和 亮
(長平高速公路建設管理處,山西長治 046000)
壓實度,表示土的密實程度,其值越大,表示土質越密實,它是反映路基內在質量的一個至關重要的指標,在工程施工建設過程中,路基壓實度控制不好,不僅會造成路基下沉,而且會直接影響到以后的路面質量,造成路面結構層的過早破壞,路面沉陷,平整度等嚴重病害,直接影響到路面的使用壽命。因此,在路基施工過程中,應嚴格控制這一指標,下面根據公路工程路基施工規范要求,結合這十幾年來的公路施工經驗,簡要地闡述一下影響路基壓實度的有關因素。
眾所周知,含水量是直接影響路基壓實度的一個重要因素,它與壓實度的關系如圖1所示。

圖1 含水量與壓實度的關系
從圖1可以看出,如縱向表示壓實度ρ,橫向表示含水量ω,土質的含水量只有在最佳的狀態下,才能達到最大的壓實度,其壓實效果才會最好,含水量過小,土質不易壓實,含水量過大,又容易造成翻漿、軟彈等現象,因此,要想在施工中含水量達到很好的控制,在選擇取土場時就應該提前做好土質各個方面如強度等各項指標測試,還有關鍵的一項就是含水量的試驗,應盡量不用潮濕的地段,保證該土場土質的含水量能達到最佳,如需增加水量可以在取土之前及時澆筑,讓水分充分均勻地滲透到土體中,如需要深層開挖時,下方土質也許和上方土質含水量有較大差別,就得采取提前開挖晾曬的辦法,也可采用滲水溝方法,總的來說,要想使含水量在碾壓時達到最佳,在最先一些工序中,就應該打好基礎。另外在碾壓時還要注意測試,達到最佳含水量方可碾壓,這樣才能達到最佳壓實效果。
不同的壓實機具,對土質的壓實效果不同,不同的土質,也采用不同的壓實機械碾壓,隨著近幾年科學技術的飛速發展,壓實機具的功率增大,影響深度的增加,振動頻率更科學化,因此,在施工中,含水量達到規定要求時,進行碾壓,一般每層180 m為一段分別碾壓,進行下一段碾壓時,要檢測上一段的壓實度是否達到規定要求,如果不達要求,要進行調整,同時,還要針對不同的土質,采用不同的壓實機械組合進行碾壓,不同的壓實工具,經過其壓實后,達到的效果也會有很大的不同,夯擊力不同,深度也不一樣。振動壓路機隨著振擊力的增加而增加,而且針對不同的土質在壓實過程中作用也是不一致的,軟土和硬土的壓實效果也有所不同。其次是靜碾壓路機,另外,同一種壓實機具,對不同的土質,壓實效果也不盡相同,隨著壓實遍數的不斷增加,土層逐漸密實,強度逐步提高,作用深度就逐漸減小。當壓實機具重量不大時,隨著荷載作用時間的增長,密實度的增長速度隨時間而減小;當壓實機具重量很大時,隨著荷載作用時間的增長,土的密實度很快增加,當超過土的極限強度值時,會導致土體結構破壞。因此,要根據實際壓實土質合理選擇壓實機具,才能提高壓實效果,充分發揮機械效能,減少不必要的浪費。
在路基填筑過程中,土質松鋪厚度對路基壓實度有很大影響,在施工過程中,應嚴格加以控制,對于含水量較大的土質,應在路基以外的地方加以晾曬,如果拉到路基上仍然存在含水量較大的情況,那就先按松鋪系數鋪筑后,用犁耕機翻耕2遍~3遍,然后再充分晾曬,如果還達不到規定要求,那就需要摻入一些生石灰處理一下,最好是運到路基前,含水量等就已達到規定要求,以避免不必要的麻煩,減少不必要的生產成本。另外,不同的壓實機械,對土質的影響深度不同,如采用30 t振動壓路機,松鋪厚度應控制在30 cm以內,如采用50 t振動碾,每層松鋪厚度不應超過35 cm,如采用18 t~21 t靜碾壓路機,每層松鋪厚度不應超過20 cm,如果松鋪厚度過大,在碾壓過程中,會出現上面密實下面松散的現象。
碾壓方式對路基的壓實度也有很大關系,首先,在選擇壓實機具上,要保持先輕型后重型的原則,先邊后中,先慢后快。直線段由路肩向中心碾壓,曲線超高段由內側路肩向外側路肩進行碾壓。這樣才不會造成機械臺班浪費,其次是錯輪寬度,對于振動壓路機,每次錯輪不應超過后輪1/2,后輪必須超過兩段的接縫處。
對于三輪靜碾壓路機,每次錯輪不應超過15 cm,再次是碾壓速度不宜過快,一般初壓速度宜控制在2 km/min~3 km/min,復壓時,速度應控制在1.5 km/min~2 km/min為宜,一般路段碾壓6遍~7遍,一直到規定的密實度,同時表面無明顯的輪跡,與老路面交界側應多壓2遍~3遍,嚴禁在已完成或正在碾壓地段上急剎車或調頭。在路基碾壓過程中,如碾壓方式不當,不僅會出現壓實度提高困難,而且容易造成機械臺班浪費的現象,特別是開始碾壓時的方式不正確,從而導致土層表面形成一種硬殼,造成復壓時效果不明顯,這種情況下,則需要破壞表面這層硬殼,按正確的方式重新碾壓。碾壓過程中表面始終保持濕潤,不得干壓。另外,如在碾壓過程中中途遇到有雨的情況,就應該把攤鋪好的土料碾壓一次,隨后再進行處理。
路面平整度對壓實度的影響也很關鍵,如果路基表面不平,那么在碾壓過程中,高出的地方就容易被碾壓密實,而低洼處,壓路機接觸不到,就不會密實,從而造成同一層壓實度不均勻的現象,壓實度是在壓路機的作用下,路面材料的一個被壓縮變形的壓實過程,而平整度也是路面材料連續均勻壓縮變形的過程,由材料力學及各種實驗得知,材料所承受的作用力越大,其變形也就越大,其作用力與壓縮變形基本成正比的關系,因此,施工過程中,要保證路基的壓實度,首先必須保證路基的平整度。
除此之外,影響路基壓實度的因素還有很多方面,如:1)土質的均勻程度,如果土質不均勻,那么它的壓實度也不均勻。2)下承層的壓實度不好,上一層的壓實度也不易達到。3)碾壓要及時,否則,土質表面水分散失,導致表面松散,不易壓實。4)壓實功的影響,一般來說,壓實功做的越多,壓實度就越高,但如果其他方面因素控制不好,壓實度反而隨著功的增加而降低。每一壓實土層的密實度隨深度的增加而遞減,在距頂面5 cm的范圍內土的密實度最高,底部最低。每層填土的壓實厚度和碾壓遍數與壓實機械的類型、土的種類、壓實度要求有關,要通過做試驗段來合理確定。如果壓實遍數超過10遍,仍達不到規定的壓實度,則應該考慮更改碾壓機械和施工工藝。在壓實過程中,還要注意做好原地面臨時排水設施,從而保證及時排除地表面的水。
總之,要保證路基的壓實度,不僅要考慮以上方面的影響因素,還要在具體的施工過程中,不斷摸索,總結。對各方面的影響因素都加以科學、嚴格的控制,這樣,才能達到最佳碾壓效果,從而保證路基的內在質量,真正做到“內堅實、外美觀”。