土方路基施工中压实度影响因素及控制方法

H IGHWAY现代公路工程概况国道104线青县绕城工程起点位于现国道104与马大线交口处，桩号K181+000，沿马大线向东在马厂站北侧下穿京沪铁路后，沿马大线向东，在王胜武屯村西转向南，途径曾官屯村，在罗家店村东平行京沪高铁处向南，过兰辛庄村东南转向西，在幸福村南向西下穿京沪铁路，与国道104柳河屯至谭缺屯改线段平交，桩号K199+943.458，路线全长18.943km。

全线新建铁路立交两座，中小桥260m/6座，箱涵2道，穿道涵2116.4m/53道，平交道涵406m/62道。

工程采用双向四车道一级公路标准，设计速度80Km/h。

路基宽度24.5m，按上下行双向四车道设计，两侧行车道宽度2×10.75m，中央分隔带2m，两侧土路肩2×0.5m。

路基两侧各设置2.25m绿化平台，上口宽5m排水边沟，边沟外侧1m为公路用地界。

路基横坡2%，路肩横坡3%。

路面设计年限15年，结构为5cmAC-13C型细粒式沥青混凝土+7cmAC-20C型中粒式沥青混凝土+18cm水泥稳定碎石+18cm水泥稳定碎石+18cm石灰稳定综合土，路面总厚度66cm。

施工方案施工时将地表进行超挖至槽下80c m并分层回填压实，槽下80～100c m处挖松后压实，槽下60～100cm含水量较大时掺加8%生石灰处理，接近最佳含水量时碾压密实，路基顶面0～30mm做4%石灰处理。

路基填料控制施工前完成土壤界限含水量试验、颗粒分析试验、有机质含量试验、土的击实试验、土的承载比（CBR）试验。

据以上数据判定。

沿线土满足规范液限小于50%、塑指小于26要求，适合路基施工。

经承载比试验得出：素土回填路基强度不能满足设计要求，采取掺灰处理的方法。

土的重型击实试验确定各类土的最大干密度和最佳含水量，供指导施工和压实度检验使用。

试验段控制二级及二级以上公路路堤应进行试验段施工，目的是通过试验段施工，确定正确的施工和质量控制方法，内容有机械组合、机械规格、松铺厚度、压实遍数、碾压速度，以及碾压时含水量偏差、质量控制方法、质量评价指标以及优化后的施工方案等。

施工过程控制通过试验段确定的压实工艺参数和质量控制方法，结合以往的施工经验，取得监理工程师批准后，开始土方路基施工。

路基开挖80cm后，基底含水量远远超过碾压时最佳含水量，采取掺加8%石灰耕拌晾晒方法，使其含水量降低至接近最佳含水量时碾压，路槽下45～100cm处检验压实度均满足设计要求。

但在k187+850～k188+380段槽下30～45cm层次上复检多次出现压实度不合格现象，首先试验员对灌砂桶及量砂重新标定，复核筒+量砂质量、锥体体积和量砂密度，对现场使用的电子秤进行校准，同时取回现场拌合土风干，粉碎、过筛，按标准击实方法配料，重新获取最大干密度和最佳含水量，排除试验方面因素后，重点分析影响压实度不合格原因。

影响压实度的因素分析室内试验时影响密实度的主要因素为含水量、土的颗粒组成和击实功。

施工现场影响路基压实度的因素有含水量、碾压层厚度、机械类型、压实功、碾压遍数以及地基强度等。

前述表明，排除了室内试验、计量器具和标准介质等试验因素，在此不再赘述，以下从施工角度探讨压实度不足原因。

含水量对压实度的影响压实过程中，土的含水量对所能达到的密实度起着重大作用。

压实功需要克服土颗粒间的内摩阻力和粘结力，才能使土颗粒产生位移并相互靠近。

土含水量小时，土颗粒间内摩阻力大，压实到一定程度后，某一压实功不再能克服土的抗力，所得的干容重小。

当含水量逐渐增加时，水在土颗粒间起着润滑作用，使土的内摩阻力减小，同样的压实功可以得到较大的干容重。

当土的含水量继续增加到一定限度后，虽然土的内摩阻力还在减小，但是单位土体中空气体积已减到最小限度，而水的体积却在不断增加，由于水是不可压缩的，因此在同样土方路基施工中压实度影响因素及控制方法文/马文东TRANSPOWORLD 2012No.15(Aug)120的击实功下土的干容重反而逐渐减小。

