關(guān)鍵詞：高速公路 膨脹土 路基壓實(shí) 

中圖分類號：u412.36+6文獻(xiàn)標(biāo)識碼： a 文章編號： 

灰土混合料通過集中預(yù)拌路拌法充分拌和后，成為合格的路基填料，進(jìn)入下一道關(guān)鍵工序：壓實(shí)。要使路基具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，壓實(shí)工藝很關(guān)鍵。本章首先選擇石灰處治膨脹土路基的壓實(shí)方法，通過現(xiàn)場試驗(yàn)，提出無錫某高速公路路基石灰處治膨脹土路基壓實(shí)工藝關(guān)鍵技術(shù)。 

1.石灰處治膨脹土路基壓實(shí)方法 

1.1石灰處治膨脹土路基壓實(shí)方法分類 

目前公路路基的壓實(shí)方法，主要有沖擊壓實(shí)、強(qiáng)夯壓實(shí)、靜壓實(shí)、振動壓實(shí)。 

（1）沖擊壓實(shí) 

沖擊壓實(shí)技術(shù)是20世紀(jì)70， 80年代在南非發(fā)展成熟并應(yīng)用于工程建筑中的一種新型壓實(shí)技術(shù)，19%年引入我國。沖擊壓實(shí)是利用工作裝置的勢能與動能相互間的瞬時(shí)轉(zhuǎn)化而工作的，一般多用于地基沖擊碾壓、土石混填、填石路基分層沖壓、路基補(bǔ)壓等，在土方路基的分層壓實(shí)中應(yīng)用較少。 

（2）強(qiáng)夯壓實(shí) 

強(qiáng)夯壓實(shí)技術(shù)是從原始夯實(shí)法和重錘夯實(shí)法演變而來的，其動力夯實(shí)機(jī)理主要體現(xiàn)在對土體的夯實(shí)擠密作用。在公路工程中，強(qiáng)夯法主要被用于處理各種不良地基。 

（3）靜壓實(shí) 

靜壓實(shí)指靜力滾壓機(jī)械的滾輪沿被壓材料表面往復(fù)滾動，靠自重產(chǎn)生的靜壓力作用使被壓層產(chǎn)生永久性變形，達(dá)到壓實(shí)的目的。 

常見的靜力滾壓機(jī)械有靜力光輪壓路機(jī)、靜力羊足（或凸塊）式滾輪壓路機(jī)及輪胎式壓路機(jī)等。 

1）靜力光輪壓路機(jī) 

光輪壓路機(jī)按其整機(jī)質(zhì)量可分為特輕型、輕型、中型、重型、特色型五類。 

靜力光輪壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)時(shí)，滾輪與土的接觸面積大、單位線壓力小，壓實(shí)深度淺，而且壓實(shí)是從土層表面向下，上層的密實(shí)度大于下層密實(shí)度。一般適宜于壓實(shí)較薄填土或路堤表面，可使土層表面密實(shí)、平整（特別適宜于砂礫、砂礫石、泥沙等壓實(shí)）。光輪壓路機(jī)一般可通過增加或減少配重（在滾輪內(nèi)灌砂或注入水），調(diào)整其單位線壓力。施工實(shí)踐證明，用光輪壓路機(jī)壓實(shí)土基時(shí)，宜采用：“薄填、慢駛、多次碾壓”的方法，即填土厚度控制在25-30cm，碾壓時(shí)一定要遵循先慢后快，先輕碾后重碾的壓實(shí)工藝。 

2）羊足碾 

羊足碾（國外常用的是凸塊碾）按單位壓力可分為輕型、中型、重型三類。 

羊足碾在松土上滾過時(shí)，各羊足深陷土中，經(jīng)過多次反復(fù)滾壓，就將所壓面積上的松土全部壓實(shí)。羊足碾的特點(diǎn)是：碾壓時(shí)對土壤的接觸面積小，單位面積壓力大，壓實(shí)效果、壓實(shí)深度都較同質(zhì)量光輪碾好，并可擠碎土塊，廣泛用于粘性土料的分層碾壓，但對于砂性土，由于碾壓時(shí)土粒產(chǎn)生向上和側(cè)向移動，而得不到壓實(shí)，故不宜用于壓實(shí) 

3）輪胎壓路機(jī) 

輪胎式壓路機(jī)是利用充氣輪胎對鋪裝材料進(jìn)行壓實(shí)。有拖式與自行式之分，由于自行式使用方便，機(jī)動靈活性高，所以目前大都采用自行式。自行式輪胎壓路機(jī)的輪胎數(shù)目為：前輪3-5只，后輪4-6只，前后輪相錯(cuò)排列，用以清除碾壓空隙，根據(jù)壓實(shí)需要，輪胎還可同時(shí)升降或單只升降。 

