摘要：公路病害的出現(xiàn)不僅有交通量和汽車軸重增加的原因，也有施工方面的原因。實(shí)踐證明：對路基進(jìn)行有效的壓實(shí)，是提高公路強(qiáng)度、承載力和穩(wěn)定性經(jīng)濟(jì)而有效的手段。壓實(shí)度提高 1%，路基的承載能力能夠提高 10%左右，但壓實(shí)的費(fèi)用卻只占項(xiàng)目總投資的 2%～4%。所以有效的壓實(shí)在公路建設(shè)中具有重要意義。

關(guān)鍵詞：粉土路基 現(xiàn)場 碾壓

1.研究的重要性

碾壓工藝在路基施工過程中占有重要地位，選擇合理高效的碾壓方式對保證路基的性能，以及提高填筑路基的壓實(shí)度具有重要意義。但是粉土既不同于粘土，又有別于砂土，采用常規(guī)的碾壓工藝難以壓實(shí)。低液限粉土滲水性強(qiáng)、保水性差，因此，松鋪粉土的含水量變化很大，這就導(dǎo)致了粉土路基壓實(shí)不均勻，壓實(shí)度離散性很大。而且粉土對壓實(shí)功和壓實(shí)遍數(shù)有一定的要求，在粉土碾壓過程中，如果壓實(shí)功不足或者碾壓遍數(shù)不夠，則壓實(shí)度達(dá)不到要求;如果壓實(shí)功過大或者碾壓遍數(shù)太多，則會出現(xiàn)過壓現(xiàn)象，造成粉土表面松散，也達(dá)不到需要的壓實(shí)度。

振動壓實(shí)技術(shù)是在二十世紀(jì)中期應(yīng)用到壓路機(jī)上的。振動壓實(shí)機(jī)械以其高效率、低成本和顯著的壓實(shí)效果等技術(shù)優(yōu)勢在公路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。由于影響振動壓實(shí)效果的因素眾多，振動壓實(shí)機(jī)理復(fù)雜，很難建立一套完整而又符合實(shí)際的理論體系，振動壓實(shí)施工工藝也一直處于一種半經(jīng)驗(yàn)狀態(tài)。近些年來，隨著有限元和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬越來越多的應(yīng)用到了實(shí)際工程當(dāng)中。

。近些年，降雨對邊坡造成的破壞越來越受到人們的關(guān)注。降雨是自然界的規(guī)律，是不為人所控制的因素，因此，為了防止邊坡免受降雨的破壞只能采用邊坡防護(hù)工程。邊坡防護(hù)工程分兩種，傳統(tǒng)的土石工程護(hù)坡技術(shù)和植被護(hù)坡技術(shù)。傳統(tǒng)的土石工程護(hù)坡技術(shù)，不僅不利于邊坡周邊環(huán)境的保護(hù)和生態(tài)平衡，而且與邊坡土體的兼容性不好，一旦工程結(jié)構(gòu)被架空，在強(qiáng)降雨下就會造成邊坡的破壞。而植被護(hù)坡技術(shù)恰恰能彌補(bǔ)傳統(tǒng)土石工程護(hù)坡的不足，植被與邊坡融為一體，不僅能夠保證邊坡免受降雨的破壞，還能夠改善環(huán)境，因而近些年來得到了極大的發(fā)展。

2.壓實(shí)影響因素

2.1土體自身的因素

2.1.1土體類別

對于不同類別的土，壓實(shí)性能完全不一樣，采用的壓實(shí)方法也很大的區(qū)別。對于路基填筑，常用的土有砂土、粘土和粉土。對于粉土和粉砂，含水量和氣候條件對其的壓實(shí)效果很重要，而且在壓實(shí)時必須分成較薄的松鋪層。對于砂和礫石比較容易壓實(shí)，該類土若采用振動壓實(shí)則可得到比較好的壓實(shí)效果，而且壓實(shí)后的路基有很高的承載能力，不易受浸泡和霜凍作用的影響。粘土比較容易壓實(shí)，采用普通的壓實(shí)工藝即可得到比較理想的壓實(shí)效果。

2.1.2顆粒級配

實(shí)的物理過程即為土體中的顆粒重新排列，孔隙減小的過程。如果被壓實(shí)土體的級配良好，則在壓實(shí)過程中，較大的土顆粒形成的孔隙可以被較小的土顆粒所填充，使得土體體積減小，密度提高，呈現(xiàn)出良好的壓實(shí)特性。但是，如果土體顆粒級配較差，土顆粒之間的孔隙很難被填充，即使經(jīng)過多次碾壓，土體的體積變化較小，壓實(shí)效果不理想，甚至得不到所要求的壓實(shí)度。

2.1.3含水量

當(dāng)采用同樣的壓實(shí)方法壓實(shí)不同含水量的土?xí)r，最后所得到的壓實(shí)度也不相同，最終壓實(shí)度在很大程度上取決于土的含水量。壓實(shí)過程中，需要克服土顆粒之間的摩擦力和粘聚力，從而使土顆粒產(chǎn)生移動相互靠近。當(dāng)土體中含水量較小的時候，水在土顆粒之間起著潤滑作用，使土體內(nèi)摩擦力減小，因而等量的壓實(shí)功可以得到較高的壓實(shí)度。含水量較小的土體壓實(shí)后，土顆粒重新排列，單位土體內(nèi)氣體所占的百分比逐漸減小，而土顆粒和水所占的體積百分比則逐漸增大，所以土體干密度隨著含水量的增加而增大。當(dāng)土體中的水分增加到一個極限值之后，土顆粒之間的摩擦力隨之減小，但單位土體內(nèi)氣體的體積不再發(fā)生變化，而水的體積卻還在不斷的增加，土的飽和度增大。

