公路工程施工中路基路面的壓實工藝研究

康金昌

（山西力通路橋工程有限公司,山西 呂梁 033000）

0 引言

公路路基路面壓實度未達標時，路面的穩定性不足，伴隨下沉現象，不利于車輛的平穩通行和公路的耐久性。因此，需深入探討公路路基路面施工工藝，確定具體思路與方法，依據規范科學施工，保證路基路面的壓實效果。

1 路基路面壓實施工的重要性

隨著使用時間的延長，公路路基路面的受損程度加重，出現破損、坑槽等病害，車輛行駛時的平穩性下降，安全隱患劇增。縱觀公路路基路面施工全流程，壓實是重要的作業內容，科學施工尤為關鍵。依托有效的壓實工藝，保證路基路面的施工質量。

1.1 壓實可提高路面的強度

在應用科學的壓實施工工藝后，改善路面壓實度偏低、平整性不足的問題。從施工企業的角度來看，為了控制成本，在路面結構厚度設計中通常采用取值區間的下限值，易影響路面的強度，此時尤其需要做好路面壓實作業，確保較薄路面經過壓實后強度達到要求。

1.2 壓實可提高公路的穩定性

壓實度偏低，路面材料的分布呈松散狀，降雨天氣雨水經由路面滲入，引起雨水聚集，水對路面結構的侵蝕作用增強，路面逐步轉變為松散狀。車輛通行時，在外力作用下導致路面產生車轍，不利于路面乃至公路整體的正常使用。為規避前述提及的各類問題，需加強對路基路面的壓實處理，使材料緊密分布，提高路面的穩定性。

1.3 壓實可提高路面的平整度

路面保持平整有助于車輛的平穩通行，使車內人員獲得良好的乘車體驗，并減輕由于車輛顛簸而對路面的沖擊。壓實則是提高路面平整性的重要方式，若壓實方法不科學，路面的強度偏低，在行車荷載及其他外部因素的作用下，路面易產生坑槽，且隨著時間的推移坑槽影響范圍逐步擴大，公路的平整性每況愈下。若以科學的施工工藝妥善壓實，路面強度得到保證，路面對外部荷載作用的抵御能力較強，路面自然能夠維持平整的狀態。

1.4 壓實可提升公路的耐久性

耐久性也是公路路基路面建設中的重要追求目標。在提高耐久性的方式中，壓實屬于關鍵的方法，經過充分的壓實使路面的強度、平整性達標，路面的整體質量較好，能夠滿足長久使用的要求。即便路面發生病害，其程度也相對輕微，便于維修。

2 路基路面壓實標準的確定

填土壓實效果用壓實度評估，此項指標指的是干密度與土體標準最大干密度的比值。以標準擊實試驗的方法確定標準最大干密度，即土體在最佳含水量時確定相應的干密度。取壓實后的土樣進行試驗，將測定結果作為土被壓實后的干密度。具體計算方法，如下：

式中，Dc——壓實度（%）；ρd——壓實后的干密度（kg/m3）；ρdmax——壓實土的標準最大干密度（kg/m3）。

于現場組織密度試驗，目的在于測定土的濕密度及含水量，進而按照如下公式計算，確定壓實后的干密度：

式中，ρd——壓實后干密度（kg/m3）；ρ——壓實后土的天然密度（kg/m3）；ω——壓實后土的含水量（%）。

在試驗室安排標準擊實試驗，以此來確定標準干密度。試驗方式包含輕型和重型兩種。若路基土由細粒土組成，標準干密度及最佳含水量根據擊實曲線予以確定；若用粗粒土填筑路基，測定含水率，將實測結果代入由回歸曲線確定的回歸方程中，求取標準干密度。按照此思路確定后，可避免由于含水率不均導致的現場測點壓實度測定不到位的問題。

3 路基路面壓實技術在工程實例中的應用

3.1 工程概況

某公路工程項目，受限段設計速度為60 km/h，一般段落為80 km/h。道路路基用灰土填筑，快速路主線橋梁中面層、路面瀝青混凝土分別采用SUP-20、SMA-13（均為SBS改性瀝青）。路基路面壓實度屬于該工程的重點控制指標，根據各段施工條件及工程要求的不同。采取相應的檢測方法，以測定數據為依據，評價路基路面壓實度是否達標，必要時加強壓實。

