用压实机械的选择见表1-1。

各种土质适宜的碾压机械表1-1

注：①A代表适用；B代表无适当机械时可用；C代表不适用；

②土的类别按《公路土工试验规程》（JTJ051）的规定划分；

③对特殊土和黄土（CLY）﹑膨胀土（CHE）盐渍土等的压实机械选择可按细粒土考虑；

④羊足碾（包括凸块式碾﹑条式碾）应有光轮压路机配合使用。

2.3路基压实度的控制与检测

在路基施工中，土的最佳含水量和最大干密度是两个十分重要的指标。压实前应测定填土的含水量使之接近最佳含水量。土中含水量过大时，应作翻晒处理；当含水量较小时，应适当洒水补充水分，使含水量适宜。石灰稳定土和水泥稳定土等含有无机结合料的土，成型后本身反应还需要一定量的水，在碾压时更应严格控制含水量。

在压实过程中，为保证压实质量，施工现场自检人员应边施工边检查压实度以便及时调整。当压实干密度远远大于要求值时，表明压实度过度或土质发生了变化；当压实干密度小于要求值时，表明压实度不够。针对这些情况要找出原因并及时采取措施以达到要求的压实度。如改变碾压工艺、增加压实机械的重量或重新做标准击实试验等。每一压实层均应检验压实度，合格后方可填筑下一层。

压实度检验方法，通常采用环刀法，灌砂法和核子密度仪法等。

①环刀法，是一种破坏性的检测方法，适用于不含骨料的细粒土。优点是设备简单操作方便；缺点是受土质限制，当环刀打入土中时，产生的应力使土松动，壁厚时产生的应力较大，因此干密度有所降低。

②灌砂法，是一种破坏性检测方法，适用于各类土。优点是测定值精确；缺点是操作较复杂，须经常测定标准砂的密度和锥体重。

③核子密度仪法，是一种非破坏性测定方法。能快速测定湿密度和含水量，满足现场快速、无破损的要求，并具有操作方便，显示直观的优点，但应与灌砂法进行对比标定后方可使用。

对于取样深度要求，用环刀法检测时，环刀中部处于压实厚度的１／２深度；用灌砂法时，应取整个土层的厚度；用核子仪检验时应根据其类型，按说明书要求进行操作。

2.4碾压过程的压实施工

由于高等级公路路基压实度高于一般公路，所以对碾压过程的控制就更加严格。一般在碾压过程中采用先轻后重、先静后动、先外侧后中间的碾压方法。碾压速度控制在1.5～2.5km/h，碾压遍数控制在4～6遍。辽宁省滨海公路大连市长兴岛东店至地庵段公路新建工程第四合同段的碾压机械组合为：YZ14B振动压路机静压一遍，1档，1.5～1.7km/h。YZT16拖式羊角碾振压2遍，2档，2.0～2.5km/h，再用YZ14B振动压路机静压两遍。碾压完毕后经随机检查18个点，压实度最高为98.3%，最低为92.1%，平均压实度为94.2＞90%，符合要求。

通过以上的分析，可以看出，为确保路基压实度达到要求，应从以下几个方面入手。

①根据本地气候特点选择合理的施工季节；

②因地制宜，在不增加工程投资的情况下采用级配好的填料；

③通过对选择的路基填料进行试验，选用最佳含水量；

④填料松铺厚度应严格控制；

⑤碾压机械、顺序及速度的选择应合理得当。

路基施工的压实度标准与施工方法，理论上认为很简单，但在生产实践中，由于施工环境、施工企业治理、技术与经济实力等因素的影响，往往造成局部地方路基压实度达不到规范规定的要求，运营过程中，在车辆荷载作用下，沥青混凝土路面出现早期病害比较普遍，因而缩短了公路的使用寿命，降低了公路服务水平，也给公路维护与治理在经济上带来很大压力。

3、结束语

公路路基的压实并达到合理的密实度，是公路施工的重要工序，也是达到有关公路施工的国家标准，实现公路使用寿命和服务质量的重要保证之一。充分压实可以发挥路基土的强度，减少路基在行车荷载作用下产生的永久变形，同时还可以增加路基土的不透水性和强度稳定性，增强道路的使用性能和延长道路的使用寿命。

随着现代科学技术的迅猛发展，压实机械也将向着自动化、智能化、无人化﹑机器人化方向发展，压实过程的计算机仿真和辅助工程系统，将是压实管理系统未来发展的另一个亮点。

参考文献：

[1]《公路路基设计规范》，人民交通出版社，2004。

[2]《公路压实与压实标准》沙庆林人民教育出版社1999.5第三版

[3]《公路路基施工技术规范》，人民交通出版社，2006。

[4]《路基路面工程》邓学钧张登良人民教育出版社1995.5