2.2碾壓現(xiàn)場操作因素

2.2.1松鋪厚度

在碾壓施工中，應(yīng)該根據(jù)施工現(xiàn)場情況選擇合適的松鋪厚度。松鋪厚度較薄，容易得到足夠高的壓實(shí)度，但是施工效率低，造成極大的經(jīng)濟(jì)和人力浪費(fèi)。但是，如果松鋪厚度較大，則有可能經(jīng)過碾壓得不到所要求的壓實(shí)度，需要進(jìn)行補(bǔ)壓，耽誤工期，浪費(fèi)資源。

2.2.2碾壓方式

在碾壓過程中，松鋪土體的壓實(shí)度隨著碾壓遍數(shù)的增加而增大，但是，當(dāng)被壓實(shí)土體達(dá)到一定的壓實(shí)度之后，單純的增加碾壓遍數(shù)并不能再提高被壓實(shí)土體的壓實(shí)度了。如果此時繼續(xù)增加碾壓遍數(shù)，則可能造成被壓實(shí)土體表面開裂，造成壓實(shí)度的減小。如果增加碾壓遍數(shù)已經(jīng)不能夠提高被壓實(shí)土體的壓實(shí)度，可以更換碾壓方式，合適的碾壓方式能夠進(jìn)一步提高土體的壓實(shí)度。

2.2.3碾壓速度

碾壓速度決定著壓路機(jī)振動輪對松鋪土體的壓實(shí)作用時間。當(dāng)碾壓速度較低時，單位時間內(nèi)振動輪下的土體收到的振動次數(shù)比碾壓速度高時要多，因?yàn)槟雺核俣容^低時，作用在被壓實(shí)土體上的能量叫碾壓速度較高大，所以碾壓速度低時能夠得到更高的壓實(shí)度。但是，如果碾壓速度過低，則嚴(yán)重影響碾壓的生產(chǎn)效率。如果采用較大的碾壓速度，碾壓的生產(chǎn)效率的確可以提高很多，但是碾壓速度過大，容易造成路面的不平整，影響碾壓質(zhì)量。所以應(yīng)該在保證碾壓質(zhì)量的前提下，盡量采用較高的碾壓速度。

3.粉土壓實(shí)分析

3.1粉土的定義成因及分類

3.1.1粉土的定義

《巖土工程勘測規(guī)范》規(guī)定，以 76g 瓦氏圓錐儀入土深 10mm 定重塑土的液限和以搓條法定重塑土的塑限，所得的塑性指數(shù)可用以劃分細(xì)粒土，包括粉土和黏性土。由于塑性指數(shù)綜合反映了黏粒含量和土粒與水溶液表面作用強(qiáng)弱等因粗的影響，用塑性指數(shù)對黏性土或細(xì)粒土分類是比較簡便的。但不同規(guī)范采用的分類方法不同，采用的土名稱也不相同�！稁r土工程勘測規(guī)范》(GBJ21-92)規(guī)定：凡粒徑大于0.075mm的顆粒含量等于或不超過全重50%且塑性指數(shù)IP小于或等于10的土為粉土�！督ㄖ�地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5007-2002)對粉土的定義是這樣的：粉土是介于砂土和粘土之間，塑性指數(shù)IP≤10，且粒徑大于 0.075 的顆粒含量不超過總量的 50%。而《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ051-93)根據(jù)粗粒徑的含量和液限點(diǎn)的高低，又把粉土分為高(低)液限粉土和含砂(礫)高(低)液限粉土。

3.1.2粉土的成因及分類

粉土按成因可以分為三類，即水成粉土、風(fēng)成粉土、殘積粉土。

3.2粉土的物理性質(zhì)

粉土中既含有砂粒又含有粉粒，因而粉土具有砂土和粉土的雙重性質(zhì)，但是基本性質(zhì)又有別于砂土和粉土。如果粉土中的砂粒含量較高，表現(xiàn)出與砂土類似的性質(zhì)，又可以將這種粉土稱為砂質(zhì)粉土;如果粉土中的粘粒含量較高，表現(xiàn)出與粘土類似的性質(zhì)，這種粉土可以稱為粘質(zhì)粉土。由于粉土主要由細(xì)顆粒組成，所以毛細(xì)現(xiàn)象活躍，粉土顆粒之間主要由這種毛細(xì)力而相互結(jié)合，表現(xiàn)為內(nèi)聚力較小。粉土表面極易失水，干后凝結(jié)成塊，受到碰撞容易破碎，破碎后的粉土呈粉狀。

3.3粉土的壓實(shí)分析

粉土中粉粒和極細(xì)砂粒含量較多，級配不良，作為路基，難以達(dá)到最理想的壓實(shí)狀態(tài)。由于級配不良，導(dǎo)致砂粒和粉粒之間的空隙沒有更小的土顆粒來填充，就形成了人們通常所說的“搭積木”式的構(gòu)架，在施工碾壓時容易產(chǎn)生疊瓦狀剪切推移和分層現(xiàn)象，十分不容易壓實(shí)。路基中的粘�？梢耘c周圍的各種穩(wěn)定劑發(fā)生作用，砂粒在路基中可以起到類似骨料的作用，這些都是對路基的壓實(shí)十分有利的;而粉土粉粒的含量較高，再加上級配不良，導(dǎo)致了粉土壓實(shí)困難，難以達(dá)到規(guī)范的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，還容易出現(xiàn)表層重皮現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了路基的施工質(zhì)量。

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