路基施工中压实度的控制与检测

路基施工中压实度的控制与检测

公路施工质量的关键指标之一是路基压实度检测，如何获得符合工程设计要求的压实度，以保证路基施工质量，是施工单位应该重视的问题。本文介绍了路基含水量、地基强度以及填料等因素对公路路基的压实度的影响，阐述了控制压实度的标准，及检测压实度的方法，并对这几种方法加以比较。

标签：路基 施工 压实度 控制

0 引言

路基不仅承受着由路面传递下来的行车载荷，同时还承受着本身土体的自重和路面结构的质量，路基是公路路面结构的基础，在工作区深度范围内，公路路基的稳定性和强度是保证路面结构强度的因素，因此，需要强化路基的强度，不断提高路基的稳定性。通过控制路面厚度，进而降低路面施工成本，延长路面的使用寿命。

1 公路路基压实度的控制因素

1.1 地基强度。在进行公路施工前，必须清除地基表面的杂物，对地基进行强化碾压，确保地基的强度，增强压实度，进而便于承载路基。如果当地的地基比较湿软，“弹簧现象”便会发生在地基土层中，并且“弹簧现象”会随着碾压遍数的增多变得越加严重。处理这种情况，先移除地基，并用砂、砂砾土等材料进行填筑，经过碾压达到设计要求后，通过填土或者采用固化剂、石灰等材料对地基进行处理。

1.2 水分含量。在路基的压实过程中水作为土壤的主要成分之一有着非常重要的作用，因为压实就是使土颗粒产生位移而互相靠近，通过碾压或锤击克服土颗粒间的粘结力和内摩擦力，随着密实度的增加土的粘结力和内摩阻力也逐渐增加，土颗粒间的内摩阻力受含水量的影响，当含水量较小时会增大内摩擦力。通常情况下，压实到一定程度的地基，难以克服土颗粒间的抗压实力，压实后使得地基的干密度比较小。因此，在现场施工中，对于多种路基材料只有含水量达到一定条件时，经过压实后路基材料才能达到最大干密度；当土壤的含水量比较小时，获得较大的干密度存在一定的困难，反之，就会引发“弹簧现象”。

1.3 压实厚度。在湿度、土质情况不变时，压实厚度对压实效果具有很大的影响。根据路基不同深度的压实度可知，随深度的增加其密实度逐渐递减，表层最高为5cm，碾压路基过程中，碾压厚度应当控制好，经过实践表明：碾压层厚度会影响下层的压实度，当厚度过大时导致下层的压实度难以符合设计要求，进而影响上层的压实度，此外，碾压过程中所用的压路机类型也影响着碾压厚度。

1.4 填料类型。土壤中含有不同粒径的土颗粒，具有不同的工程性质，是填筑路基的基本材料，路基的强度与稳定性直接受到土壤类型的影响，特别是砂粒

成分比较多的土壤，其内摩擦力是土壤强度的重要构成，强度较高，并且受含水量的影响比较小，但是施工过程中路基不易被压实，特别是出现渗流时较细的砂容易流动，进而形成流砂。

1.5 压实速度。路基在碾压过程中，如果碾压机械的速度较慢，路基在单位体积的上受到能量就大，持续的时间比较长，反之，能量小，时间短。实际施工中，碾压速度与传递到被压层的能量之间存在着反比例关系，所以，为了确保土层符合规定的密实度并且压实力保持不变，当碾压遍数加倍时，压实速度也要相应地加倍。在进行路基试验段施工时，结合使用的压实机械、填料等情况，选择适宜的碾压速度。

1.6 压实遍数。除了含水量之外的另一重要因素是压实遍数对路基压实效果的影响，由压实效果和压实遍数的实验结果表明：随着压实遍数的增大同一种土的最佳含水量递减，压实遍数越多，在相同含水量的条件下，路基的密实度越大。

1.7 压实机械。压实机械对路基土的压实质量也会产生一定的影响。通常情况下，路基的密实度与施工所用的机械有关，轻型的压路机碾压的路基，其密实度比较小，反之，重型压路机碾压的路基密实度加大些。碾压时如果压力过大，那么对人力、物力、财力造成一定的浪费，严重时还会对路基造成永久性损害。为了防止压实过度，压实机械对土施加的外力应当适当地控制。控制施加外力的原则：以路基的强度为基准，单位面积上压路机碾压时的压力不能超过路基的基准。

2 路基压实控制标准

现行路基压实度控制标准存在不少问题，如现行压实检测方法和标准不当。我国实际可以按照以下要求进行：

2.1 以我国压实度指标换算出的空隙率指标基本满足规范要求，采用空隙率作为控制指标是合理可行的；

2.2 空隙率受土壤干密度和含水量的制約和影响。通过压实度指标进行控制，其变异性虽然较低，但是土基空隙率经换算后出现较大的变异性，特别是路基经水侵蚀后，导致路基发生不均匀沉降。

