公路路基压实度及其控制

公路路基压实度及其控制

青海省第三路桥建设有限公司

马明忠

［摘要］公路路基是路面的基础，承受着岩土自重和路面传递下来的行车荷载，且属于一种线型构物，具有距离长、与大自然接触

是否稳定，直接影响到路面的工程质量，最终影响整个公路的使用效能，为使路基达到设计要求面广等特点。路基施工的质量如何，

的强度和稳定性，在不可改变自然条件的情况下，必须在路基填料和压实度控制方面下工夫。对于土方路基，影响压实效果的因素

自然和人为的其他因素等。在高主要有填料级配情况及含水量，压实功能（如机械性能，压实时间及速度，填料厚度）及压实时外界、

等级公路施工中，如何达到击实标准，克服由于压实度达不到设计要求带来的路基不均匀沉降，是公路工程施工中急需解决的重要问题。本文对影响路基压实度的因素和控制方法进行分析和讨论。［关键词］公路路基压实度控制

压实度[degreeofcompaction]（原：指的是土或其他筑路材料压实后

的干密度与标准最大干密度之比，以百分率表示。）是路基路面施工质量检测的关键指标之一，表征现场压实后的密度状况，压实度越高，密度越大，材料整体性能越好。对于路基本、路面半刚性基层及粒料类柔性基层而言，压实度是指工地上实际达到的干密度与室内标准击实试验所得最大干密度的比值；对沥青面层、沥青稳定基层而言，压实度是指现场达到的密度与室内标准密度的比值。因此压实度的测定主要包括室内标准密度（最大干密度）确定和现场密度试验。

压实度是工程质量的控制指标。先取压实前的土样送试验室测定

其最佳含水量对应的最大干密度，此为试样干密度。

再取由击实试验后所得的试样最大干密度，用实际干密度除以最大干密度即是土的实际压实度。用此数与标准规定的压实度比较，即可知道填料的压实度是否达到设计及规范要求。

压实度=试样干密度/最大干密度（100%）一、影响公路施工压实度的分析（一）含水量对压实度的影响

含水量对压实度的影响：在压实过程中不同材料的最佳含水量不同，对应的最大干密度不同。路基填料的含水量过大则降低其现场所测

的干密度，导致压实度达不到设计击实标准。

在实际施工中必须控制路基填料的含水量达到或接近最佳含水量的±2%之内，才能较好的控制压实度。各种不同填料的最佳含水量和最大干密度不同，因此在施工过程中需要取样做击实试验来确定。细颗粒土以及天然砂砾土、红土砂

砾、

级配碎石、级配砾石、石灰稳定土等多种路面材料，都是在一定的含水量下才能压到最大干密度。在施工现场，用某种压路机碾压含水量过

小的填料，容易出现压实度达不到要求或干翻浆。

如填料的含水量超过最佳含水量时，碾压后路基容易湿翻浆。因此在施工过程中，严格控制好含水量。填料含水量由于取料场气候、气象等因素影响变化较大，施工中极难控制，因此，含水量是造成路基压实度难以达标的主要因素。

（二）碾压厚度对压实度的影响

压实厚度对压实效果具有明显影响。相同压实条件下（路基填料、气候与压路机型号不变），由实测路基层不同深度的密实度或压实度得知，密实度随深度呈递减，表层5cm最高。根据压路机的型号、路基填料，确定试验段路基的碾压遍数、最佳分层压实的厚度、机械的最佳组合。通过大量的实践证明，碾压应有适当的厚度，碾压层过厚，非但下层的压实度达不到要求，而且碾压层上层的压实度也要受到不利的影响。同时，碾压的厚度随所用的压路机的型号而变。一般情况下，12~15t光面压路机，不宜超过25cm，因此，碾压厚度对压实度有直接的影响。