故此规范规定，只有在含水量达到最佳含水量±2%时碾压才最为适宜。

土质对压实度的影响不同类型土的压实性能是不一样的。

就路基而言，最合适的是砂砾土、砂土及亚砂土。

这些土容易压实，有足够的稳定性，遇水不致过分泡软，沉陷性小。

粉土和细亚砂土较易压实，但饱水状态下容易失去承载能力。

亚粘土和重亚粘土的压实比较困难。

但与粉质土比，具有较高的粘性和不透水性。

最难压实的是粘土，潮湿状态下，这种土不稳定并容易发生剪切，其特点是液限大，最佳含水量大而最大干容重小。

胀缩性粘土和有机质土对于填筑路基来说是最不好的，压实不足会产生很大的沉陷。

石灰土和水泥土不易达到压实度，在含水量和延迟时间控制合适的情况下，其压实度大致与素土接近。

压实机械对压实度的影响使用轻型压路机只能得到较小的密实度，相反重型压路机可以得到较大的密实度。

振动压路机比相同重量的钢轮压路机压实效果要好，不但密实度大，而且作用深度也大。

轻型和中型光面压路机可以用于预压，中型光面压路机适宜于压实低粘性土和非粘性土，重型光面压路机可以成功的压实粘性土，对于无粘性的砂不适宜用重型光面压路机碾压。

轮胎压路机是利用充气轮胎及悬挂装置的可变性，使轮胎与土层间保持一定的接触面。

具有调节自重、接触面大、压实深度大等优点，更适合于碾压粘性土。

振动压路机压实功能很高，一般都设有调频装置，根据调整振动强度，可兼作轻型、中型、重型压路机使用。

振动压路机特别适宜于压实粘性小的土、砂砾土及碎石混合料。

碾压层厚度和碾压遍数对压实度的影响碾压应该有适当的厚度，碾压层过厚下层的压实度达不到要求，上层也受到不利的影响。

同时碾压层的厚度要与压路机重量或功能相适应，它也随压路机的类型而变。

碾压遍数对路基土的压实度影响是众所周知的，同一压路机对同一材料进行碾压，最初若干遍对干容重增高影响很大，随碾压遍数增加干容重增长率逐渐减小，碾压遍数超过一定数值后，干容重实际就不再增加了。

路基施工中，首先确定每层填土厚度及碾压遍数，以保证达到要求的密实度。

解决这个问题通常要符合机械压实作用深度大于符合密实度的压实深度。

一般控制在15～30cm/层，钢轮压路机采取低限，振动和胶轮压路机可以采取高限。

地基强度对压实度的影响经验告诉我们，如果地基没有足够的强度，回填第一层很难达到压实度，甚至第二层也无法碾压，采用重型压路机碾压往往出现“弹簧”现象，碾压越多“弹簧”现象越重，对于路堑，原状土密实度、强度不足，直接影响到路堑表面的碾压，因此对基底处理得当，使其具有足够的强度，才能保证上部层位压实度满足要求。

本工程压实度不足原因总结工程在槽下60～100c m层位按设计要求掺加8%石灰处理，且槽下45～100cm层次上检测压实度满足要求，排除了地基强度的影响。

碾压层厚度60～100cm处层厚20cm，0～60cm处层厚15cm，厚度控制在规范容许范围内，机械组合为22t振动压路机1台，18～21t钢轮压路机3台，21～25t钢轮压路机1台，就每次作业段长度400m左右而言碾压设备充足。

然而在碾压程序方面却表现的混乱，在整平后直接用振动压路机振压2遍后，用4台钢轮压路机不分先后、不分轻重各压1遍，碾压遍数看似合理，却严重违反了先静后振、先轻后重、先慢后快、先两边后中间、由低向高碾压的基本程序。

含水量控制方面同样不尽人意，多次检验表明碾压终了的含水量多数处于±5%的范围，甚至个别部位由于表层含水量丧失严重，形成重皮现象。

压实度检验过程中发现，试坑底部较上部松软，据此断定压实作用深度不足。

为此决定对k187+850～k188+380段返工处理，并采取以下措施。

严格控制含水量位于最佳含水量±2%时碾压。

调整机械组合为22t振动压路机2台，18～21t钢轮压路机3台，对粘土路段增加26t轮胎压路机1台。

改变碾压程序，整平后振动压路机稳压1遍，钢轮压路机1档慢速初压2遍，振动压路机由弱到强振压4遍，最后由钢轮压路机终压1～2遍。

增加振动压路机碾压遍数，将原来振动2遍，改为不起振稳压1遍，振压4遍，确保压实作用深度满足密实度深度要求。

试验室人员现场跟班作业，从控制碾压时含水量入手，在振动压路机碾压4遍完成时现场检验压实度，以后每增加1遍在检测点附近检验压实度1次，试验结果证明，当振动压路机稳压1遍，钢轮压路机初压2遍，振动压路机由弱到强振压4遍，钢轮压路机终压1遍后，压实度达到要求。

至此本工程压实度不足问题得以圆满解决，杜绝了质量隐患的存在。

作者单位：河北省青县交通运输局公路管理站2012年第15期121(8月上)《交通世界》。