路基填料试验与压实控制的关系
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摘要：本文以广东省江肇高速公路第G7标路基标施工为背景，从试验检测的角度出发，详细阐述了路基试验对路基填筑的重要作用，并就如何进行路基填筑质量控制提出个人意见建议，以供业内同行共同参考借鉴。
中图分类号：TU413.6+2文献标识码：A
为了能确保路基施工质量，使之能符合设计及规范技术要求，在对路基施工全面展开以前，我们必须准确掌握路面情况。首先要分别对一般路基基底、坑塘路段、软土路基、路基回填层按照制定的施工方案进行试验段施工，通过试验段的施工检验施工方案是否可行、有效，通过试验来确定不同机具压实不同土质的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工组织，作业段的流程时间是否满足工期要求，工程质量是否满足技术要求，施工方法是否经济，通过对试验段的总结、研究，选择出切实可行的施工方案、人机组合，进行下一步的施工，经过工程质量、经济、工期的验证施工方案可行，然后全面进行施工作业。
1 工程概况
本项目江肇高速公路第G7标位于佛山市高明区杨和镇，起迄里程为k37+000~k44+550，全长7.55km，总工期30个月。工程投标价为5.5亿元，采用双向六车道高速公路标准建设，计算行车速度100Km/h，路基宽度33.5m。汽车荷载等级为公路－Ⅰ级，设计洪水频率特大桥1/300，大桥1/100，地震动峰值加速度g＝0.05，相当于地震烈度Ⅵ度。全立交、全封闭，路面为沥青砼结构，其技术指标执行交通部颁《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）中相应的有关规定本标段主要控制工程有：土石方、砌体、防护部分：挖方92.5万m3、填方133.4万m3、三维网植草8251m2。
2 压实控制与填料试验的联系
影响路基压实的主要因素有土的力学性质和压实功能、土的含水量、铺层厚度、土的级配以及强度和压实度。路基碾压时，并不是这些因素独立起作用，而是这些因素共同起作用。因此公路进行路基施工时，应用不同的施工方案做试验路段，从中选出路基压实最佳方案。铺筑试验段需制订试验方案，其目的是在给定压路机的情况下，找出达到压实标准的最经济铺层厚度和碾压次数。确切地说，就是寻求铺层厚度与碾压次数之比的极大值。试验路段位置应选择在地质条件、断面形式均具有代表性的地段，路段长度不宜小于100m。具体实施可以按以下步骤进行。取代表性土样做重型击实试验，确定土的最佳含水量ω和最大干密度ρdmax，并绘制干密度与含水量的关系曲线。根据土的干密度与含水量关系曲线控制土的含水量ω。确定铺层厚度和碾压遍数。一般可根据压路机械功及土质情况确定铺层厚度，一般应按松铺厚度30cm进行试验，以确保压实层的匀质性。 砂性土需碾压次数少，粘性土需碾压次数多。光轮压路机碾压次数较高，轮胎式压路机次之，振动式压路机和夯击机次数最少。 通过试验段的铺筑及有关数据检测，写出试验报告，最后确定土的适宜铺筑厚度、所需压实遍数及填土的实际含水量，以利施工中掌握控制。
那么在施工中如何选择填压土样、控制压实土的含水量、选择压实遍数以及一定的压实功，对路基的压实度及路基的稳定性显得尤为重要。
2.1 土的压实特性
2.1.1 击实曲线性状击实试验所得的击实曲线，它是研究土的压实特性的基本关系图。击实曲线的峰值对应土的最佳含水量和最大干容重在一定的压实功下，只有当压实土料为最佳含水量时，压实效果才可能最好，达到最大干密度。从击实曲线中我们还可以看出曲线左段比右段的坡度陡，这表明含水量变化对于干容重的影响在偏干(指含水量低于最佳含水量)时比偏湿(指含水量高于最佳含水量)时更为明显。