（三）碾压遍数对压实度的影响碾压遍数对压实效果的影响，是除含水量之外的另一重要因素。碾压遍数与压实效果曲线表明：同一种填料的最佳含水量随功能的增大而减小，最大干密度则随功能的增大而提高；在相同含水量的条件下，遍数越高，填料密实度越高。据此规律，工程实践中可以增加碾压遍数，以提高路基强度或降低最佳含水量。但必须指出，用增加碾压遍数的办法提高路基强度的效果有一定限度，遍数增加到一定限度以上，效果提高愈为缓慢，甚至造成翻浆。

（四）碾压方式对压实度的影响《公路路基施工技术规范》中要求碾压时必须“先轻后重，先慢后快，先边缘后中间”，这种合适的碾压方式既有利于提高压实度，又有利于提高平整度。但是，这种方式不是万能的，遇到特殊情况时，碾压方式

要随之改变。如碾压碎石稳定土时，

由于土基中含有一定的碎石，采用高频低辐，紧跟慢压就比较好。碾压过后不但密实而且平整，在有超高路段时，则宜先低后高。压实度是路基施工的最后工序，是保证路基质量、使其物理力学性质和功能特性符合设计要求的重要环节。而影响路基压实质量的因素来自各个方面，既有自然因素，又有人为因素，为此要求我们在施工中严格控制碾压施工中的各个环节，保证路基压实度达到设计要求。

（五）碾压速度对压实度的影响在公路施工中，不管使用哪种型号的压路机进行碾压，其碾压速度

对路基压实度有明显的影响。

碾压速度低时，单位面积材料的碾压时间比速度高时要多，因而作用在被压材料上的能量也大。实际上，传递到被压材料层内的能量与碾压速度成反比。假定使碾压材料层达到规定干密度所需的压实能量不变，则碾压速度加倍时，碾压次数相应加倍，并且碾压速度过快容易导致路面不平整。因此，在施工现场应针对具体的碾压层的材料和所用的压路机，通过铺筑试验路段选择合适的碾压

速度。另外，

对于碾压层厚和难以压实的填料时，应采用较小的碾压速度。

（六）压路机对压实度的影响

所用机械对一定含水量下路基土的路面材料的压实状态有很大影响，使用轻型压路机只能得到较小的密实度，振动压路机比同重量的普通光轮压路机的压实效果要好得多，不但密实度大，而且有效的压实密度也大。采用光面压路机碾压时，由于碾轮与土或路面结构层材料的接触面积大，单位压力较小且压实工作多，由层的表面向下，上层密实度大于下层，因此，光面压路机的压实厚度较小，用光面压路机碾压厚度的填土及路面结构层，既可得到密度结果，又可以得到平整的表面。轻型和中型光面压路机可以用作预压，普通中型光面压路机更适用于低黏性土和非黏性土，重型光面压路机可以成功地压实黏性土。对于无黏性的砂，不宜用重型光面压路机碾压。但是压实机械对土施加的外力应有所控制。若施加压力过大，就会造成压实过度，浪费人力物力，严重的路基还会出现翻浆和“弹簧”现象。施加外力的一般原则是：压路机碾压时的单位压力，不应超过土的强度极限。

（七）集料级配对压实的影响

集料的级配对碾压所能达到的密实度有明显影响。实践证明，均匀颗粒河砂，单一尺寸的砾石、碎石都难于碾压密实。在级配集料基层或底基层施工中，使所用的集料的级配与室内试验确定标准干密度时所用的集料级配相同是很重要的。在集料发生离析的情况下，添加所缺的料并进行适当的拌和是必要的。施工中，只有严格控制级配，才能确保达到规定的压实状态。

（八）地基或下承层强度对压实的影响大量试验证明，在填筑路堤时，如地基没有足够的强度，路堤的第一层是难于达到较高的压实度的。因此，在填筑路堤之前，必须先碾压

地基即清场，使其达到足够的压实度和强度。若地基比较湿软，

如公路修在稻田或沼泽地带，直接在上面填筑路堤，往往会发生困难。在这种情况下，即使使用重型压路机进行碾压，土层也会发生“弹簧现象”，碾压遍数越多，“弹簧现象”愈严重。在这种情况下，应该先利用石灰或固化剂处理地基，或者先将地基土用砂、沙砾土或其他类似的材料换填1～3层，进行适当碾压后再进行填土。试验证明，用相同的压实机械和压实方法碾压时，如土基强度高，碾压层的密实度就大，反之，碾压层的密实度就小。