輪胎壓路機(jī)由于輪胎具有彈性，在碾壓時(shí)土與輪胎同時(shí)變形，其接觸壓力主要取決于輪胎壓力，可通過附加載荷的增減調(diào)節(jié)機(jī)重和與被壓實(shí)表面的接觸面積。在壓實(shí)土料過程中，開始時(shí)，土料很松，輪胎變形小，土層壓縮變形大，之后隨土壤逐漸壓實(shí)，輪胎變形也增大，輪胎與被壓表面的接觸面積變大，壓力分布均勻，且土壤承壓時(shí)間較長，有利于壓實(shí)。輪胎壓路機(jī)的另一個(gè)特點(diǎn)是可以改變輪胎的內(nèi)壓力，可根據(jù)土壤不同而把作用于其上的最大應(yīng)力控制在土料極限抗壓強(qiáng)度內(nèi)。因此，可用于壓實(shí)各種粘性及非粘性土壤，對砂石和上壤混合料的壓實(shí)效果明顯。 

（4）振動壓實(shí) 

振動壓實(shí)是振動壓路機(jī)利用機(jī)械高頻率（1000-3000次/min）振動使材料微粒產(chǎn)生共振，此時(shí)材料微粒間由于動荷載的作用，其摩擦阻力減小，又因?yàn)椴牧衔⒘５馁|(zhì)量不同，它們運(yùn)動的速度也各異，從而破壞了材料微粒間的原始結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生相對位移，互相楔緊，使密實(shí)度大大增加。 

振動壓路機(jī)有光輪、羊足、鋼輪三種。光輪振動壓路機(jī)適合壓實(shí)非粘性土（砂石、砂礫石）、碎石、塊石等，其效果大大優(yōu)于其它壓實(shí)機(jī)械，但對粘性土和粘性較強(qiáng)的土壓實(shí)效果不理想。羊足振動壓路機(jī)是一種新型的碾壓機(jī)械；它既可以壓實(shí)非粘性土，又可壓實(shí)含水率不大的粘性土和細(xì)粒砂礫以及碎石與土的混合料 

1.2石灰處治膨脹土壓實(shí)方法選擇 

沖擊壓實(shí)法與強(qiáng)夯壓實(shí)法多用于小面積地方的地基處理，因其工作效率不及其它方法，所以在大面積的公路路基壓實(shí)中很少使用。 

靜壓實(shí)法與振動壓實(shí)法都適合在大面積的公路路基壓實(shí)中使用。由于無錫某石灰處治膨脹土路基的填料是灰土混合料，為了保證石灰處治土的壓實(shí)效果，借鑒以往工程經(jīng)驗(yàn)，參照有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范，采用靜壓實(shí)與振動壓實(shí)相結(jié)合的方法。 

壓實(shí)機(jī)械選用：英格索蘭sd175光輪振動壓路機(jī)，自重18t，振動頻率21.7-30. 4hz，激振力36/18t，名義振幅1.86/0.93mm，行駛速度0-13.2km/h，用于填料靜壓；中聯(lián)重科yzd20凸輪振動壓路機(jī)，自重20t，振動頻率28hz，激振力34/18t，名義振幅1. 9/1. mm，行駛速度0-7. 2km/h，用于振動碾壓與重壓。 

先用sd175鋼輪振動壓路機(jī)靜壓，再用yzd20凸輪振動壓路機(jī)振動碾壓，最后用sd175鋼輪振動壓路機(jī)靜壓收光。 

進(jìn)行現(xiàn)場壓實(shí)工藝試驗(yàn)，以確定工藝參數(shù)。主要確定以下幾項(xiàng)內(nèi)容：（1）最佳含水率控制范圍（2）填料壓實(shí)系數(shù)與滿足壓實(shí)要求的碾壓遍數(shù)。 

2.石灰處治膨脹土路基壓實(shí)工藝流程 

2.1壓實(shí)工藝流程 

為了保證石灰處治膨脹土的壓實(shí)效果，參照有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范，按照施工技術(shù)管理要求，結(jié)合無錫某高速公路膨脹土路段路基施工具體情況，研究編制了石灰處治膨脹土壓實(shí)工藝的基本流程，如圖1所示。 