2.3 含水量和干密度越大，空隙率就越小。必须适当的控制含水量，才能取得较大的干密度，根据压路机压实能力为限控制含水量，对于压实能力与最佳含水量之间的关系有待研究。

3 路基压实度的常用检测方法

3.1 灌砂法。灌砂法在路基压实度检测中应用比较广，是进行现场密度测定的主要方法。灌砂法的不足之处：需要携带较多量的砂，测试速度较慢称量次数多。在实际操作中灌砂法不好掌握，容易出现较大偏差。为了确保试验结果的准

确性：①量砂要准确。检测时对于重复使用的砂，要注意晾干，否则会影响砂的松方密度。对于换用的量砂，都要测定砂的松方密度，并且每次都要重做漏斗中砂的数量；②放置基板时确保地表面平整。挖试坑时坑的周壁确保笔直，防止坑的上下出现不一致的情形；③检测厚度是整个碾压层的厚度，灌砂要全面，避免出现只取上部或者碾压层中砂。

3.2 环刀法。环刀法是传统的现场密度测量方法。采用环刀法测定土壤密度时，检测点的密度是整个碾压层的平均密度，通常情况下，碾压土层的密度从上到下不断减小。实际检测中取到碾压层的平均密度很困难，通过环刀法恰好取到碾压层中间的土，这样环刀法与灌砂法所得结果才可基本相同。但是，环刀法适用面较窄，含有粒料的稳定土和松散性材料环刀法无法使用。

3.3 核子密度仪。该设备通过利用放射性元素对土或路面材料的密度和含水量进行测量。使用核子密度仪进行检测的优点是：所需人员少，测量速度快。缺点是：放射性元素对人体造成伤害，检测时需要打洞，打洞时破坏洞壁附近的土体结构，进而对测定的准确性造成影响，通过对比常规方法，对其可靠性进行验证，验证后方可作施工控制使用。3.4 落锤频谱式路基压实度快速测定仪。该设备是一种不测含水量就能得到路基压实度的测试仪器，借助落锤时产生的冲击激发土体产生反弹力，利用低频测出土体响应值。在检测压实度时，冲击响应值a与压实度K、含水量W之间存在的二元函数关系，a=f（K，W）。由于现场测定含水量比较麻烦，为了消除土体水分的影响，使a和K变成一元函数，成为路基压实度快速测定的关键。

4 检测方法控制比较

灌砂法是标准的现场测定密度的方法，其洞深与碾压层的厚度基本一致，真实地反映土基的压实状况，由于每次储砂筒内沙的数量保持不变，并且砂的下落高度和速度不变，准确性和测量精度较高。环刀法只要确保取土恰好为碾压层中间的土，那么测定结果与灌砂法相当。通过核子仪测定的结果不稳定，与灌砂法相比压实度结果相关性差，检测值偏小；与烘干法相比含水量结果的相关性较差，由于核子密度仪测得的含水量是局部范围的平均含水量，与烘干法相比该范围要大，当土基的含水量和密实度比较均匀时，两者的测定结果才可能一致。通过落锤频谱式路基压实度快速测定仪测定的结果比较稳定。在检测结果方面前三者有良好的一致性，但是压实度结果的的波动幅度较大。在压实度方面，通过落锤频谱式路基压实度快速测定仪测定的结果与前三种方法相比存在一定的差异，起伏范围比较小。通过对比分析本文认为：灌砂法存在一定的合理性，应严格要求试验操作；环刀法应取碾压层中间的土，受到的影响因素较多；核子仪由于测定的结果不稳定，只能作为施工的评定；而落锤频谱式路基压实度快速测定仪测定结果比较稳定。

5 结束语

路基的压实度对于公路来说，是延长公路使用寿命的前提和基础，是公路施工质量的重要施工指标，因此，路桥施工单位必须依据设计文件与施工技术规范

严格管理，确保路基压实质量，科学合理地组织施工工作，增强路基强度，提高路基的稳定性和不透水能力，保证并延长道路的使用寿命，防止在行车载荷作用下路基产生变形，降低施工成本、缩短施工工期，进而提高施工效益。

参考文献：

[1]李娟.高速公路路基壓实度检测方法相关性分析[J].西安科技大学学报，2010（03）.

[2]王志飞.山区一级公路升级改造工程路基稳定性评价及加固技术[J].公路，2011（07）.

[3]王新.路面平整度检测方法研究[J].浙江交通职业技术学院学报，2010（05）.