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科技信息工程技术

二、路基压实度控制措施

（一）试验路段

铺筑试验路段的目的是确定松铺厚度和碾压遍数、

碾压速度、压路机的型号、土方机械的合理配备，确定最佳含水量及碾压时含水量的允许偏差，压实机械的相互配合效果以及达到压实度设计要求的压实遍数，压实规律，来指导路基施工的全过程。通过作试验路段获得不同填料、不同厚度、不同的压实机在最佳含水量的情况下，达到压实度设计要求标准。

（二）填料厚度的控制

压实厚度对压实效果具有明显的影响，相同压实条件下（土质、

湿度与功能不变）实测土层不同深度的密实度（压实度），密实度随着深度逐渐减小。如果填土厚度过大，超过压实机具影响范围，土体的密实度就达不到要求。所以，填方作业应分层平行摊铺，每层松铺厚度应根据试验路段确定的填土厚度、松铺系数、并且按施工规范规定最大松铺厚度不应超过30cm，填筑至路床顶面最后一层的最小厚度，不应小于8cm原则，计算出单位面积的用土量，用灰线标出方格网，每个方格网内铺筑固定的土方量，现场由专人负责指挥。每排填土分布相互错开，以便于平整。在碾压前由现场施工管理技术人员会同现场旁站监理检查松铺厚度，符合要求方可碾压。为了解决每车运输土体的体积一致性，车辆应采用同吨位的车辆，且在取土场装车时采用推土机配合挖掘机或装载机由操作手严格控制每车的斗数，尽可能做到每车运输土体积一致。

（三）含水量的控制根据路基压实机理，土的最大干密度随着含水量的变化而变化。含水量过小，土颗粒间的摩阻力增大，在相同压实机具作用下不宜将相邻土颗粒挤紧，孔隙增大，达不到密实的目的。含水量过大，土颗粒间孔隙被水占据，而水一般不为外力所压缩，在碾压过程中土体产生流动，出现“弹簧”现象，同样达不到压实的目的。只有在施工过程中严格控制在最佳含水量状态下，进行碾压才能达到填料层最大干密度。所以，在分段分层填筑时，采用同一料场的料源，并且尽可能地在短时间内集中填

料，这样就能够使一个工作段的填料的含水量基本一致。

在碾压前取样测定填料的含水量，达到或接近最佳含水量时进行碾压。含水量过小或过大时，现场技术人员应调整摊铺材料的含水量，加水或翻晒。基本达到最佳含水量时，继续进行碾压。

（四）合理选用压实机具

垫层填料厚度以不超过30cm为宜，分层铺筑压实。施工中尽可能采用重型压实机具进行施工，对于同一类填料来说，采用轻型压实所得出的最大干密度较采用重型压实得到的最大干密度小，而最佳含水量又较采用重型压实的大，现行普遍采用的重型压实所相匹配的压实机械如50T震动压路机，每层压实厚度不超过30cm，而采用吨位更大的

压实机械时,它的压实功可以增加，

而其所能达到的压实度可以进一步提高，同时由于压实力的增加，施工时土的含水量又可以降低。为了保证质量，碾压工作尽可能安排在白天作业，防止夜间视线不良造成的平整度差，特别是距路床下三层内必须严格控制路基的横向坡度和纵向坡度，为路面工程能够达到较好的平整度打下良好的基础。

（五）碾压过程的控制

由于高等级公路路基压实度高于一般公路，所以对碾压过程的控制就更加严格。一般在碾压过程中采用先轻后重、先静后动、先外侧后中间的碾压方法。碾压速度控制在1.5~2.5km/h，碾压遍数控制在4~6遍。在施工现场我们直观压实度是否基本达到设计要求，应当根据压路机轮迹搭接处的高差不超过5cm。再次检测压实度是否达到设计要求，来确定是否需要停止碾压。

