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1、路基压实度影响因素及保证措施2013年4月15日公路路基压实度的影响因素及保证措施路基在施工过程中通过挖、运、填等工序，土料原始天然结构被破坏，呈松散状 态，为使路基具有足够的强度和稳定性，必须进行人工压实使其呈密实状态。利 用压实机具对土基进行压实时，使三相土体中土的团块和土的颗粒重新排列，互 相靠近、挤紧，使小颗粒土填充于大颗粒土的空隙中，使空气逸出，从而使土的 空隙减小，单位体积的重量提高，形成密实整体，内摩擦力和粘聚力大大增加， 是土基强度增加，稳定性提高。在一般情况下，经过压实的土，土颗粒之间的摩 擦力、分子引力都提高了，其塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能都有 明显改进。因此
2、，对于填方工程，土压实是最重要的工作，填方的质量也是由土 的压实程度来判断的。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。所以土基的压 实工作是路基施工过程中的一个重要工序，是保证路基强度和稳定性的根本措施 之一。现以本人从事多年公路工程施工过程中的施工经验为例，浅谈路基压实度 的影响因素及保证压实度的措施。一、影响路基施工压实度因素1、施工季节的选择气候因素影响着路基施工的质量，不同地区应根据本地气候特点选择合理的施工 季节。例如辽宁省四季差别明显，夏季本市地区多雨，路基填土含水量难以控 制，也是造成路基压实质量好坏的重要因素
3、。2、含水量对压实过程的影响 、影响土方压实的主要因素是含水量。当土中的含水量较小时，土的结构在土 粒间的吸力作用下保持着比较疏松的状态，此时较大的孔隙互相连同。空隙中气 体比水份多，在此种情况下，进行压实，空隙中的气体排出而使土得到较小程度 的压实，但因水少而使土粒间的水膜润滑作用不大，土粒位置变动小，所以压实 效果差而使土不能充分压实。逐渐加入水分后，含水量逐渐增大，包围土粒的水 膜也随之增厚，其润滑作用也加大了，此时压实，就能使土粒产生较大的互相位 置的变动而济紧，压实度逐渐增加；然而水分增加到一定的程度，土中的含水量 超过一定限度时，土颗粒间水份过多而出现了水膜以外的自由水，使土粒间相
4、互 距离增大，自由水抵消了一部分压实功能，压实效果反而降低。所以在进行击实 试验时，在相同的锤击次数下，逐步将土样的含水量增加，此时的效果是干容重 也渐增加，当含水量增加到一定限度时，干容重却反而逐渐减小，如将含水量和 其对应的干容重绘出曲线，可以看到曲线中的干容重有一最大值，而此时与其对 应的含水量，就是最有利于压实的含水量，即称之为最佳含水量而此时的干容重 被称为最大干容重，也可以认为土体获得了最大的密度。 、土的最佳含水量是由土的击实试验确定的。由击实曲线可知，严格的控制最 佳含水量是关键。但是，不同的土类其最佳含水量和最大干密度也是不同的。一 般粉粒和粘粒含量多，土的塑性指数愈大，土的
5、最佳含水量也愈大，同时其最大 干密度愈小。因此，一般砂性土的最佳含水量小于粘性土，而砂性土的最大干密 度也大于粘性土。含水量的大小直接影响着土的压实度，含水量越大，干密度越小。在施工中，将含 水量控制在与最佳含水量相差正负 2%的范围内，压实效果比较理想。土的含水 量过大，压实度必然小，会造成路基稳定性降低，有时甚至出现弹簧土。含水量 过小，难于碾压，压实度也难以达到规范要求。对于偏湿土我们可以采取晾晒方 法，使之接近最佳含水量再碾压可取得很好的压实效果，但对于过湿土，在考虑 进度的条件下，也可掺入适量石灰处理。对于偏干土我们可以采取增加压路机吨 位或增加碾压遍数的办法来进行压实，压实机械增大
