淺論路基壓實在公路工程建設實踐中的作用

李福全

（河南三元工程監理咨詢有限公司，河南 信陽 464000）

1 關于路基壓實問題

1.1 路基壓實的重要意義

在路基路面設計中，為提高路面的使用壽命和使用性能，對工程設計的主要要求是：①有足夠的承載能力，能經受行車荷載的反復作用而不產生結構性破壞；②能經受重車荷載的反復作用而不產生過大的壓縮變形；③滲透性小，能預防雨水或其他自由水侵入，以保證路基路面的穩定性。

國內外的工程實踐和試驗研究都早已證明，在路基和路面結構層施工時，需采用機械進行認真的壓實，以提高路基土、路面結構層和路面整體的強度，增加其穩定性減少其在行車作用下可能產生的形變，以及減少或避免路面可能產生的多種早起破壞現象，從而大大提高路面的使用性能和使用壽命。

1.2 目前路基壓實在公路工程中存在的主要問題

十多年來各地的實踐證明，凡嚴格按照重型壓實標準認真施工的路基路面工程，都取得了很好效果，路面的承載能力得到大幅度提高，路基路面的穩定性也得到了保證，沒有產生明顯的壓縮變形。但也有少數高等級公路局部段落，由于沒有認真按照重型壓實標準施工，開放交通后，在一些路基填土較高的路段，路面產生局部不均勻沉陷和縱向裂縫，或由于填土的壓實度不夠，路基的回彈模量明顯偏小，使路面的承載能力達不到要求，路面產生早起結構性破壞。

對路塹，往往要求其上層30～40cm有較高的壓實度（例如93%～95%以重型壓實試驗法的最大干密度為標準）。由于原狀結構土的密度不夠，強度不足，如直接用壓路機在路塹表面輾壓，經常達不到所要求的壓實度。因此，應該首先將路塹上層厚30～40cm的土推出路外，用重型壓路機將下層輾壓密實（通常需壓5～6遍）后，再將土分兩層回填，并分別輾壓，才能達到要求的壓實度，在某些情況下，甚至需要先推出60cm，并分三層回填和壓實。

下承層的強弱對需壓實層的密實度也有明顯的影響。試驗表明，直接鋪筑在土基上的同一種級配集料，用相同的壓實機械和壓實方法輾壓時，如土基強度高，集料的密實度就大；反之，集料的密實度就小。如：在軟土地基上的碎石地基層難以壓實。

目前，對于公路工程路基土施工質量壓實檢測應用的最大干密度是通過室內標準壓實試驗來確定。該方法室內試驗工作繁瑣、費時，且有一定的局限性。一般一種土樣至少需要做一個壓實試驗，土樣稍有變化又需另作做，從而給檢測、監理人員造成較大負擔，往往對施工進度有較大影響。因此，迫切需要用快速、準確、方便的由現場干密度推算最大干密度的方法來逐步代替傳統的標準壓實試驗，河南省交通廳為此在1997年下達了豫交科（9791003）“現場干密度推算最大干密度方法的研究”計劃任務。該方法與傳統的試驗相比，將具有簡便、快速、準確、大大降低試驗人員的勞動強度、加快施工進度等優點，在現場檢測壓實度的同時就能通過現場測定的干密度應用軟件直接推算現場最大干密度。特別是對于非純性土和大型土方工程尤其適用，且更實際、更合理、更準確。

2 檢測路基壓實的方法

有效地控制土基的壓實，要求解決三個問題，即：如何確定標準干密度，如何確定土基要求的壓實度以及如何在現場正確地評定路基土和路面材料的壓實度。

當前確定標準干密度的方法，最通用的有三種：（1）壓實試驗法；（2）試驗路法；（3）固體體積率法。現將這三種方法分述于下：

2.1 壓實試驗方法

最通用的確定土基和路面材料標準干密度的方法是壓實試驗法。通過壓實試驗確定土基和路面材料的最佳含水量和最大干密度，并以此最大干密度作為該土和該材料的標準干密度。因此，這個方法有事也被稱作含水量-密實度關系試驗法。壓實試驗法一般只適用于最大粒徑25mm（圓孔篩）或20mm（方孔篩）的集料，一些國家也將它用于最大粒徑達28mm（方孔篩）的集料。集料中有少量超尺寸的顆粒對試驗結果無明顯的影響，集料中有較多的超尺寸顆粒時，雖然可以進行校正，但校正方法并不是很準確的。

