碾压对路基压实度影响及控制

曾凡稳

（南京交通职业技术学院，江苏南京211188）

在公路施工过程中，公路工程质量检验也是非常重要的。而公路工程质量好坏最主要取决于路基质量的好坏，路基压实度对路基质量来说影响非常重要，是公路施工中一项非常重要的质量控制环节，因为路基强度、稳定性和承载力都是依靠压实度来保证的。所以在公路施工中，路基压实度的控制至关重要。如何达到施工压实标准，克服由于压实原因带来的路基不均匀沉降，是公路工程施工中亟待解决的重要问题，本文就碾压施工过程中对路基压实的影响以及控制方法进行分析和讨论。

1 路基压实的意义及压实度的含义

图1 模量─密度─含水率关系图

图2 江北沿江高等级公路结构层96区调平现场

(1)土是三相体，土粒为骨架，颗粒之间的孔隙被水分和气体所占据。而在路基施工中，破坏了土体的天然状态，致使结构松散，颗粒重新组合。压实的意义在于使土颗粒重新组合，彼此挤紧，孔隙缩小，土的单位重量提高，形成密实体，最终达到强度增加，稳定性提高。通过大量的试验和工程实践证实，土基在压实以后，强度和稳定性都提高，而且在渗透性、塑性变形、毛细水作用及隔温等性能方面都有很大的提高。

(2)压实度是压实层材料现场压实后的干密度与该材料的标准最大干密度之比，用百分数表示。

2 碾压对压实度的影响

2.1 碾压厚度对压实的影响

压实厚度对压实效果具有明显影响。相同压实条件下（土质、湿度与功能不变），由实测土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。不同压实工具的有效压实深度有所差异，根据压实工具类型、土质及土基压实的基本要求，路基分层压实的厚度有具体规定数值。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类型变化而变化。

2.2 碾压遍数对压实的影响

压实功能是影响路基压实效果重要因素之一。压实功能与压实效果曲线 (如图1所示)表明：同一种土的最佳含水率随功能的增大而减小，最大干容重则随功能的增大而提高；在相同含水率的条件下，功能越高，土基密实度越高。据此规律，工程实践中可以增加压实功能，以提高路基强度或降低最佳含水率。但必须指出，用增加压实功能的办法提高土基强度的效果有一定限度，功能增加到一定限度以上，效果提高愈为缓慢。

2.3 碾压方式对压实的影响

路基的施工技术规范都要求碾压时必须“先轻后重，先慢后快，先边缘后中间”，这是碾压时总的原则。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，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，保证路基压实质量达到设计要求。

2.4 碾压速度对压实的影响

在公路施工中，不管使用哪种形式或质量的压路机进行碾压，其碾压速度对路基土所能达到的密度有明显的影响。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密实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，通过铺筑实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土时，应采用较小的碾压速度。

2.5 压实机械对压实的影响

压实机械对一定含水率的路基土的压实质量有很大的影响。一般情况下，使用轻型压路机只能得到较小的密实度，使用重型压路机可以得到较大的密实度。但是压实机械对土的施加外力应有所控制。若施加压力过大，就会造成压实过度，浪费人力物力，严重的还会对路基有害。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。

3 碾压施工控制案例分析

图3 江北沿江高等级公路碾压现场

本文将结合南京江北沿江 (六合段)高等级公路工程谈谈碾压施工环节的控制。工程概况如下：起点位于南京市六合区划子河，终于东沟镇东方牛山北与扬州江北沿江高等级公路交接处，全长16.59公里。本工程项目是为配合全省加快苏北沿江开发战略措施的需要对完善区域路网，构造南京沿江产业带，加快开发南京长江北岸沿线资源，促进沿江港口发展，加强南京对江北沿江城镇的幅射，促进区域经济一体化的发展具有重要意义。