6、吨位和增加碾压遍数相当于 增加了土的压实功，尽量使土中的空气排出，增加土的颗粒成份，增大干密度。 对于土很干的时候可考虑洒水碾压来达到最好压实效果。因此，土的最佳含水量和最大干容重是施工中进行压实的两个重要因素，在施工 中掌握了最佳含水量，使土的含水量等于或接近最佳含水量，就使土方压实效果 最好，使被压实的土能够较快地接近最大干容重，也就是达到规范要求的压实 度，施工工作就有较高的经济效益。碾压需要克服土颗粒间的内摩阻力和粘结 力，才能使土颗粒产生位移并相互靠近。土的内摩阻力和粘结力是随着密实度而 增加的，土的含水量越小时，土颗粒间的内摩阻力越大，压实到一定程度后，某 一压实功不能克服土颗粒间
7、的抗力，压实所得的干密度小。当含水量增加时，水 在土颗粒间起润滑作用，使土的内摩阻力减小，因此，同样的压实功可以得到较 大的干密度。在这个过程中，单位土体积中空气的体积逐渐减小，而固体体积和 水的体积逐渐增加，当土的含水量达到某一限度后，虽然内摩阻力还在减小，但单位土体中空气的体积已压缩到最 小限度，而水的体积不断增加，由于水是不可压缩的，因此在同一压实功下，土 的干密度反而逐渐减小，土只有在某一含水量下，才能压实到最大干密度，这个 含水量称为最佳含水量。3、松铺厚度为保证路基的强度和稳定性，使路面有一个必要的稳固土基，在填筑土质路堤 时，应将填土分层压实。在松散的黄土地区或其它松散土的挖方路
8、段，也应进行 压实。公路路基施工技术规范中明确要求必须根据道路的设计断面分层填 筑、分层压实。采用机械压实时，分层的最大松铺厚度，高速公路和一级公路不 应超过30cm。其他公路按土质类别、压实机具功能、碾压遍数等，经过试验确 定，但最大松铺厚度不宜超过 50cm。在路基施工中，填土的松铺厚度往往不被 施工单位重视，过厚碾压的现象普通存在。由于超厚填土，造成虽然路基填土上 层符合要求，但开挖后下层仍比较松散，这就为以后路基的稳定埋下隐患。4、碾压厚度对压实的影响压实厚度对压实效果具有明显影响。相同压实条件下（土质、湿度与功能不 变），由实测土层不同深度的密实度或压实度得知，密实度随深度呈递减，表
9、层 5cm最高。不同压实工具的有效压实深度有所差异，根据压实工具类型、土质及 土基压实的基本要求，路基分层压实的厚度有具体规定数值。通过大量的实践证 明，碾压应有适当的厚度，碾压层过厚，非但下层的压实度达不到要求，而且碾 压层上层的压实度也要受到不利的影响。同时，碾压的厚度随所用的压路机的类型而变。5、碾压遍数对压实的影响压实功能对压实效果的影响，是除含水量外的另一重要因素。压实功能与压实效 果曲线表明：同一种土的最佳含水量随功能的增大而减小，最大干容重则随功能 的增大而提高；在相同含水量的条件下，功能越高，土基密实度越高。据此规 律，工程实践中可以增加压实功能（吨位一定，增加碾压遍数），以提
10、高路基强 度或降低最佳含水量。但必须指出，用增加压实功能的办法提高土基强度的效果 有一定限度，功能增加到一定限度以上，效果提高愈为缓慢。6、碾压速度对压实的影响碾压速度影响碾压轮对单位面积内材料的压实时间。碾压速度低时，单位面积材 料的碾压时间比速度高时要多，因而作用在被压材料上的能量也大。实际上，传 递到被压材料层内的能量与碾压速度成反比。假定使碾压材料层达到规定密实度 所需的压实能量不变，则碾压速度加倍时，碾压次数相应加倍，并且碾压速度过 快容易导致路面不平整（形成小波浪）。因此，应针对具体碾压材料层和所用压 路机，通过铺筑试验路段选择合适的碾压速度。7、不同压实机械对压实的影响 、压实机
11、械对一定含水量下的路基土和路面材料的压实状态有很大影响。使用 轻型压路机只能得到较小的密实度，而使用重型压路机可以得到较大的密实度， 振动压路机比相同重量的普通钢轮压路机的压实效果好得多。根据土质的不同，选择不同的压路机。轻型和中型光面钢轮 压路机可用作预压，普通的中型光面钢轮压路机更适宜于压实低粘性土和非粘性 土，重型光面钢轮压路机可压实粘性大的土，振动式压路机适宜压实粘性小的 土、砂砾土、砾石料、碎石混合料及各种结合料处治级配等。 、依靠自重作用的静压光面钢筒压路机最为普通，广泛应用于一般填土路基的 压实。其作用是利用滚筒在 碾压层表面来回滚动，在其压力下使土发生一定程度 的永久变形而达到
