弱膨脹土筑路碾壓試驗研究

王佩

安徽省(水利部淮河水利委員會)水利科學研究院，安徽 合肥 230000

0 前言

張春燕等通過現場碾壓試驗研究利用弱膨脹土進行渠堤填筑，并提出合理的碾壓施工藝及施工參數。陳世剛等在南水北調南陽膨脹土試驗段對弱膨脹土進行水泥改性，并對水泥改性膨脹土進行室內試驗，為渠道填筑提供碾壓施工參數。

文章通過現場碾壓試驗，為江巷水庫挖庫墊地工程道路碾壓填筑提供碾壓施工藝及施工參數。

1 試驗材料與碾壓試驗方案

1.1 試驗材料

利用江巷水庫庫區取土場開挖土料進行碾壓試驗。在取土場抽取土樣，測試其基本物理性質，見表1。

表1 土的基本物理性質表

1.2 碾壓試驗方案設計

根據設計文件，江巷水庫挖庫墊地工程道路路基壓實度為0.95，相應壓實干密度為1.66 g/cm3，根據試驗所用土料的特性和其他類似工程的相關經驗，分別設計鋪土厚度25 cm、30 cm和35 cm、碾壓遍數2～10遍、土料含水率為最優含水率、偏濕和偏干等施工參數，采用20t平碾進行碾壓，現場取樣測試干密度及含水率并進行碾壓效果評價，并提出江巷水庫挖庫墊地工程道路工程碾壓施工參數。

1.3 碾壓施工方法

選取一塊相對開闊的場地進行碾壓試驗，試驗前將場地表層平整清理，使得試驗場地平坦，將取土場開挖土料在表層鋪填一定厚度，平整后進行碾壓，碾壓至該工程設計壓實度，將該層填筑土作為基層，繼續進行碾壓試驗。

根據配套設備要求選擇碾壓試驗相關施工機械，采用挖掘機在料場開挖土方，用自卸汽車運至試驗場地，采用進占法卸料，利用推土機和人工整平。碾壓試驗開始后，預先進行1遍靜碾壓，然后打開振動模式，然后進行振動平碾，本次碾壓試驗最大碾壓遍數設定為10遍，碾壓過程中及時進行挖坑檢測壓實度及土料含水率。

根據設計要求，本次碾壓試驗選用20 t平碾，碾壓機械采用前進、后退全振錯距法碾壓，前進、后退分別按1遍計。碾壓過程中，靜碾行駛速度不得大于6.00 km/h，震動碾壓速度≤2.50 km/h，碾跡重疊寬度控制在1/3碾輪寬度。

2 碾壓試驗結果分析

2.1 鋪土厚度對碾壓填筑質量的影響

控制碾壓土料含水率為最優含水率21.40%附近，分別進行鋪土厚度25 cm、30 cm和35 cm碾壓試驗，試驗結果見圖1。對圖1進行分析可以看出：當鋪土厚度為30 cm，碾壓4遍時，該填筑層干密度約為1.66 g/cm3，壓實度為9.48×10-1；碾壓6遍時，該填筑層干密度為1.69 g/cm3，壓實度為9.66×10-1，壓實度>0.95；當鋪土厚度增加到35 cm，碾壓遍數達到6遍時，其壓實度仍<0.95；當鋪土厚度減小為25 cm，碾壓4遍時，干密度達到1.68 g/cm3，壓實度為0.96，壓實度>0.95。由于土料攤鋪在碾壓填筑施工中占據較多工時，為了提高施工效率，綜合土料攤鋪和機械使用效率，將路基碾壓施工的每層鋪土厚度設定為30 cm。

圖1 鋪土厚度對碾壓試驗的影響圖

2.2 碾壓遍數對碾壓填筑質量的影響

控制碾壓土料含水率為最優含水率21.40%附近，分別進行2～10遍碾壓試驗，研究碾壓遍數對路基碾壓填筑質量的影響，試驗結果見圖2。對圖2分析可以看出：碾壓土體的干密度、壓實度與碾壓遍數呈正相關關系，碾壓遍數越大，碾壓填筑質量越好。當碾壓遍數達到6時，該填筑層土體的干密度均>1.66 g/cm3，其壓實度均大于0.95；當碾壓遍數繼續增大時，干密度與壓實度繼續增大，但其增大幅度逐漸減小直至趨于穩定。

圖2 碾壓遍數對碾壓試驗的影響圖

綜上所述，碾壓填筑時每層土料攤鋪厚度為30 cm時，碾壓遍數達到6遍，其壓實度即能達到0.95的設計值。故綜合考慮碾壓遍數對碾壓填筑質量的影響試驗結果，為了提高施工效率，鋪土厚度30 cm時，將路基每層鋪土的碾壓遍數設定為6遍。

2.3 含水率對碾壓填筑質量的影響

調整含水率對碾壓填筑質量的影響試驗結果見圖3，試驗結果如下：當鋪土的含水率為21.40%附近時，土層的干密度達到為1.68 g/cm3；調整鋪土土料含水率為19.50%和17.50%左右，發現土料含水率越小，其填筑質量越差；調整鋪土土料含水率為23.50%附近，其碾壓填筑質量變差。鋪土土料含水率為21.40%時，碾壓壓實度大于0.95，鋪土含水率分別為19.50%、17.50%和23.50%的碾壓壓實度均小于0.95。故結合不同含水率對碾壓填筑質量的影響試驗結果，鋪土厚度30 cm時，碾壓遍數為6遍，將路基碾壓施工的每層鋪土土料的含水率定為21.40%。

圖3 含水率對碾壓試驗的影響圖

3 結論及建議

江巷水庫挖庫墊地工程道路工程弱膨脹土路基碾壓參數為：采用20 t振動平碾進行碾壓施工，每層土料鋪土厚度為30 cm，碾壓遍數為6遍，鋪土土料含水率為21.40%。在施工過程中，當鋪土土料發生變化時，應及時重新開展碾壓試驗，根據碾壓試驗結果開展路基碾壓施工，控制施工質量。