路基工程連續壓實控制

姜維海

摘 要：針對自密實混凝土三個關鍵技術性質（流動性、間隙通過性、抗離析性），通過在漢孝城際鐵路項目的長期反復試拌及現場試驗段的試驗結果，本著理論和實際相結合的態度，提出自密實混凝土在CRTSⅢ三型板式無砟軌道充填層施工過程中的質量控制要點及注意事項，以便更好地為鐵路工程質量服務。

關鍵詞：高速鐵路 路基 壓實度 連續壓實控制

路基作為客運專線的主要基礎設計，一些設計觀念有重橋輕路的偏向。但是若處理不好路與橋的連接問題，列車在高速運行時，產生巨大的沖擊力，很容易使橋頭與路基出現沉降差，產生安全隱患。所以現代的高速鐵路路基應該提出高的質量要求，提升路基的優勢。

為確保列車高速安全運行，對路基工程施工質量提出了更高的要求，特別是采用無碴軌道結構時，對路基工后的控制沉降更加嚴格，如何使路基工后沉降滿足鋪設無碴軌道的要求是亟待解決的關鍵技術問題，科學合理的監測方法是重要的措施。確保路基的建設。

1土壤壓實度物理過程

土壤是由固態，液態和氣態組成的多個三相體。水和氣體填充土壤中的空隙。在壓實過程中，通過壓實機械地面運動和滾動，土壤顆粒幾乎不會被減少，但是土壤中的組分被重新排列和組合，并且固體顆粒被迫彼此壓實，從而迫使一些水和氣體被排出。體積土壤密度增加以實現壓實。

2土壤壓實的施力方法

通過壓實機施加到土壤的能量的量使得壓實效果非常不同。通過壓實機械在土壤上施加力的方法可以簡化為四個原則。

1）靜壓式靜壓可以迫使土壤顆粒彼此接近，從而增加緊湊性。然而，該力可以影響的深度是有限的，因為隨著壓實過程的進行，土壤的表面層變硬，并且土壤的內部摩擦阻力使得該靜態力不能更深地穿透。

2）沖擊式壓路機采用自由落體原理產生沖擊并對土壤產生壓力波。壓力波動沖擊導致土壤顆粒移動，內部摩擦阻力減小，從而迫使它們沿位置能量的方向流動，以實現壓實過程。

3）振動力這是由連續的高頻沖擊載荷產生的力。該振動載荷使得土壤顆粒處于高頻振動狀態，并且幾乎消除了顆粒之間的摩擦。在這種狀態下，小顆粒填充到大顆粒材料的孔中，并且材料處于體積盡可能小的狀態，并且壓實程度增加。振動壓實的特點是表面應力不大，加工時間短，加載頻率大。

4）揉搓力使用輪胎壓路機壓實時，揉搓力能使輪胎觸及區域的土壤中一個封閉空間內相互揉搓，從而使材料得以均勻地壓實。

3影響土壤壓實的主要因素

大量的實驗室和現場壓實實驗可以證明影響土壤材料致密性的主要因素是材料性質，含水量，壓實功，機械應用能力和應用方法。

1）材料特性的影響。不同類型的土壤，其壓實性能有有較大差別。粗粒料易于壓實，而且有足夠的穩定性。粉砂的水穩性較差，故其壓實性能差些。最難與壓實的是勃土，它有很高的薪聚性和不透水性。含有大量的有機物的腐殖土，無法壓實，不宜作為建筑材料使用。

集料的級配對碾壓后所能達到的密室度有著明顯的影響。為了提高工程結構基礎和路面結構層的強度和減少空隙率，增加其中使用過程中的穩定性，則要求材料具有較好的級配。特別是對作基礎層的集料，常規定由嚴格的級配范圍。

2）含水量對壓實性過程的影響。通過相同的壓實方法壓實不同含水量的相同土壤，可以獲得不同的壓實效果。當土壤含水量較小時，土壤顆粒之間的內部摩擦阻力較大。當壓實到一定距離時，二次壓實工作不能繼續克服土壤的抗變形性，并且通過壓實獲得的致密性也受到限制。

3）壓實能量及施力方法對壓實度的影響。對于土壤或路面材料，最佳含水量和最大干密度不固定。實驗證明，標準壓實的最佳含水量非常接近土壤的塑性極限。當使用重型壓實實驗時，將獲得低于塑性極限的最佳含水量。

4影響振動壓實的主要因素

（1）壓路機的振動頻率。振動壓路機振動輪振動頻率與振動輪及被壓實土壤的振動系統有關，應針對不同的壓實土壤和使用工況，選定振動輪頻率。隨著振動壓實的進行，土壤的力學參數剛度和阻尼發生變化，土壤密實度增加，阻尼減少，振動輪與土壤系統的固有頻率發生變化，處于壓實狀態的土壤變得密實而有彈性。

（2）壓路機的碾壓速度。碾壓速度對土壤鋪層的壓實效果有著顯著的影響，在鋪層厚度一定時，壓路機傳給土壤填方內的能量E與碾壓遍數n和碾壓速度v比成正比，即

較低的碾壓速度，能使鋪層材料在壓實作用下有足夠的時間產生不可逆變形，更好地改變被壓實材料的結構。

（3）壓路機的碾壓振動方向。由于施工技術規范未作出規定，同時，大部分工作人員認為碾壓振動方向與路基的質量關系不是很大，很少注意這些方面的問題，使得對振動方向的選定較為隨意。然而，壓路機的碾壓振動方向對路基的壓實質量有較大的影響。對碎石和砂料進行了同向與反向的壓實試驗，得出，壓實初期，同向碾壓的效果要比反向好，但是達到一定遍數時，表面沉降量很小時，如果繼續碾壓，則同向碾壓己無效果，而反向碾壓效果仍較為明顯。

5連續壓實控制原理

振動壓路機在碾壓較松軟的彈性路基面時，振動加速度信號呈有規律的正波狀態，隨著碾壓遍數的增多，路基的密實度、承載力等指標也相應提高，路面逐漸堅硬，壓路機振動輪加速度發生畸變，產生高次諧波。

結 論

高速鐵路是未來交通事業發展的重要方向，為了保證高速鐵路安全、順利、高效的運營，控制好路基填筑質量對工程建設質量起到了至關重要的作用。在上述研究中可知，振動壓路機在壓實過程中，路基壓實度與振動輪的激振信號存在一定的關系，證明連續壓實技術的合理性。

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