2.1.2 不同土类与不同压实功对压实特性的影响在同一压实功下，不同土类的压实特性不一样。含粗粒越多的土样其最大干容重越大，而最佳含水量越小。同一土样在不同击实功下所得的压实曲线。随着压实功的增加，击实曲线的形态不变，但位置向左上方发生了移动，即增大了而减小了。击实曲线图的曲线形态还表明，当土偏干时，增加击实功对提高压实度是不经济的。
2.2 含水量是影响土壤压实的关键因素
2.2.1 土样的选择试验证明，粗粒料(细粒成分含量少的土，如砂性土和塑性指数不大的砂砾土、碎石土)在施工碾压时，其密度对含水量的变化不敏感，可以放宽对含水量的控制。在投入使用后水的浸入不会使土体发生明显膨胀；含水量减小，土体也不会明显收缩。这类土的水稳性好，是较好的筑路材料。细粒土(细粒成分含量多的土，如粘性土，特别是塑性指数大的粘土)，水的浸入使土体含水量增加，体积发生明显膨胀，且膨胀率和初始含水量有关，初始含水量越小，膨胀率越大；相反，土体含水量变小，体积发生明显收缩，引起土体开裂。有人曾根据轻型击实曲线，在几个不同含水量和干密度下制备试件，使其变干和变湿来研究其体积变化，如在含水量19％和干密度1．67g/cm3下成型的试件，加湿使其含水量增大到25％，则干密度减小1．58g/cm3。由此可以看出，水的浸入使单位体积内土颗粒的含水量减小(即干密度减小)，使土的承载力下降。因此，在道路使用期间路基可能浸水的情况下，对于细粒土，不宜在含水量小的情况下压实。
2.2.2 压实遍数的影响根据上面所述的粗粒土、细粒土两种土样的工程适宜性的不同，分别对这两种有代表性的填料进行对比试验。
为了避免所制填料含水量过大或过小，造成压实效果不佳。根据工程经验，仿照击实试验，制备6种不同含水量的填料。然后对粗粒土和细粒土分别进行碾压试验。用于细粒土碾压的是WB1803D自行式振动压路机，粗粒土用的是YZT18B型拖式振动压路机。每种填料按不同含水量分段连续摊铺，松铺厚度均为30cm。平整后，按常规方法进行碾压。
另外，和击实试验可以得到击实曲线一样，碾压试验也可以得到碾压压实曲线，并可得出以下结论。
2.2.2.1一般路基压实系数都应大于0．9。对于细粒土，当含水量在压实最佳含水量附近时，要达到K≥0．9的要求，一般只需要碾压3遍～4遍。如当ω=9．6％时，碾压两遍即可；当ω为9．6％，7．7％时，碾压3遍～4遍即达到要求。如ω=6．3％时，当含水量偏离压实最佳含水量很大，则至少要碾压6遍以上。同样，对于粗粒土，当填料用于基床以下路堤填筑，要达到K≥0．9的要求，一般只需要碾压3遍～5遍即达到要求。如ω为6．1％，15．4％时，当含水量偏离压实最佳含水量很大，一般则要碾压6遍以上。当填料用于基床底层填料，要达到K≥0．95的要求。如ω为8．7％，7．8％时，一般需碾压6遍～8遍。若含水量偏离最佳含水量(ω=13．2％)则需碾压8遍以上。
2.2.2.2对于细粒土，当碾压到第8遍时，细粒土的压实系数K基本增长缓慢或不再增长，甚至有的还呈下降趋势。这说明碾压至第8遍时其压实能力处于临界状态，再增加压实遍数其压实效果也不会很好，所以称此时的压实功为该压路机在当前压实条件下的最佳有效压实功。同理，得到碾压粗粒土的压路机的最佳有效压实功对应于其第l0遍的碾压压实功。
3 结语
众所周知，路基填筑整个试验过程，基本上以人工操作为主，倘若进行压实度检测时不按既定的标准操作进行，或是进行试验操作的人员经验不足，都有可以造成试验结果的失真，并有可能导致试验数据的误导，使得原本达不到压实要求的路基被视为合格。因此，在进行路基填筑控制时，解决好试验检测人员专业技能和经验问题，成为了质量管理工作中的根本和重点，本人深信，随着试验检测技术的逐步发展，路基填筑控制将会更趋科学、更具效率。
参考文献
[1]公路土工试验规程（JTG E40-2007）[S]．北京：人民交通出版社，2007．