公路路基壓實施工質量控制措施分析

宋 華

南通市江海公路工程有限公司（226300）

隨著社會經濟的快速發展，我國交通工程的規模不斷擴大，為人們提供高效、安全、快捷的交通服務，是公路部門的運營目標。 路基施工質量對公路運營的安全性具有重要影響，施工單位只有根據項目要求對壓實施工進行嚴格控制，才能夠避免公路在使用中出現車轍、翻漿等現象。

1 工程案例概況

某公路工程項目，公路全長5.25 km，平均填高為8 m，可以分為上路堤、下路堤和路床三部分。 填筑試驗表明:土壤的塑性指數小于26，密度為1.69 g/cm3，含水率為 19.8%。

2 公路路基壓實施工質量控制措施

2.1 土壤含水量

針對于公路工程壓實工作而言，土壤的含水率會直接影響壓實施工的密實度。 根據相關研究顯示，黏土顆粒本身的物理化學性質與黏土壓實特性有著十分密切的關系。 對于黏性顆粒土壤而言，在壓實的過程中需要將土壤孔隙中的空氣擠出。土壤顆粒碾壓的密實程度越高，土壤顆粒之間的空氣越少，路基的穩定性便越高。通常情況下，黏土顆粒之間的距離小于2 um，并且顆粒一般為薄片形狀。 因此，黏性土壤相較于其他土壤而言，其表面積與質量的比值較大，因此顆粒表面的作用力會對土壤性質造成影響。 此外，黏土表面正常情況下會存在負電荷，在邊緣部位可能帶有正電荷，工作人員想要平衡黏土表面的負電荷，就需要在擴散層中分布陽離子[1]。

施工單位在對土壤進行壓實時，土粒之間會存在斥力與引力，并且這兩種力的大小對于壓實土的結構有著決定性的作用。當土粒之間的斥力超過引力，將會導致土壤顆粒始終處于分散狀態。 如果土壤本身的含水率較小，土粒之間的引力則較大，在壓實過程中引力會使得土粒發生相對移動， 進而導致無法將土體充分壓實。 施工單位在此過程中需要逐漸提高土壤的含水率， 此時土壤顆粒的水膜會逐漸增厚，土粒間的引力不斷減小，有助于土粒移動，進而提高壓實效果。 當含水率達到一定程度，土壤當中的空氣就會被全部擠出，最終完成壓實工作后，可能會導致土壤的密度大于理論密度。 但是施工單位需要注意的是， 當土壤的含水率達到一定程度之后，如果孔隙中已經出現了自由水，水膜的擴大作用將不再顯著；自由水如果直接填充到了孔隙當中，還有可能會阻礙土粒的移動，最終影響壓實效果[2]。 基于此，施工單位在正式開展壓實工作時，需要使土壤保持最佳含水率，以獲得最佳干密度，這樣才能促使壓實工作順利開展。 如果在碾壓過程中土壤含水率過高或者過低，那么就需要采取換土、改良以及翻曬等措施進行治理，以保證路基的壓實度[3]。

2.2 土壤的類型

根據土壤試驗結果來看，不同類型土壤的最大干密度以及最佳含水率有所不同，因此對于分散性較高的土壤而言，如果土壤中的黏粒、粉粒含量高，證明土壤的最佳含水率較高，但是最大干密度卻較低。 出現這一現象的主要原因在于黏土類型土壤的顆粒的表面積較大，因此較多的水分將顆粒包裹住形成水膜。 相較于黏土，亞砂土與亞黏土的最佳含水率較低，而最高干密度較高。 由此可見，在壓實條件相同的情況下，亞黏土和亞砂土的壓實性能較高。

在正式開展壓實工作前， 需要先對土壤進行擊實試驗， 以確定土壤的最佳含水率及干密度。 如果在試驗過程中發現最佳干密度與含水率存在多個數值，取兩次結果的平均值作為代表值便可。

2.3 壓實功能及壓實設備

在壓實工作中，因為最大干密度與最佳含水率會根據壓實功能的變化而變化，因此施工單位需要對此現象加以重視。 壓實的原理是利用外部功能克服土壤顆粒之間的引力，進而使得土壤顆粒能夠形成新的結構，因此外部功能越大，越能克服土壤顆粒之間的引力。 在此情況下，土壤的含水率較低，也可以促使土壤密實度增加[4]。 基于此，在現代路基工程施工活動中， 都會使用15 t 以上的壓路機進行碾壓，并且還要根據碾壓情況適當增加碾壓次數。 在本工程項目中， 土壤實際含水率小于試驗數據，在使用15 t 以上的鋼輪壓路機碾壓時， 應先使用YZ20 壓路機靜壓 1 遍， 然后再弱振 1 遍、 強振 2遍。 施工單位在壓實過程中一定要保證壓實設備處于最佳狀態，以免因設備故障而對壓實工作帶來影響[5]。

2.4 碾壓層厚度

不同規格的壓路機，其碾壓深度有所不同。 施工單位要注意在深度范圍內保證土壤的壓實度達到項目要求。 如果碾壓層過厚，就容易導致土壤下層的壓實度無法達到要求，進而影響土壤上層的壓實度。 在路基施工壓實過程中，現場碾壓層的厚度一定要與壓路機規格相匹配。當使用18 t 以上的壓路機進行壓實工作時，通常情況下需要將土壤壓實厚度控制在30 cm 以內。 不同規格壓路機的壓實厚度不同，施工單位在施工前需要結合現場情況對土壤開展碾壓試驗。

2.5 碾壓遍數

相關實驗證明，碾壓次數對土壤干密度的影響較大，隨著碾壓遍數的增加，土壤干密度的增長率會不斷變小；當碾壓遍數超過一定次數之后，土壤的干密度便不再增加。 施工單位要注意，在土壤保持最佳含水率的情況下，采用不同碾壓設備時的適宜碾壓遍數有所不同。 通常情況下，在使用18 t 設備碾壓路基時，需要靜壓1 遍、弱振2 遍，甚至需要強振，這樣才有可能達到重型壓實標準。

2.6 碾壓速度

不管使用什么型號、規格的壓路機，在開展碾壓工作時，碾壓速度都會對路基土的密實度帶來一定影響。 當壓路機以較快的速度開展碾壓工作時，碾壓動能還來不及傳到壓實部位，碾壓壓力便已經消失。 根據實踐經驗，碾壓速度與被壓土層內的能量成反比，如果達到規定密實度需要的壓實能量不變，當碾壓速度較快時，就需要適當增加碾壓次數。此外，碾壓速度的增加還會導致碾壓層的平整度變差。 通常情況下，施工單位在開展碾壓工作時，碾壓速度需要保持在2～4 km/h； 在對土壤進行靜壓時，速度需要更慢，通常為2 km/h。 強振時要保證設備速度不超過4 km/h。

2.7 下承層的強度

下承層的強度對壓實層最終能夠達到的密實度有較大影響。 施工單位如果在軟弱地基上開展填筑工作，想要保證第1、2 層土壤壓實度達到項目要求存在很大難度。 通過大量施工案例來看，針對同一種類型的土壤，使用相同壓實設備工作時，如果土壤的下承層強度較高，碾壓后土壤的密實度就會越大。

3 結語

綜上所述，壓實施工的質量對公路工程的施工質量與施工效率有較大影響。 施工單位要根據土壤的類型及含水率，對壓實工作進行合理規劃；要確保各類壓實設備始終處于最佳狀態，并且合理控制碾壓遍數。 只有這樣才能保證路基工程順利開展，為工程后續應用奠定基礎。