淺談影響公路土方路基壓實的因素

顏 焱

貴州智華建設工程有限責任公司，貴州貴陽 550081

公路工程土路基的壓實過程和結果受到多種因素的影響，包括內因和外因,內因為含水量和土的性質；外因為壓實功能與壓實實工具和方法等。弄清這些影響，對于深入了解土的壓實機理和指導壓實工作，具有重要意義。

1 含水量對壓實的影響

當土中的含水量小于最佳含水量時密實度隨含水量的增加而增加；當水量達到最佳含水量時，密實度達到最大值的最佳密實度；當含水量超過最佳含水量時，密實度隨含水量的增加而減小。這表明，在最佳含水量范圍內增加土的含水量對土路基壓實有良好作用。超過此范圍，含水量增加反而對土基壓實不利。產生這一現象的原因的，在最佳含水量范圍內，含水量增加，包裹于土粒表面的水膜加厚，相應地降低了土粒間的吸引力，減少了土的內摩阻力，使土粒在外力作用下易產生相對位移，重新排列成緊密的新結構，因此，壓實效果最好；當含水量超過最佳含水量并隨著水量的增加，土粒間的空隙絕大部分被水分充滿，此時，外力不能直接作用于土粒，而傳給了土粒周圍的水分或封閉的空氣。因此，盡管施加很大的壓實功能，亦難以改變土粒的本來位置，土基會隨著外力的作用而整體移動，故壓實效果很差。路基中的“彈簧土”就是由此產生的。在路基施工中，如果含水量較高，我們只能不用該材料或降低含水量至最佳含水量狀態，其方法為翻曬。

含水量與強度的關系和含水量與密度的關系相似。但有差別，在相同條件下，土體壓實后獲得的最佳密實度各最大強度所對應的含水量不相同，最佳密實度對應的含水量要偏大些。這是因為含水量較小時，土粒間的吸引力較大，需要很大外力才能克服此引力而使土粒移動，因而其塑性變形比最佳含水量時小，其強度亦較最佳含水量時高。

飽水后土體的密實度和強度均有所降低，通過試驗我們發現，兩者的降低值在最佳含水量處均最小。

2 土質對壓實的影響

土質對壓實度的影響也很大。不同的土質，有不同的最佳含水量和最佳密實度；液性、粘性較高的土，其最佳含水量值較高，而最佳密實度則較低；砂性土的壓實效果優于粘性土，這是因為土粒愈細，比表面積愈大，加之粘土中含有親水性較高的膠體物質需要較多的水分包裹土粒以形成水膜。砂土的顆粒粗，成松散狀，水分極易散失，壓實效果不好，最佳含水量的概念對其沒有多大意義。亞粘土和亞砂土的壓實性能較好，而粘性土的壓實性能較差。包括種植土、膨脹土等的壓實性能都較差。

3 壓實功的影響

壓實功是指壓實工具、碾壓遍數或落錘高度、作用時間等。它對壓實度的影響，是除含水量外的另一重要因素。它是影響壓實度的最重要的外因。試驗表明，同一種土的最佳含水量隨著壓實功的增大而減小，最大密實度隨著壓實功的增大而增大。在相同含水量條件下，壓實功越大，則土的密實度越大，強度越大，水穩性越好。所以，在施工中，如果土的含水量低于最佳含水量而加水有困難，可以用增加壓實功的方法來提高其密實度。但必須注意，用增加壓實功的方法提高密實度的效果是有限度的，當土的密實度達到一定程度后，增加壓實功對其密實度的提高就不明顯了，超過這一限度，增加壓實功不但經濟上不合理，甚至由于壓實功過大，土基中土粒的結構遭到破壞，反而影響其效果，就相當于我們用鏍栓錨固東西，由于當心不牢固，而過大用力，在超越其強度極限后，它就會崩斷。因此，用增加壓實功而增大壓實度，要有個度，不能超越。相比之下，嚴格控制最佳含水量，要比增加壓實功收效大得多。所以，在土方路基施工中，控制最佳含水量才是關鍵。

4 壓實機具和方法對壓實的影響

壓實機具的不同，壓力傳布的有效深度也不同。夯擊式機具的壓力傳布最深，振動式次之，碾壓式最淺。但是，一種機具體的作用深度在碾壓過程中并不是固定不變的，隨著碾壓次數的增加，上部土層逐漸密實，土的強度相應提高，其作用深度亦逐漸減小，其荷載傳遞也在逐漸減小，所以在路基施工中，上路床的壓實度要求要比下路床的高許多。

壓實機具重量較小時，荷載作用的時間越長，土的密實度越高，密實度的增長隨著作用時間的增長而減小；壓實機具較重時，土的密實度隨著施加荷載時間的增長而迅速增大，但超過某一時間限度后，土的變形急劇增加而產生破壞；機具過重以至超過土的強度極限時，將立即引起土體破壞。所以，在公路土方路基施工中，要選擇合適的壓實機具，合理的碾壓遍數，如規范要求，在選擇18t～25t壓路機碾壓時，其碾壓遍數宜控制在8～12遍。

碾壓速度也是影響路基壓實的原因之一，碾壓速度越快，壓實效果越差，碾壓速度太慢，易使土體推移。碾壓速度宜先快，使松鋪土有一個簡單的成形后，再慢慢碾壓幾遍，使土體不再變形后再由慢變快。這樣，容易使土體密實均勻。

另外，對于填土路基，攤鋪厚度也會影響路基的壓實效果，其攤鋪厚度與壓實機具、含水量等也有關系，壓實機具較重，則可以鋪厚些，較輕，則鋪薄些。《公路工程施工技術規范》有要求，對于高速公路（一級公路）的路基，其松鋪厚度不宜大于30cm，其它公路不宜大于50cm。

綜上所述，在土方路基施工過程中，必須控制土的含水量在最佳含水量范圍，根據土質和壓實機具的性能，通過試驗，確定合適的分層攤鋪厚度，碾壓次數以及機具的行駛速度等，以獲得最佳的壓實效果和經濟效率。

[1]交通部公路科學研究院主編.公路路基施工技術規范[M].人民交通出版社，2006，11.

[2]胡長順，黃輝華編著.高等級公路路基路面施工技術[M].人民交通出版社，2000，5.

[3]交通部公路科學研究院主編.公路土工試驗規程[M].人民交通出版社，2007，9.

[4]交通部公路科學研究院主編.公路路基路面現場測試規程[M].人民交通出版社，2008，9.

[5]交通部公路科學研究院主編.公路工程質量檢驗評定標準（第一冊土建工程）[M].人民交通出版社，2005，1.