粉土路基工程施工壓實質量控制的探討

苑軍

（泰安市公路局，山東 泰安 271000）

粉土路基工程施工壓實質量控制的探討

苑軍

（泰安市公路局，山東 泰安 271000）

本文從提高粉土本身強度和穩(wěn)定性著手，通過試驗研究分析粉土的壓實特性、含水量和空隙率對路基強度及穩(wěn)定性的影響，同時考慮粉土的固相、液相和氣相成分的合理比例。試驗路段施工證實提出的控制粉土路基的壓實質量應采用空隙率和壓實度雙指標的觀點是科學、合理并易于操作的。

工程監(jiān)理；壓實度；路基；質量控制；空隙率

粉土一般是指顆粒0.075 mm篩孔通過量超過總質量的50%，且塑性指數不大于10的土，除具有低塑性的特點外，其顆粒比表面積小，毛細現(xiàn)象較突出，容易因毛細壓力的作用，形成“假塑性”現(xiàn)象。依據地質成因，粉土分為沖積、洪積、坡積和殘積粉土四種類型。《公路路基施工技術規(guī)范》對路基路面壓實控制標準，采用壓實度單指標控制[1]。通過竣工后出現(xiàn)的路基不均勻沉降和路面裂縫足以證明，單純的壓實度指標并不能很好控制路基的施工質量。

針對上述問題，本文圍繞如何提高粉土路基強度和穩(wěn)定性的問題，通過試驗研究，分析粉土的壓實特性、含水量和空隙率對路基強度及穩(wěn)定性的影響，提出只有當土體的空隙率小于一定值時，即氣相成分所占比例合理，使土粒吸附足夠厚度的水膜，壓實度較高時，路基強度和穩(wěn)定性才能得到有效保證的理論，進而提出對粉土路基壓實質量應以空隙率和壓實度雙指標控制的觀點。

1 粉土空隙率指標的試驗研究

空隙率（%）是指壓實土中空隙中包含的氣體體積占總體積的比例：

式中：ρd——干密度（g/cm3）；Gs——土粒比重；ω——含水率（%）。

試驗土樣來自K26+200和K38+500取土場。經標準擊實試驗得到不同干密度與不同含水率下空隙率的變化規(guī)律。試驗土樣的粉土特性（圖1）：

1.1 土樣干密度相同時，空隙率與含水率成反比，含水率越大，空隙率越小；相反，含水率越小，空隙率越大。

1.2 土樣含水率相同時，空隙率與干密度成反比，干密度越大，空隙率越小；相反，空隙率越大，干密度越小。

對試驗土樣進行全擊實的曲線圖：①圖2曲線呈下降趨勢，表明含水率與空隙率相互影響的趨勢較為明顯。即當土樣含水率較低時，更易降低空隙率；但當含水率大于最佳含水率后，空隙率變化趨于平緩。②圖3中，當土樣含水率低至最佳含水率以下時，空隙率受干密度影響明顯；當含水率大于最佳含水率時，空隙率減小，直至某值后，顆粒間充滿了更多的水，趨于穩(wěn)定。

通過試驗分析說明，含水率對壓實質量的影響較大，壓實度單指標控制對粉土路基不同含水率狀態(tài)下的壓實質量難以做到有效控制，不能正確反映何種含水率對路基的水穩(wěn)定性更有利，空隙率能夠真實反映土體密實程度。

圖 1 空隙率、含水率、干密度關系

圖 2 空隙率－含水率關系曲線

圖 3 空隙率－干密度關系曲線

2 壓實度單一指標的局限性

2.1 壓實度控制路基質量的流程為：先對用于路基填筑的取土場的土樣進行室內標準擊實試驗，取得最大干密度，繼而使用此最大干密度為標準對凡用此取土場作為填料的路基進行壓實度檢測。此種方法無法做到擊實試驗與現(xiàn)場檢測試樣一一對應，單一的最大干密度標準對長路段多變的粉性土土質的壓實質量控制顯然是不適宜的，因此僅以壓實度控制路基壓實質量必然存在一定偏差。檢測壓實度時，經常出現(xiàn)的“超密”現(xiàn)象（現(xiàn)場檢測的干密度大于最大干密度），就是由于土質發(fā)生變化，采用的最大干密度不正確造成的。只有在灌砂法等壓實度檢測后，立即對試樣進行擊實試驗，取得現(xiàn)場試樣的最大干密度，做到現(xiàn)場壓實度與室內擊實土樣一一對應，才能較準確的計算出壓實度，但此方法顯然是不現(xiàn)實的。

