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浅析路基压实强度对路面性能的影响与控制措施
浅析路基压实强度对路面性能的影响与控制措施
摘要：高等级公路施工质量控制对路面性能影响极大，路基压实度控制是保证工程质量所必须注意的重大问题，它的控制情况将直接在路面性能中体现出来。
关键词：高等级公路；质量控制；路面性能；压实度控制
Abstract: The high grade highway construction quality control of the great influence on the performance of the pavement, subgrade compaction control is a major problem to ensure the engineering quality control must be aware, it will directly in the pavement performance is reflected.Key words: high grade highway;pavement performance;quality control;compaction control
中图分类号：U416.2
路基是公路的重要组成部分，它的施工质量好坏，直接影响到整个公路的质量。路基又是路面的基础，它与路面共同承受行车荷载的作用。实践证明，没有坚固、稳定的路基就没有稳固的路面。路基的强度和稳定性是保证路面强度和稳定性的先决条件，也是决定一条公路寿命长短的关键因素。保证路基质量就必须从控制路基压实度入手，路基压实达到同等级公路的压实度后，路基的性能才可能保证，从而决定优良的路面性能。为了延长公路的寿命，保证公路路基的质量，采取切实有效的方法保证使路基达到要求的压实度，才能铺筑一条高标准、高质量的公路。
一、为了从理论上得到压实度改变对路面使用性能（路面寿命）的定量影响。现以土力学及路基路面工程学基本理论为依据，推导结果。
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由于一般的土粒容重γs变化幅度不大，通常可采用经验值，可视为常数。ρ为路基土的最大干密度，可由标准击实法得以，也可视为常数。故（5）式可说明压实度k仅与孔隙
率e的变化有关。则同理有
地基土在压缩下发生变形，由土力学有关公式可以得到压缩变形△h与孔隙率变化
e的关系如下
假定由于路基压实度不足，导致路面变沉增大，且弯沉改变量△l=△h由路面设计弯沉计算公式
式中Ne——设计年限内一个车道上累计当量轴次
ld——路面设计变觉值，0.01mm，该值是标准温度、标准轴载作用下，测定的路面回弹弯沉值。
Ac——公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2
As——面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0;热拦沥青碎石、乳化沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面为1.1；沥青表面处治为1.2；中低约路面为1.3；
Ab——基层类型系数，对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm，取1.0若面层与半刚性基层之间设置等于或小于15cm，底基层为半刚性下卧层时为1.6;根据路面结构设计理论，设计年限内对累计交通量Ne的预告公式
其中tr是代表改变压实度后的使用年限
已知一条四车道的一级公路，在使用期内交通量的年平均增长率为10%。预测该路段峻工后的第一年的交通组成如表
轴载分析：路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载
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轴载换算：采用如下公式
累计当量轴次计算
根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数
是0.4~0.5，取0.45则
设计弯沉值的计算
根据路面设计弯沉值的计算公式，该公路为一级公路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.1，半刚性基层、底基层总厚度大于20cm，工层类型取1.0。
则ld=600Ne-0.2AcAsAh
=600×9332998-0.2×1.0×1.0×1.0
=24.2222(0.01mm)
在式（14）中，令压实度降低1%即令k1=0.99k
设计年限取15年
同理，若路基压实度下降2%，则路面寿命下降6.54%。
若设计年限取20年，其它条件不变，同样令压实度降低1%即令k1=0.99k可计算出使用年限下降率为3.34%，若路基压实度下降2%，则路面寿命下降为6.683%。
从以上计算分析可知：对于已知的高等级公路，若设计年限取15年，路基压实度每下降1%，路面使用寿命就下降3.27%。路基压实度下降2%，则路面使用寿命下降6.544%。若设计年限取20年，路基压实度每下降1%，路面使用寿命就下降3.34%。路基压实度下降2%，则路面使用寿命下降6.683%。基本上是成正比例地减少路面使用寿命。
路基压实度是公路工程施工中质量管理一个重要指标，压实度检测成果的准确与否关系到正确地反映工程质量，只有采取切实有效的方法保证路基达到压实度的要求，才能铺筑一条高标准、高质量的公
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路。
二、路基压实度的控制措施
（一）试验路段
铺筑试验路段的目的是了解填土本身的力学特性和压实性能、压实工艺、土方机械的合理配备，确定不同土质的填土厚度、压实机械的相互配合效果以及达到压实度标准的压实遍数，总结压实规律，指导路基施工的全过程。通过作试验路段获得不同土质、不同填土厚度、不同的压实机具在最佳含水量的情况下，达到压实度标准的碾压遍数。
（二）填土厚度的控制
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，土的最大干容重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易将相邻土颗粒挤紧，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
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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，进行碾压才能达到土层最大的压实度。所以，在分段分层填土时，采用同一土场的土源，并且尽可能地在短时间内集中填土，这样就能够使一个工作段的填土的含水量基本一致。在碾压前取样测定填土的含水量，达到或接近最佳含水量时进行碾压。含水量过小或过大，承包人应调整摊铺材料的含水量。含水量的调整，应根据需要将水加入土中并充分拌均，或用旋耕机翻晒风干到适合的含水量。
（四）碾压程序的控制
压实机具的选择，以及合理的操作，是影响路基压实效果的另一个综合因素。压实机具的选择应根据工程规模、场地大小，填料种类、气候条件、压实机械等，通过试验路段解决压实机具的配备问题，一个工作段应配备推土机、平地机、旋耕机、18t振动压路机、洒水汽车各一台，在上述压实机具、土层厚度、碾压遍数已选定的条件下，压实操作必须遵循“第一遍应不振动静压，然后先慢后快，由弱振至强振，先边后中，相邻两次的轮道重合轮宽的三分之一”的原则。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填土路基的横向度和纵向坡度，为路面工程能够达到较好的平整度打下良好的基础。
（五）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。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，一般采用灌砂法或环刀法，采用核子仪法时，应先进行标定和对比试验，在工地实验室测定含水量采用烘干法。每一压实层均应检验压实度，检验频率为每2000m2检验8点，不足200m2时，至少应检验2点。经监理工程师抽验合格后继续填筑第二层，依此类推，直至达到路基标高。
总之，公路施工过程中，质量控制从基础抓起，压实度的控制是重量指标之一，为确保工程质量，要按照规范要求，对压实度加以控制，还应建立建全必要的质保体系，加大质量管理的力度和深度，施
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工人员应树立强烈的责任感，从我做起，按规范施工，重视施工中的每一个小环节，一方面保证工程质量，另一方面减少不必要的资金浪费。注重试验资料保管和收集，才能确保路基施工的顺利完成。
参考文献
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