高速公路路基壓實效果影響因素分析

魏承志

（內蒙古高等級公路建設開發有限責任公司，內蒙古呼和浩特 010051）

在高速公路建設過程中，路基的壓實質量對公路整體施工質量會產生很大的影響。由于路基壓實質量不合格，很多道路通車后出現開裂、沉陷、坑槽等病害，使高速公路過早出現早期病害，嚴重降低行車質量，影響行車安全。路基壓實過程中會受到土質、含水量、壓實功能、壓實厚度和施工溫度等因素的影響，分析這些因素對路基壓實質量的影響，有針對性地提出質量控制措施，對提高路基壓實質量，延長公路使用壽命具有十分重要的意義。

1 高速公路路基強度組成分析

路基土是由固相、液相和氣相組成的，在路基壓實過程中，路基內部多余的水分和氣體被排出，壓實度不斷提高。路基的承載壓力自上而下逐漸減小，因此路基填料的強度自下而上不斷提高。規范中對路基不同高度位置的填料強度和壓實標準做了規定，以確定路基的壓實質量的檢驗標準。另外，為了保證路基的壓實質量，會選用不同型號的壓路機對路基土進行碾壓，以達到規定的壓實標準。

雨季施工時，被雨水浸泡的填料不能用作路基填筑。所有路基填料必須經施工技術人員檢驗合格后方可選用，對上路堤、下路堤、下路床，上路床不同位置的路基應選用不同的填料。另外，不容許將CBR 值較大的填在CBR 值較小的土層下面，也不容許將CBR 值較小的土填在路基頂面。對路基填料的含水量和壓實度檢測時，不僅要對規定范圍進行檢測，還要對路基施工的薄弱部位進行重點抽樣檢測，以保證路基整體壓實質量滿足要求。路基碾壓施工中應做好壓實機械的組合，合理選配施工機具的型號和數量。振動壓路機可以有效提高路基的壓實度，而輪胎壓路機可以自動調節輪胎的高度和壓力，使路基填料的壓實度達到均勻一致。

2 高速公路路基壓實度的影響因素分析

2.1 土質的影響

路基填料的土質對壓實效果影響較大，不同土質的填料最大干密度和最佳含水量不同，填料的液限、粘性越高，最佳含水量越高，最大干密度越低。砂土顆粒較大，松散不易成型，含水量對砂土影響較小，但含水量過低的砂土壓實困難。相較而言，亞砂土和亞粘土的壓實性能較好，粘性土的壓實性能較差。施工中應取樣對不同類型的土質進行檢測分析，通過標準擊實試驗確定填料的最大干密度和最佳含水量，作為控制土體壓實質量的基本依據。

2.2 填料中含水量的影響

在路基壓實過程中，填料的含水量對壓實質量影響很大。路基填料碾壓過程中壓實功要克服土壤顆粒之間的內摩擦力和粘結力，才能使土壤顆粒相互嵌緊，提高密實度。填料內部土壤顆粒之間的內摩擦力和粘結力隨壓實度的升高而增加，土的含水量小會增加內摩擦力，造成壓實功無法克服土的抗力，壓實后土體的干密度變小。但含水量增加時，水的潤滑作用令土壤顆粒之間的內摩擦力降低，因此可以得到較大的干密度。然而，當含水量超過一定值后，土體壓實后的干密度會不斷降低，這個限制就是最佳干密度。土體的干密度與含水量呈現一定關系，最佳含水量狀態下的土體壓實后得到最大干密度。因此，路基填料的含水量應控制在最佳含水量附近，高溫季節施工可略高于最佳含水量。

2.3 路基壓實功能的影響

壓實功能主要是指壓實機具的重量、碾壓遍數、錘落高度及作用時間等，是除含水量以外影響壓實效率的另一個重要因素。同一種類型的填料，隨著壓實功能的增加，其最佳含水量不斷降低，最大干密度不斷提高。當填料的含水量不變時，壓實功能越大，干密度越大，壓實度越高。結合這一特性，當土體內部含水量低于最佳含水量，且加水調整含水量較困難時，可通過提高壓實功能的辦法提高密實度。如果路基填料含水量過高，增加壓實功能可能會出現彈簧現象，降低壓實效果，必須晾曬后重新壓實。當壓實功能增加到一定值時，土體密實度的增加程度很小，如果強行采用增加壓實功能的方式增加壓實度將會影響施工的經濟性，使施工成本增加。如果不能達到規定密實度的要求，就應該考慮更換路基填料來解決這類問題。