3.1 碾压层厚度的控制

碾压层的厚度应该与所用压路机的质量或功能相适应，它也随压路机的类型而变。如果填土层厚度过大，其底部不能获得要求的压实度；但填土层厚度过小，却会影响工作效率和经济效益。一般认为，对于细粒土，用12～15t光轮压路机碾压时，压实厚度不得超过25cm。用22～25t振动压路机时（包括液压振动）压实厚度不超过60cm。根据一些前辈的经验，一般情况下压实厚度要控制在1t/cm，如碾压12cm的路基，压路机的吨位至少应为12t，但厚度超过一定数值后压路机对层底作用逐渐减弱，达不到压实的目的或经济效益较差。在压路机确定的情况下，各种类的土每层合适碾压厚度是不同的，所以在分项工程开工前要通过试验来确定。

而我们现在所施工的沿江公路A4-2标段采用的是21～24t的三轮压路机。河塘回填时20cm一层，而94区为17.5cm一层，结构层96区则为16cm一层（如图2所示）。

3.2 碾压遍数的控制

压路机的碾压遍数对路基土的密实度的影响是众所周知的。一般，用同一压路机对同一材料进行碾压时，最初的若干遍碾压，对增高材料的干密度影响很大；碾压遍数继续增加，干密度的增长率就逐渐减小；碾压遍数超过一定范围后，干密度就不再增加。在实际施工中，当含水率为最佳含水率时，还可采用下列经验值。对低黏质土压实所需的碾压遍数平均为4～6遍，对黏质土压实所需的碾压遍数平均为10～12遍。压实遍数控制在10遍以内，否则应考虑减少填土层厚。经压实度检验合格后方可转入下道工序。不合格处应进行补压后在检验，一直达到合格为止。

3.3 碾压速度的控制

在公路施工中，不管用哪种形式或质量的压路机进行碾压，其碾压速度对路基土所能达到的密实度有明显影响，如果碾压速度过快，还容易导致被压层的平整度较差现象。

碾压速度宜先慢后快，以免松土被机械推走。形成不适宜的结构，影响压实质量。虽然高碾压速度要比采用低速度的压实生产率高而且比较经济，但速度过快，容易导致路基表面不平整（形成小波浪）。压实效果明显下降，通常压路机进行路基压实作业行驶速度在4km/h以内为宜。因此应根据具体碾压的土层和所用的压路机，通过实验路段选择合适的碾压速度。一般情况下，碾压层厚和难以压实的土质，应采用较低的碾压速度。下面是我标段采用的碾压速度：初压速度控制在1.5km/h，复压速度控制在2.5km/ h，终压速度控制在3km/h。采用光轮压路机赶光速度控制在1.5km/h。

3.4 碾压方式以及机械的选择

路基施工技术规范要求碾压时必须遵循“先轻后重、先慢后快、先边后中”的原则(如图3所示)。

“先轻后重”，即指开始时先使用轻型压路机进行初压，随着被压实层密度的增加逐渐改用中型或重型压路机复压。“先慢后快”(如图3右所示)，是指压路机碾压速度随着碾压遍数的增加可以逐渐加快。这是因为在开始阶段，填土比较松散，以较低的速度碾压，压力作用时间较长，有利于发挥压路机的压实功能，

避免因碾压过快造成推拥土壤或陷车。随着碾压遍数的增加而加快碾压速度，有利于提高作业效率和表层的平整度。“先边后中”（如图3左所示），是指碾压作业始终坚持从路基两侧开始，逐渐向路中心碾压，以保证路基的设计拱形和防止路基两侧的坍塌。

同时在碾压过程中，应注意保持压路机行驶方向的直线性。同时横向接头，对振动压路机一般重叠0.4m～0.5m，对三轮压路机一般重叠轮宽的1/2。而前后相邻两区段（碾压区段之前的平整，预压区段与其后的检验区段）应纵向重叠1.0m～1.5m，使路基各点都得到压实，直到达到设计或规范要求的压实标准为止。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。

结语

公路路基压实影响因素很多，碾压作为非常重要的因素之一，它的施工过程控制好坏直接对路基压实效果产生影响，所以我们在路基碾压施工时要严格控制好各个环节。结合具体工程进行分析，选择合理的碾压速度、机械、方式、层厚、次数，从而保证路基压实达到国家标准，增强道路的使用性能和延长道路的使用寿命。

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[4]曾凡稳.路基压实度影响因素分析及处理[J].中国新技术新产品，2011（08）.