3.2 壓實設備及關鍵壓實參數

（1）常見的壓實設備類型。①輪胎式壓路機：在路基、瀝青穩定土基層、碎石基層、瀝青路面的復壓中取得廣泛的應用[1]。②靜壓式光輪壓路機：壓實作業依靠設備提供的靜壓力而實現，在路基、路面壓實中均具有可行性。③振動壓路機：應用場景以底基層和面層的壓實居多。壓實設備的振動機構提供激振力，在外力的作用下，進一步促進材料密實度的提高，以相對較少的碾壓遍數取得良好的壓實效果。

（2）碾壓速度。在相同壓實條件下，不同碾壓速度帶來的碾壓效果存在差異。壓路機的運行遵循勻速原則，否則將由于突然變速而導致局部的壓實度異常波動。碾壓速度與壓實機械設備的類型和道路材料有關。以振動壓路機在瀝青道路的壓實為例，宜按照3～5 km/h的速度碾壓，具體根據攤鋪機的運行速度及時調控，保證攤鋪后能夠盡快跟進碾壓作業，具體碾壓流程見圖1。

圖1 碾壓流程

（3）碾壓溫度。混合料溫度較高時，以相對較少的碾壓次數即可取得良好的碾壓效果，混合料溫度偏低時，碾壓的難度增加，且設備運行過程中殘留的輪跡難以被消除，易影響路面的平整性。為盡可能在混合料高溫環境中碾壓，需根據攤鋪進度及時安排碾壓。以瀝青混合料為例，在110～120 ℃時可取得較好的碾壓效果，但不宜超過150 ℃，否則混合料易黏附在滾筒上，邊緣部位的混合料堆積，有明顯的橫向裂紋。溫度過低時也不宜碾壓，例如在50～70 ℃的溫度條件下碾壓時，碾壓彈性阻力偏高，壓實作業的效果有限。因此，根據適中的原則進行碾壓溫度的控制。

（4）碾壓時間。綜合考慮壓實層的厚度、混合料的溫度等因素，合理控制碾壓時間。從溫度的角度來看，最低碾壓溫度每降低10 ℃，碾壓耗時延長約30%；攤鋪初始溫度每升高10%，碾壓耗費的時間將縮短15%，能夠以較快的速度完成碾壓作業。可見，在瀝青混合料溫度較高時碾壓更具可行性，可滿足高效施工的要求。

（5）振幅和振動頻率。振幅對瀝青路面的影響主要體現在壓實深度的層面，以0.4～0.8 mm較為合適；振頻對表面壓實質量有明顯的影響，對瀝青路面做碾壓處理時，可按照45～50 Hz的振頻進行施工。

（6）含水量。路基路面混合料的含水量偏低，填土的均勻性不足；含水量偏高，路基路面有較強的形變能力，在相同碾壓遍數下，相較于最佳含水量而言碾壓效果變差。針對路基的含水量控制，可考慮換填砂礫或其他優質材料的方法。在瀝青的含水量控制中，需提升拌料的規范性，禁止過量摻入水分。

（7）均勻性。公路路基路面施工具有系統性，某項指標或多項指標出現異常時均會影響工程質量[2]。在各項影響因素中，路基路面壓縮程度尤為關鍵，具體需考慮到結構層中內板與路面層的穩定狀態，保證壓縮程度的合理性。若遇到路基路面異常壓縮的情況，需采取處理異常土質、調整路面寬度等方法，加強對道路施工質量的有效控制。

（8）集料級配。集料級配是路基路面施工中的重要材料，不同級配的集料所產生的應用效果不盡相同。例如，若采用單一尺寸的砂礫或均勻顆粒的砂，均面臨著壓實難度大、密實度低的問題。集料應用于路面結構層時，為減小孔隙率、提高強度，需精心挑選級配良好的集料。現場施工條件錯綜復雜，施工過程中加強檢測與控制，盡可能減小集料實際級配與設計值的偏差，否則將由于集料級配異常變化而導致集料的孔隙率不達標，進而影響施工效果。針對施工現場集料離析的問題，首先檢查以便確定所缺的粒料，再安排拌和，直至得到級配合理的粒料為止。

3.3 路基路面壓實度的檢測

回歸曲線法是確定標準干密度的重要方法，此處圍繞該方法的應用進行分析。填筑采用到天然砂礫，將含石率作為橫坐標，最大干密度作為縱坐標，含石率的取值為20%、30%、40%、50%、60%。經過測定后，確定不同含石率對應的干密度，分別為2.02 g/cm3、2.06 g/cm3、2.10 g/cm3、2.12 g/cm3、2.14 g/cm3，具體見圖2。