2.2 隨著施工機械的換代升級，用于公路路基施工的振動壓路機噸位已普遍提高，而規(guī)范、規(guī)程往往幾年甚至幾十年都得不到有效的更新，用于壓實度指標的一系列的標準、規(guī)程的相對固定和實際施工中壓實機械的不斷變化是不相適應的。大噸位壓路機在填土含水率較低的情況下就能達到規(guī)定的壓實度要求，但實踐證明，由于土體進一步的吸水容易造成路基水穩(wěn)性差，這是使用壓實度單指標控制無法避免的。

2.3 將壓實功僅分為重型、輕型兩種標準，不能如實反映真實情況。不同土質和不同含水量應分別對應不同的壓實功，壓實功的變化對粉土的最大干密度和最佳含水量的影響較大。土質隨著擊實功不同，都有相應的最大干密度和最佳含水量，壓實土因含水量不同需要不同的實功。

因此，空隙率指標能夠真實反映密實度，且不需要做標準擊實試驗，只需要做出土的顆粒比重，再通過現(xiàn)場檢測土的干密度和含水量，即可得到實際的空隙率。

3 空隙率控制路基壓實質量可行性和優(yōu)點

3.1 降低空隙率能有效避免路基進一步受水侵蝕，起到減少工后變形的作用。變形與空隙率的大小、后期含水量的增大成正比例。此外，較小的空隙率還能夠有效地防止凍脹破壞路基。

3.2 空隙率指標受其他因素影響較小，科學性強，更具穩(wěn)定性，即用空隙率控制路基壓實質量是穩(wěn)定可靠的。采用空隙率指標控制路基壓實，只做比重試驗，避免了室內擊實試驗因主觀選定最大干密度時帶來的誤差，同時更能適應施工現(xiàn)場土類多變情況。

因此，利用空隙率指標控制路基壓實質量，能夠真實反映路基的密實程度，而且可以通過對空隙率的控制起到控制含水率的作用。此外，空隙率試驗的科學性使得空隙率指標影響因素小，結果更準確，對路基的壓實狀況的反映更真實、可靠。因此將空隙率與壓實度相結合進行雙指標控制，對路基壓實質量控制更為科學、合理。

4 結論

單一采用壓實度標準作為控制路基的壓實質量不全面、不科學，沒有充分考慮實際施工中土質的復雜性以及含水率的變化等因素，因此不能如實反應壓實質量。針對上述問題，本文從提高粉土本身強度和穩(wěn)定性著手，通過試驗研究分析粉土的壓實特性、含水量和空隙率對路基強度及穩(wěn)定性的影響，同時考慮試驗檢測方法的可操作性和科學性，提出：增加空隙率指標作為控制粉土路基壓實質量的一項重要標準是科學的、合理的，并通過試驗段對結論進行了驗證。

[1]JTG F10-2006，公路路基施工技術規(guī)范[S].

[2]楊紅霞.低液限粉土工程特性與路基填筑施工技術[J].路基工程，2006（4）.

[3]白愛明.低液限粉土填筑路堤質量控制[J].山西建筑，2008，34（12）.

[4]王俏梅，王衛(wèi)，任傳林.低液限粉土路基壓實工藝的探討[J].山東交通科技，2009（2）.

U416.1

A

1671-0037（2014）03-51-1.5

苑軍（1978.12-）男，工程師，研究方向：公路工程與工程監(jiān)理。