如何控制路基压实效果

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一、概述
    贵州三凯高速公路九合同段位于剑河县革东镇境内，全长4.8公里，主要地貌为山岭重丘区，地势起伏较大，为满足线型设计及行车舒适要求，依据就地取材，方便施工，节约造价，少占良田的原则，沿线采用强风化岩进行路基填筑。由于岩体抗压强度达不到15Mpa，而且极易破碎，故不能做为填石路堤，而采用填土进行控制，为保证路基路面具有足够的强度和稳定性，必须对筑路材料进行充分的压实，影响压实效果的因素很多，主要有土的含水量、土的颗粒组成，碾压层的厚度，碾压机械的类型和功能，碾压遍数以及地基的强度等。现就这土的含水量简单分析。
    二、原理
    我们知道，土是由固体颗粒、液态自由水和气体组成的三相体，以土为骨架，水、气占据一定空洞充填孔隙，通常，对土进行打击和碾压使大小土块、土颗粒重新排列和靠近，使小颗粒充填大颗粒之间的孔隙，而部分水和空气将排出，产生这种现象的结果是单位体积内土颗粒增加。由于土颗粒比重大于水、气而使单位体积的密度增大，减小孔隙率，称之为压实。工程上衡量路基路面的压实程度是工地实际达到干密度与室内标准击实试验得到最大干密度的比值百分数为压实度，提高压实质量是尽可能增大单位体积内固体颗粒的比例，即增大干密度，也增大了路基承载力，不易产生弹簧，所以，路基压实中，应尽量采取大吨位的压实机械，提高压实度。三凯九标内的填筑土多为强风化岩，裂隙发育强烈，中间多为沉积粘土，液限偏高，颗粒组成为大小不均匀的风化岩颗粒，中粒偏多，但易碾碎，通过对九标的土质进行分析，发现该种土质的液限为43%~48%之间，而塑限为30%左右，最佳含水量为12~18%之间，最大干密度在1.8~2.0之间，而土的容量在2.6左右，这表明土中砾石含量偏高，不易吸水而表明液塑限特征的液限在43~48%、塑限为30%左右的土最佳含水量最小应为20%以上，但实际最佳含水量在12~18%之间，原状土的天然含水量W>20%但由于试验室没有碾压设备，原状土中颗粒不易破碎，工地上用18吨以上压路机碾压，土中有了大量小于0.5mm的风化岩颗粒，不是单纯的粘土颗粒，故液限急剧下降，减小到WL为小于35%，WP为小于20，由于W>WP，也就是说天然含水量超过塑限，从而使粘土粒成塑性状态。实际中极易产生弹簧现象。假如填方下一层含水量偏高，由于上一层的压实作用使上下层之间产生毛细现象，从当前层显得含水量偏高，又造成压实不够，从而影响多层压实质量。针对这种情况，所以我们在实际工作中应注意观察土质的变化，严格控制含水量而随时采取措施。
    三、如何指导现场施工
    试验研究是为施工生产服务的，在工程施工过程中，如何利用土的各种性质，针对不同的材料正确控制，运用不同方法以提高压实质量以及压实效率是我的最终目的。签于三凯九标土质的特殊，表面看填料是石加土，其中石占80％以上，颗粒分析后中粒偏多，中细粒土偏少，大于20cm粒径的风化岩占60％以上具有一定的强度。但这种强风化岩极易破碎，遇水容易变成破碎体。经压实机械压实后，基本上变成了土，路基大部分又处于半挖半填地段，控制不好极易形成滑动楔体。试验证明在填土厚度大于50cm下层风化岩很难破碎，形成很多空隙，压实度很难达到，这对路基质量极为不利。容易产生不均匀沉降，造成路面开裂.假如路基排水不好易形成山体滑坡，损坏路基，在小于20cm松铺厚度就不易达到平整度要求，细粒粘土形成表面光滑，坑洼不平压实不均匀，这种填料的渗透性比较强，水往下渗，容易造成路基沉降，影响路堤质量。针对这种情况，考虑使用大吨位压实机械使岩体破碎级配发生改变，变得更均匀一些，待空隙中的空气和水尽可能排出，土的颗粒数充满空气和水所占空隙，达到理想压实效果。严格控制含水量，由于边坡外为森林覆盖，岩层破碎容易渗水，建议高边坡下设置盲沟、渗沟，将水排出路基外，这样避免渗水对路基的浸泡影响路堤质量，另取土场应注意及时排水，防止积水下渗，减小土的含水量，由于土的含水量偏高，造成弹簧的情况下，路基的强度将不够，这样填土势必引起上一层的填土，由于压实机械作用下沉降抵消压实功，弹簧部分将向四周扩散，将影响大面积的填土质量，所以路基压实效果务必重视排水。
    前面已经说明，对于偏湿土我们可以采取晾晒方法，使之接近最佳含水量再碾压可取得很好的压实效果，但对于过湿土，在考虑进度的条件下，可以加一些带有细颗粒土的弱风化岩灰进行拌和，从而降低含水量接近于最佳含水量提高干密度，对于偏干土我们可以采取增加压路机吨位或增加碾压遍数的办法来进行压实，压实机械增大吨位和增加碾压遍数相当于增加了土的压实功，尽量使土中的空气排出，增加土的颗粒成份，增大干密度。对于土很干的时候可考虑洒水碾压来达到最好压实效果。
    结束语
    实践表明，达不到规定压实度的最普遍的原因是碾压时材料的含水量不合适和压实机械的不匹配造成的，如何控制公路压实效果是提高路基质量的重要一环。