山區公路填石路基壓實質量影響因素研究

羅佳

【摘要】公路填石路基施工過程中，壓實工藝是其中非常重要的組成部分，要對填石路基進行施工質量控制，實際上對壓實質量的控制占著主導作用，壓實效果的好壞對公路的質量和壽命起著關鍵性作用，因此本文就影響壓實質量的因素進行研究。

【關鍵詞】填石路基；壓實質量；影響因素

隨著我國公路網建設的快速延伸和西部大開發戰略的實施，公路網建設逐漸轉向西部地區發展。在丘陵山區較多的西部地區進行公路施工作業時，由于地區環境的艱苦、施工作業條件差以及地質條件的復雜，為了合理地使用自然資源，不可避免地將把石料作為路基填料，修筑填石路基。為保證公路路基的質量和壽命，應對壓實技術進行重點控制，首先應對影響壓實質量的因素進行控制，以保證壓實質量，從而保證填石路基的施工質量。

一、石料的級配

填料的粒徑構成是影響填石路基壓實效果的一個重要因素。通過現場壓實試驗可知，填石料的粒徑組成對填石路基的密實程度有很大影響。填料級配的提高可以使填石路基密實度增強，另外，通過控制細集料的含量，可以使填石路基的密實度得到明顯改善。

通過室內試驗可知，當粗集料的含量為30%～40%時，粗集料只起著填充和影響的作用，而細集料的顆粒組成和性質決定了填料的壓實特性；當粗集料含量為40%～70%時，粗細集料互相填充共同起骨架作用，這時粗、細集料的相互填充效果及其填料性質共同影響著壓實特性；當粗集料含量增加時，填料的壓實特性會逐漸偏向粗集料，當粗料含量大于70%時，粗集料形成骨架，細料已經不能滿足填滿孔隙，這時粗料的級配和性質占主要部分影響著壓實特性，而細粒起填充和影響作用。

二、壓實能力

壓實作用力增加，干密度隨之增大，但當壓實效力達到一定程度后還持續增加，干密度也隨著達到最大干密度后再減小，壓實效果降低。其原因是：當填石料在壓力作用下，內部應力發生改變，打破最初的均衡狀態，克服顆粒之間的摩擦阻力，相互移動填補，重新排列，孔隙減小，密度增大，作用的外力越大，促使顆粒位移、填充的能量越大，集料間的孔隙越小；當密實度達到一定程度時，顆粒間的孔隙很小，壓力作用力增大，顆粒都不易移動和填充，干密度的增長率降低。

三、壓實厚度

在目前的施工和設計規范中，填石路基的壓實厚度沒有具體的要求和標準。通過國內外工程實踐經驗可知，在傳統的壓實強度作用條件下，路基分層填筑的厚度一般控制在0.4～0.7m，以確保壓實能量充分擴充其中。

四、填料顆粒的破碎

填石料在壓實過程當中，不斷地被壓碎，改變了其最初的粒徑構成。在壓力作用下，破碎的顆粒在填料的孔隙間位移并相互填充，從而提高路基的壓實度；但如果破碎的顆粒不能進入填料孔隙間位移并相互填充，這樣就不能促進壓實。而對于顆粒的破碎對壓實效果的影響尚缺乏系統的研究，普遍認為在壓實施工過程中，填石料顆粒尺寸較大時會產生破碎，隨著顆粒尺寸的減小和顆粒含量的增加，顆粒破碎率快速減少，壓實能量增加；在到達一定程度后，破碎率的增長率降低，填料的密度隨著顆粒破碎率的增加而增加。通常填料在充分碎裂壓實后，孔隙比小于0.15。

五、碾壓速度和碾壓遍數

碾壓速度也會影響壓實效果。在一定的厚度下，填石料所接收的壓實能量與壓實速度成反比，與壓實遍數成正比，壓實速度增加一倍時，壓實遍數也隨著增加一倍，壓實速度影響著振動機械在一定平面上碾壓填石料所需的時間，當壓實速度比較高的情況下，各單位面積上的振動次數比碾壓速度較低時要少；當碾壓速度增大時，各振動間的距離增大，使被壓材料上的能量減小，碾壓遍數的增加。在對填石路基進行碾壓時，振動壓實速度最佳值一般控制在4km/h左右。

六、振動碾壓

一般而言，振動壓路機采用高頻率和小幅度振動對含粗顆粒碎石料有效，路基表面的最大干密度不是很大，隨著深度的增加，在約10～15cm深處，路基的最大干密度達到最大值，因為在碾壓時，路基表面的石料隨著輪胎一起滾動，兩者之間并沒有密切的接觸，在振動作用下，路基表面因此產生了松動。當達到表面以下一定深度后，填料顆粒在振動作用條件下，相互位移填充到粗顆粒的間隙中，填料顆粒被重新排列組合，從而使填料得到充分壓實，但是最大干密度隨著深度的繼續增加而慢慢變小，最后回到最初的聚積密度。

填石料因其較好的工程特性，廣泛地被應用于山區路基施工中，但對于這類材料還存在許多值得深入研究和探討的問題。眾多因素共同影響著填石路基的壓實質量，其影響過程是一個比較復雜的過程，在壓實過程中填石料顆粒的破碎程度，對路基的壓實效果有重要的影響作用，但目前，具體對這方面進行研究的工程較少，因此，對影響填石路基壓實效果的因素進行深入研究，將有助于未來其在工程中的廣泛應用。

參考文獻

[1]劉官權.填石路基的壓實機理、影響因素及質量控制初探[J].重慶建筑，2008，第10期（10）：20-22.

[2]楊艷.填石路堤的壓實機理及影響因素[J].西部探礦工程，2006，18（z1）：398-399.

[3]嚴衛兵.填石路基的現場試驗與質量控制研究[D].河海大學，2005.