12、压实目的，但由于其单位线压力较小，影响压实层的深度较 浅，所以一般予以压整平阶段使用。轻型的只适用于砂砾、砂性土、粉性土。重 型的则也可用于轻、重亚粘土。 、带有羊足或凸块滚筒的压路机，羊脚或凸块每排错开布置，在滚压过程中， 羊脚凸块端部面积小，故压强增大，使土体受到强大的压力，压入深度较大，并 向土的四周传递了挤压力，对土体产生揉搓作用；利用其梅花行错开布置的特 点，滚筒转动时，全面积内使土体依次受到上述压力的作用，因此特别适用于细 粒土、粘土的压实。羊脚与光面滚筒比较，后者易使粘土土体形成硬壳而难以传 递力到深层，故对粘土不适合用。羊足或凸块滚筒在碾压砂性或砾石类土时，由 于其侧压力挤压作
13、用会使被压土的结构破坏，反而会产生翻松现象，故羊足或凸 块滚筒只适用于粘土、亚粘土类土。 、震动压路机除具重力作用于土层，其震动力以压力冲击波的形式向土内传 递，使土的固体颗粒间的摩阻力减小，加大其在重力压实作用下的位移，济紧了空隙，故压实效果比静压要好。特别是对巨粒土、砂砾 土或土内含有石块的压实效果最佳。一般认为振动碾对粘土类细粒土压实效果较 差，但实践证明如羊足或凸块式的震动压路机，对粘土类也同样有较好的压实效 果，特别是在最佳含水量范围内，用重型羊足震动碾能够较快的使粘土被压实。 、轮胎式压路机由于其充气的轮胎与土体的接触面积在压实过程中是变化的， 最初开始碾压时，土的沉陷较大，轮胎与
14、土接触面积也大，经过碾压后，土体较 密实后强度提高，沉陷量减小，而轮胎内气压变化不大，对土的接触面也减小， 压力也相对增大。因此，轮胎式压路机较之刚性光面压路机效果较好。此外，轮 胎压路机还可用于调节胎内气压大小的方法来增减对土的接触压力，故其适用于 多类土壤，包括重粘土都有较好的效果。当轮胎压路机又具备震动性能时，则对 土兼有压和揉的作用，使压实遍数减小，就可达到要求的压实度。总之，振动机械形式是多种多样的，可以是平滚、羊足或凸块滚与振动的结合， 也可以是无振动仅靠重力静压的；也可是轮胎式振动或不振动的，加之按其质量 和激振力又可以分为轻型至重型的各类等级；在驱动上又可以分为托式或自行式 的
15、。所以，在施工中，应采用哪种压实机械最有效，还是要结合上述各种压实机 械的特点和性能，根据施工时土壤类别的实际情况及其物理力学性能，以及现场 客观的和自然环境以及建设的公路等级、压实度要求等等，选用压实机械必要时 还应通过试验段取得的实际数据和效果来决定使用的压实机械，才能达到既保证 质量，又经济快速的效果。8土质与集料级配对压实的影响 、我国的地域辽阔、地形复杂，能用于土方路基填筑的自然建筑材料大体可分 为：粘性土、亚粘性土、粉性土、砂性土、夹石土等，这些自然建筑原材料在性 能及其本身的特点不同，施工单位和建设单位又是处于经济效益方面考虑的因 素，大多数都是遵循就地取材的原则，来进行公路路基
16、建设。在路基施工中，如 果土质不良，即使松铺厚度适中，碾压合乎规范，仍然很难达到压实度标准。所 以，一切路基填土都必须经过试验。在路基、路面基层材料等的施工中表明，粒 料的级配对所能达到的密实度有明显的影响。均匀颗粒的砂，单一尺寸的砾石和 碎石，都很难碾压密实。只有在良好级配的条件下才能达到要求的密实度，也才 能满足强度和稳定性的要求。 、集料的级配对碾压所能达到的密实度有明显影响。实践证明，均匀颗粒和 砂，单一尺寸的砾石、碎石都难于碾压密实。在级配集料基层或底基层施工中， 使所用的集料的级配与室内试验确定标准干容重时，所用的集料级配相同非常重 要。在集料发生离析的情况下，添加所缺的料并进行适当的拌和是必要的。施工 中，只有严格控制级配，才能确保达到规定的压实状态。二、路基施工中保证压实度的控制措施1因地制宜地选择回填材料如果全部采用巨粒土，具有足够的强度但空隙率大，即密实度差。全部采用细粒 土或特殊土，由