（六）压实度的检测

路基的填土压实度反映了松散的土体在外力作用下达到的密实程度，能否达到规定的标准，关系到路基的强度和稳定性。压实度的检测方法有灌砂法、环刀法、核子仪法、钻芯法。工地的压实度检测必须遵循

检验方法可靠、

简便和快速的原则，并根据路基填料种类、土质，决定采用何种检验方法。因此，在路基检测过程中一般采用灌砂法（适用于在

现场测定基层、

砂石路面及路基土的各种材料的密度和压实度）。检测的方法和步骤是：

1、检测对象的试样用同种材料进行击实实验，得到最大干密度（ρ）及最佳含水量。

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2、选用适宜的灌砂筒。3、按下列步骤标定灌砂筒下部圆锥体砂的质量：（1）在灌砂筒筒口高度上，向灌纱筒内装砂至距筒顶15mm左右为止。称取装入桶内砂的质量m1，准确至1g。以后每次标定即实验都应该维持装砂高度与质量不变。

（2）将开关打开，使灌砂筒筒底的流砂孔、圆锥形漏斗上端开口的圆孔及开关铁板中心的圆孔上下对准，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当（或等于标定罐的容积），然后关上开关，称灌砂筒内剩余质量m5。

（3）不晃动储砂筒的砂，轻轻的将灌砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让（4）收集并称量留在玻璃板上的砂或称量桶内的砂，准确至1g。玻

璃板上的砂就是填满筒下部圆锥体的砂m2

。

（5）重复上述测量三次，取其平均值。4、按下列步骤标定砂的密度γ（g/cm3）:（1）用水确定标定罐的容积v,准确至1ml。（2）用储砂筒中装入质量为m1的砂，并将灌砂筒放在标定罐上，将开关打开，让砂流出。在整个流砂过程中，不要碰到灌砂筒，直到储砂筒内的砂不再下流时，将开关关闭，取下灌砂筒，称取筒内剩余砂的质量m3，准确至1g。

（3）按下式计算填满标定罐所需砂的质量ma(g):ma=m1-m2-m3式中：ma———标定罐中砂的质量,g;

m1———装入灌砂筒内的砂的总体质量，g；m2———灌砂筒下部圆锥体内砂的质量，g；m3———灌砂入标定罐后，筒内剩余砂的质量，g。（4）重复上述测量三次，取其平均值。（5）按下式计算量砂的密度γs：γs=ma/V式中：γs———量砂的密度（g/cm3）；

V———标定灌砂的体积（cm3

）。三、压实工作组织

压实工作组织应根据压实原理，以尽可能小的压实功能获得良好的压实效果为目的。压实工作必须很好的组织，并应注意以下要点：

1、碾压前先将路基整平，可自路中线向路堤两边作2%～4%的横坡；

2、压实机具应先轻后重，以适应逐渐增长的路基强度；3、碾压速度应先慢后快，以免松土被机械推走；4、压实机具的工作路线，应先两侧后中间，以便形成路拱，再从中间向两边顺次碾压。在弯道部分设有超高时，由低的一侧向高的一侧边缘碾压以便形成单向路拱横坡，前后两次轮迹（或夯击）须重叠15～20cm。压实时特别注意均匀，否则可能引起不均匀沉陷。

5、在碾压过程中经常检查填料的含水量，并视需要采取相应措施。四、结论

压实度达不到设计及规范要求，是路基使用状况差，通行能力差，交通事故多的主要原因。虽然造成路面破损的原因很多，如：软土地基处理不当，路面结构层设计不合理，施工质量差等，但其中一条重要的原因就是路基施工中压实度达不到设计及规范要求，所以施工时对路基充分压实，是公路施工中质量控制的主要因素之一。公路路基的压实度达到设计及规范要求，是公路施工的重要工序，也是达到有关公路施工的国家标准，实现高等级公路使用寿命和服务质量的重要保证之一。充分压实可以发挥路基填料的强度，减少路基在行车荷载作用下产生的永久变形，同时还可以增加路基填料的不透水性和强度稳定性，增强道路的使用性能和延长道路的使用寿命。

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