道路工程路基土壓實技術探析

王祺超　賴淏　翟健梁　張超　陶富華

摘 要：文章從道路工程路基土壓實的機理、必要性、意義、影響因素、檢測和施工要點對道路工程路基土壓實技術進行探析，為優化道路工程路基土壓實效果提供理論支持與經驗參考。

關鍵詞：道路工程;路基土壓實;技術探析

1 道路工程路基土壓實的機理

路基土是由空氣和水填充于固體的土顆粒骨架之中而形成的固—液—氣三相體，是道路工程中修筑路基的基本材料。路基土顆粒之間存在摩擦阻力和粘結力，因此土的顆粒難以在位置上產生相對變動。道路工程上的路基土壓實指通過施加外界壓力，在克服路基土顆粒間摩擦阻力和粘結力的情況下對路基土做功，使土的顆粒分布更加均勻，土的顆粒間距被擠壓縮小，土體逐漸密實化的過程。

2 道路工程路基土壓實的必要性

結構層或路基變形導致路面損壞。路基變形源于荷載作用下的路基土塑性變形、自重作用下的短期壓密沉降以及長期固結沉降。對道路工程而言，在路基的穩定性得到保證之后，其他施工環節方可順利開展，工程質量方能達到預期效果和標準。一旦路基存在過大的變形量時，在路面板的底部往往會出現脫空的情況。板底脫空致使路面出現開裂甚至斷裂。為控制路基變形量，需要對路基土進行充分的壓實施工，使得路基土具有適當的抗變形能力，從而保證路基具有可靠的使用性能和耐久性。因此，在道路工程的路基修筑施工過程中，必須對路基土的壓實環節給予高度重視，路基土的壓實效果越好，路基可能出現的變形量越小，道路整體結構便具有更好的穩定性。

3 道路工程路基土壓實的意義

道路工程路基土壓實的意義可歸納為以下三點：（1）提升路基的強度和回彈模量，降低路基的可壓縮性;（2）最大限度地減小路基因水分干濕作用引起的體積變化;（3）減小路基土的空隙率、滲透系數，減少持水和滲流。[1]

4 道路工程路基土壓實的影響因素

4.1 土質

土質是影響路基土壓實的基礎性因素，也是壓實施工的首要考慮因素。施工單位應當從材料經濟性和施工技術性兩方面綜合考慮，對路基土的土質進行合理選擇和嚴格控制。除了應注意塑性指數高于26或有機質含量高于5%的不良土質不可直接用于道路工程的路基修筑之外，亦不宜選用水穩定性不良或可壓縮性較大的土質作為路基土，而砂性土因易被壓實而常用于路基修筑，是路基土的理想選擇材料。

4.2 路基土的顆粒粗細程度

一般而言，在土質相同的條件下，土的顆粒越粗，其回彈模量值也越大，在相同條件下對路基土進行壓實，所得土的最大干密度越大，而最佳含水量越小。鑒于不同顆粒粗細程度的路基土壓實效果間具有明顯差異，應該根據工程實際和施工環境的要求對路基土的顆粒粗細程度進行合理篩選和嚴格控制。

4.3 含水率

含水率較低的路基土，水膜的潤滑作用相對微弱，在壓實過程中，路基土中的空氣易通過連通孔向外排出，但土的顆粒間存在的摩擦阻力和粘結力強，土的顆粒間難以在位置上產生相對變動，路基土的壓實受到限制。路基土的含水率增高會導致水膜厚度增大，水膜的潤滑作用增強，限制土的顆粒移動的阻力被大大削弱，路基土的壓實度增大。

但是，路基土的含水量過大或過小均無法充分壓實。路基土的含水量過高時會產生大量殘存于路基土孔隙的自由水，這部分水不但會阻礙路基土中空氣的排出，損耗壓實功，而且會因蒸發作用在路基土內部產生連通的毛細孔，對路基土結構的密實性造成不利影響。路基土的含水率過低時，路基土經壓實后，內部仍然殘存大量孔隙，其密實度和強度會在吸水后大大降低。綜上所述，應控制路基土在最佳含水率下壓實，方能得到理想的壓實效果。

4.4 壓實功

在一定范圍內，壓實功的增大導致土的最大干密度提高，最佳含水量降低。壓實功的增大可以有效提高低含水量路基土的干密度，但對高含水率路基土的干密度影響不顯著，因此在工程中難以通過提高壓實功的途徑達到改善高含水率路基土壓實效果的目的。

5 道路工程路基土壓實的檢測

路基土的壓實效果通過壓實度反映。壓實度指施工路段壓實后測得的干密度與標準擊實后測得的最大干密度之比。路基土壓實度越大則表明其密實度越高，壓實效果越好。

灌砂法、環刀法和核子儀法為常用的壓實檢測方法[2]。各種檢測方法均存在局限性，應根據實際情況進行選擇。各類土壓實情況均可用灌砂法進行檢測。細粒土特別是粘性土干密度的檢測往往選擇環刀法。核子儀在標定后方可使用，并需與灌砂法比較，進行數值修正，才能得到準確的檢測結果。

6 道路工程路基土壓實的施工要點

6.1 分層壓實施工

距離路面越近的路基部分需要承受越強的荷載作用，所以在路基施工中，對不同深度的路基土提出的壓實度要求是不同的。距離路面越近的路基土層，應該具有越大的壓實度。因此，進行分層壓實施工是保障路基土實現預期壓實效果的必要措施。

6.2 壓實試驗

在路基土正式壓實之前，需要先對擬壓實方案進行試驗。對試驗路段的壓實效果進行檢測和評價，并以此為根據，對壓實方案的進行調整和優化，確定出符合壓實標準的最佳分層厚度、壓實次數、壓實速度等施工參數。基于壓實試驗對壓實方案進行的再次調整，不但能夠優化壓實效果，還能夠使工程更加經濟，是路基土壓實不可或缺的環節。

7 結語

近年來，我國的交通量逐年快速增長，科學技術不斷發展，施工的水平和要求也逐步提高，道路交通建設越來越受到重視。為提高道路工程的工程質量，必須對路基土壓實施工環節給予高度的重視和嚴格的控制，只有如此，才能為其他施工環節的順利開展和整體道路結構的穩定提供必要保障。

參考文獻：

[1]孫立軍.鋪面工程學[M].上海：同濟大學出版社，2012：51.

[2]林向東.瑞雷面波法在鐵路路基壓實度檢測中的應用及理論研究[D].蘭州交通大學，2015.

作者簡介：王祺超（1999-），男，長安大學材料科學與工程學院本科生，研究方向：道路材料與結構。