2.4 路基壓實厚度的影響

在填料的土質、含水量和壓實功能相同的情況下，隨著壓實厚度的增加，填料壓實后的密實度不斷下降。路基壓實采用分層填筑，分層壓實的方式，為了保證整個填層的壓實度滿足要求，必須合理確定填層厚度。通常采用鋪筑試驗路段，分別確定不同填料的最佳填筑厚度。按照以往的施工經驗，采用人工夯實的土層厚度不得超過20cm，采用12～15t 光輪壓路機碾壓的路基填層厚度不宜超過25cm，25t 振動壓路機不超過30cm。為了提高施工速度，縮短工期，近些年大噸位壓路機被應用到公路路基施工中，松鋪厚度可以達到50cm。然而，在高速公路路基施工過程中，很多施工單位為了降低施工成本，提高施工速度，人為增加填層厚度，造成路基填筑壓實度不足。

2.5 施工溫度的影響

路基施工過程中，施工溫度也是影響壓實效果的重要影響因素之一。在進行路基壓實施工中，應合理選擇施工溫度。溫度過高或過低都會影響路基的壓實質量，溫度過高容易使路基內部的水分過快散失，造成土體松散，影響壓實質量。溫度過低，土體中的水結成冰，產生凍脹，氣溫回升會造成路基沉降。

2.6 壓實機械的選配

合理選配壓實機械，可明顯提高路基壓實質量。壓實機械的型號會影響路基填料的密實度，重型壓路機可以得到較高的壓實度。振動壓路機比靜力式壓路機影響深度更大，壓實效果更好。應根據填土類型選配壓實機械，并做好組合搭配。低粘性土和非粘性土，可選用中型光面鋼輪壓路機；粘度較大的填料可以選用重型光面鋼輪壓路機。砂性土、碎礫石土，振動壓路機壓實效果較好。

3 路基壓實質量控制措施

3.1 合理選擇路基填料

路基填料的質量和級配是路基壓實質量的重要影響因素之一，施工過程中應做好填料選配。實踐表明，粗粒土可以得到較好的壓實質量，含石率控制在70%左右時壓實效果最佳。然而在路基施工過程中，施工現場的填料不一定都是粗粒土，也不一定能夠滿足含石率的要求。因此，施工過程中應根據路基填層的位置選擇填料，并選取填料做級配試驗，確定最優級配。禁止使用含有淤泥、凍土或者生活垃圾等不合格材料的填土，施工中如發現路基土質不良，應及時更換，以達到壓實質量標準。應嚴格控制填料松鋪厚度，滿足規范要求，保證整個填層壓實度滿足要求。實踐證明，級配良好的碎礫石土壓實效果最好，砂性土次之，粘性土相對較差，不得選用含水量較高的粉質土。

3.2 嚴格控制填料含水量

路基施工前選取部分填料做擊實試驗，確定最佳含水量和最大干密度。在最佳含水量的狀態下壓實，路基填層可以達到最大干密度，得到最大壓實度。當路基填土含水量高于最佳含水量時，應堆填料做翻曬處理。當路基填料含水量低于最佳含水量時，應灑水悶料，如遇加水困難時，可采用增加壓實功的方式提高路基填層壓實質量。夏季高溫季節施工時，考慮到施工過程中的水分散失，應適當提高含水量。試驗表明，路基填料最佳含水量會隨壓實功的增加而降低，而最大干密度隨壓實功的增加而提高。但在采取增大壓實功的方式提高填料壓實度時，壓實強度不得超過填料的極限強度，防止破壞土體結構。

3.3 嚴格控制壓實次數

壓實次數是路基壓實度的重要保障，應嚴格控制，并可有效降低土壤的含水量。施工中應做好壓實次數控制，防止由于壓實次數不足造成的壓實度不足。同時，也要防止壓實次數過多造成填料超負荷，產生過壓。施工中應建立試驗段，合理確定不同填料的壓實次數。

3.4 提高路基的壓實強度

路基壓實質量達到要求的前提是路基壓實強度滿足設計要求，應嚴格控制施工工藝，提高路基的壓實強度。合理組織壓實工藝，做好前期碾壓，保證密實度。對路基中存在軟弱層時，可采用砂石進行換填，提高路基的壓實強度。

3.5 合理選配壓實機具

為了保證路基壓實質量，應合理選配壓實機具。結合路基填料的種類，進行壓實機具的選配，并做好壓實機具之間的組合。常用的壓實機具有光輪壓路機、輪胎壓路機、振動壓路機、振動平板夯等，應結合施工現場的基本情況進行選配。壓實機具應能滿足壓實深度、壓實質量的要求，使路基達到規定的壓實度。

4 結語

路基的壓實質量關系到公路整體結構的穩定性，直接影響公路的使用壽命。對路基壓實效果的影響因素進行分析，有針對性的質量質量控制措施，預防公路早期病害，可有效提高公路的整體施工質量，延長使用壽命，具有良好的經濟效益和社會效益。因此，在高速公路路基施工過程中，應充分考慮各類影響因素對路基施工質量的影響，制定科學合理的施工方案，在施工過程中做好質量控制，保證路基的壓實質量滿足要求。