2.2 試驗路法

試驗路法也就是通過鋪筑試驗路來確定某種路面材料與擁有機械相適應的最佳含水量和最大干密度。每一段一種含水量，并應盡可能使中間含水量接近預估的最佳含水量。將材料拌均勻后，用工地用的壓實機械進行輾壓試驗。在輾壓過程中，經常測定集料或穩定的干密度，直到干密度不再增加位置。繪制含水量一干密需要關系曲線，并根據此曲線確定適用于所用機械初壓材料的最佳含水量和最大干密度。材料變化時，需要另鋪試驗路，重新確定其最佳和含水量和最大干密度。

當然，也可以采用另一種方法鋪筑試驗路段。在長200～300m的路段上，先用含水量較小的路面材料均勻攤鋪一層（厚20～25cm），用工地擁有的或規定的壓路機械進行輾壓試驗，直到材料的干密度不再增加為止。然后將壓實材料層翻松，灑一定數量的水并拌和均勻，鋪平整后用同樣的壓實機械進行輾壓試驗，直到材料的干密度不再增加為止。如此反復進行4～5次，每次都增加一定的含水量。如前所述繪制含水量-干密度關系曲線，并根據此關系曲線確定材料的最佳含水量和最大干密度。采用此方法的前提是，每次輾壓結束后，材料沒有明顯破碎現象。

當集料的最大粒徑大于壓實試驗法所容許的最大粒徑，而且這部分顆粒的含量超過30%時，可以采用試驗路法確定集料的標準干密度。

2.3 固體體積率法

前面已經談到面積了的干密度愈大，其中的固體體積率也愈大。例如：某集料基層經過輾壓后的干密度為2.34g/cm3，該集料顆粒的密度為2.68g/cm3，在用固體體積率表示該集料基層密度時，計算得出：

固體體積=2.34÷2.68×100%=87.3%

用固體體積率法確定標準干密度，也就是規定某種集料經過輾壓后，其固定體積率應該達到某一數值，例如83%～85%。實踐證明，級配良好的集料，經過壓實后，當壓實密度為100%時，其固體體積率較低，只有80%左右，級配愈差，壓實后的固體體積愈小。在用10個天然砂礫土和紅土砂礫料場的料鋪筑的約75km底基層上，增挖坑檢查了95個點的密實度，并取樣送到實驗室內進行多種分析實驗，根據現場檢查和室內分析試驗的結果，壓實度在100%的情況下，其固體體積率變化在79%～86%之間，但是，填隙碎石例外，試驗證明，施工質量好的填隙碎石的固體體積率也在87%左右。

由于壓實集料的固體體積率隨集料本身級配的優劣而變，因襲在實際工作中用固體體積率法確定集料的標準干密度有一定局限性。只有對集料的級配有較嚴格要求的情況下，例如對于級配碎石和級配歷史基層以及對于填隙碎石基層，用固體體積率表示密度才是合適的。

3 控制路基工程壓實質量的新試驗法

目前，公路工程路基在施工壓實檢測采用的最大干密度是通過室內標準壓實試驗來確定的。壓實試驗是用錘擊方法使土的密度增加，以模擬現場土壓實狀況，由于試驗條件和環境效益的影響，故有一定的局限性，且試驗工作繁瑣、費工、費時、效率低，一般一種土不同的含水量都需要用快速、準確、方便的由現場干密度推算最大干密度的新方法來逐步代替傳統的標準壓實試驗。

結語

近些年來，河南省、廣東省、廣西省等省市的交通公路部門在公路工程路基壓實質量控制中，通過室內和現場不同類型土的壓實狀況的對比、分析、研究，探索出由干密度推算最大干密度的方法，并編制相應計算軟件，并在省內外各種類型路基土不同條件的壓實檢測試驗中應用，獲得了較好的效果；基本上達到了在公路工程路基土壓實檢測中初步運用預期的目標，我們相信，該方法將會在土木工程實踐中得到廣泛的應用。

[1]馬擁軍.公路路基壓實影響因素及其控制指標[J].山東交通科技，2009，(01).

[2]余軍.對影響公路路基壓實的問題分析[J].民營科技，2010，(08).

[3]唐勇.山區高速公路路基沖擊壓實的試驗研究[J].西南公路，2009，(03).