圖1石灰處治膨脹土路基壓實(shí)工藝流程圖 

2.2基本要求 

石灰處治膨脹土路基壓實(shí)過程中各道工序的基本要求如下： 

（1）填料松鋪厚度應(yīng)嚴(yán)格控制在試驗(yàn)確定的合理厚度內(nèi)。 

（2）填料含水率必須嚴(yán)格控制在試驗(yàn)所得最佳含水率控制范圍內(nèi)。 

（3）石灰處治膨脹土路基碾壓時(shí)遵循“由邊到中、先輕后重、由慢到快”的原則，前后兩次輪跡重疊15-20cm 。 

3石灰處治膨脹土路基壓實(shí)工藝的關(guān)鍵技術(shù) 

3.1填料含水率控制范圍 

填料含水率過大，碾壓時(shí)容易起“彈簧”現(xiàn)象，不能達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度；含水率過小，碾壓表層又容易疏松起皮，也難以達(dá)到要求的壓實(shí)度。為了使路基滿足相應(yīng)的壓實(shí)度要求，必須將填料的含水率控制在一定范圍內(nèi)。 

《公路施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定路基施工碾壓時(shí)，填土含水率應(yīng)控制在最佳含水率土2%以內(nèi)。石灰處治膨脹土不同于一般路基填料，并且經(jīng)過了預(yù)拌及路拌，在施工過程中，水分既會蒸發(fā)，又會參與化學(xué)反應(yīng)而消耗，所以，此填土含水率控制范圍不適用于本路段，需要試驗(yàn)確定。 

以最佳含水率為基準(zhǔn)，采用增加1%，2%，3%，4%，5%，6%六種含水率，分段進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，取樣測定填料壓實(shí)度。試驗(yàn)結(jié)果表明，填料含水率較最佳含水率高3%-7%，可滿足壓實(shí)度要求，故確定無錫某高速公路石灰處治膨脹土路基壓實(shí)含水率控制范圍為高于最佳含水率3%-7%。 

含水率過大時(shí)，應(yīng)反復(fù)翻曬至控制范圍內(nèi)才能碾壓。 

含水率過小時(shí)，應(yīng)適當(dāng)灑水再碾壓。加水量按下式計(jì)算： 

式中：ml為所需加水量（kg）， m2為所需加水的土的量（kg）， 為填土原有含水率， 為填土的最佳含水率。 

3.2填料層壓實(shí)系數(shù)與碾壓遍數(shù) 

在路基壓實(shí)前，準(zhǔn)確選擇石灰處治膨脹土混合料的松鋪厚度，對路基壓實(shí)的施工質(zhì)量與作業(yè)效率、成本具有重要意義。 

根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（jtg f 10-2006 ）中規(guī)定，膨脹土路基填筑松鋪厚度不得大于30cm，也不應(yīng)小于10cm。 

為了得到填料層壓實(shí)系數(shù)，在無錫某高速公路膨脹土路基施工現(xiàn)場，選擇30m長的試驗(yàn)段。將路基填料分別按三種松鋪厚度攤鋪在路基填筑面上，采用常見碾壓方式：靜壓2遍、振動碾壓1遍、重壓3-4遍碾壓。在實(shí)驗(yàn)過程中跟蹤檢測壓實(shí)度。結(jié)果見表1. 

通過表中可以看出，兩種碾壓方式，層厚為15.98cm的一組壓實(shí)度已超過93區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，但表層脫落，影響路基質(zhì)量，不宜采用；層厚為25. l0cm的一組在靜壓2遍，弱振動碾壓1遍，重壓3遍后，壓實(shí)系數(shù)為1. 176，壓實(shí)度已超過94區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，且表面平整光潔，再重壓1遍后，壓實(shí)系數(shù)為1. 203，壓實(shí)度己超過96區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，且表面平整光潔，宜采用；層厚為29.13cm的一組，在靜壓2遍，弱振動碾壓1遍，重壓4遍后，壓實(shí)系數(shù)為1.219，壓實(shí)度己超過94區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，宜采用。 

根據(jù)以上試驗(yàn)和分析，本著技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的原則，該高速公路石灰處治膨脹土路基的碾壓方案為：對93， 94區(qū)，壓實(shí)系數(shù)1.219，對96區(qū)，壓實(shí)系數(shù)1.203，壓實(shí)遍數(shù)為靜壓2遍、弱振動碾壓1遍、重壓4遍。 

 

表1壓實(shí)系數(shù)及壓實(shí)度 

 

結(jié)束語 

本文對高速公路石灰處治膨脹上路基效果只進(jìn)行了2次沉降觀測，如果有條件，建議對該路段長期跟蹤檢測，觀察路基變形情況，進(jìn)一步驗(yàn)證本文提出的處治方案及其施工技術(shù)的實(shí)施效果。 

參考文獻(xiàn): 

[1]秦勤、徐建東、程華龍、程友明.公路工程特殊地基處理技術(shù).合肥:合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2007. 

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請用pdf形式查看。