圖2 含石率與干密度對比圖

選取A、B、C、D、E五點，生成一條直線，用y=a+bx表示。在此基礎上，引入最小二乘法，得到如下結果：

計算后，則有：

對于含石率不均的砂礫，在測定其最大干密度時可采用前述提及的方法。同時，用灌砂法在現場測定壓實度，用4.75 mm篩對土樣做過篩處理，根據過篩后的結果計算含石率，再代入方程以便求取對應的標準干密度。按照該思路進行計算與分析后，各測點分別對應一個標準干密度，數據的全面性、清晰度均得到保證，可消除由于含石率不均而導致壓實度無法達到要求的異常狀況。

4 改善公路路基路面壓實效果的策略

4.1 加大對壓實施工質量的控制力度

壓實施工遵循動態化的原則，根據現場施工條件動態調整作業段的長度、壓實速度等參數，有條不紊地推進壓實作業進程。壓實施工的復雜度較高，質量控制需全面進行，例如：

（1）壓實過程中及時測定氣溫和風速，根據實測結果調整碾壓長度，以便在混合料溫度較高時盡快完成碾壓。不同溫度下的碾壓段長度存在差異。例如溫度逐步升高時，對應長度也需隨之延長。在較高風力等級的環境中進行壓實時，風的吹動將帶來混合料溫度的降低，此時宜縮短各段的長度。

（2）向碾壓輪適量灑水，以免出現混合料黏輪的現象。加大對碾壓路面的防護力度，根據路面強度測定結果判斷是否具備開放交通的條件，在強度尚未達到設計要求時不允許車輛通行。

（3）環境因素對路基路面壓實有明顯的影響，具體體現在氣溫、風速等方面，施工人員需統籌兼顧，加強對各項環境因素的控制。若局部無法用壓路機順利壓實，可調整為人工用振動夯板處理的方法，同時控制好各碾壓段的長度，主動減小外界環境因素對壓實造成的不良影響。

4.2 及時檢測并精準控制混合料的溫度

混合料溫度的高低所產生的壓實效果存在差異，若溫度較低，路面碾壓后產生的痕跡難以被有效清理干凈，影響路面的平整性。若溫度較高，經過較少次數的碾壓后即可提高混合料的密實度，但禁止出現溫度異常偏高的狀況。因此，在混合料攤鋪結束后隨即安排碾壓，最為合適的是在115 ℃的溫度環境中碾壓，此溫度條件下的碾壓阻力相對較小，可較為輕松地將碾壓工作落實到位，在保證碾壓有效性的同時縮短碾壓時間。針對混合料的溫度及時安排施工作業，施工期間加強對混合料的溫度檢測，根據實測結果采取最具可行性的壓實方法。

4.3 填土厚度的控制

隨著厚度的增加，壓實難度提高，經過壓實后路基路面的壓實度相對較低。若填土厚度過大，則不利于壓實，即便經過充分的壓實，實測壓實度仍有可能低于設計值。因此，壓實前需選取具有代表性的路段組織試驗，確定合適的填土厚度，再根據填土施工參數控制松鋪系數和碾壓遍數，確保經過特定遍數的碾壓后實測壓實度能夠達到要求。正式碾壓前需檢測松鋪厚度，若無誤方可安排壓實。

4.4 加強對地基和下基層施工質量的控制

地基的強度對路基路面施工質量有明顯的影響，不同地基強度下建設成型的路基路面存在質量差異。以濕軟特性的地基為例，地基的強度偏低，穩定性不足，為保證路基路面的建設效果，需從地基的實際特性出發，提前采取加固措施，為后續施工打下堅實的基礎[3]。地基加固可選擇的方法豐富，包含人工強夯法、換填土層法等，不同方法的適用性存在差異，需結合現場施工條件、工程質量要求等做合理的選擇，并對施工工藝進行優化，準備滿足質量所需的材料和機械設備，妥善處理強度不足的地基。除此之外，下基層的施工質量對路面也有明顯的影響，也需成為路基路面壓實施工質量控制中的重點考慮對象。

5 結束語

綜上所述，壓實屬于公路路基路面施工的重要環節，以科學的施工工藝做好壓實作業后，路基路面的強度、平整性、耐久性等方面均得到保證，有利于車輛的平穩通行和道路的長久使用。作為施工單位，需識別對公路路基路面壓實效果造成影響的因素，采取針對性的控制措施，并根據現場作業條件優化路基路面壓實施工工藝。施工過程中注重質量檢驗與控制。在多項措施并行之下，切實保證路基路面的壓實效果。