道路路基土的密实度对路面的影响

2018-12-06刘传会

商品与质量 2018年37期

刘传会

大连力和公路工程有限公司辽宁大连 116000

修建高质量的道路，首先要有好的道路基础作保证。路基是路面的基础与支撑，没有坚实、稳定的路基，就不可能有平整、耐久的路面。道路基础质量的优劣，对道路的使用寿命有着很大的影响。有些道路才修完几年时间，有的甚至是刚通车2~3年，就发生大面积的龟裂和破坏现象。除了设计和车辆荷载等原因外，许多是由于路基的施工质量存在严重问题，造成基础性的破坏，从而导致道路整体性的破坏。

1 含水量对路基土的影响

含水量的大小对路基土的压实效果有着相当大的影响。路基土中水少了，土体过于干燥，难以碾压密实；而水多了，又会造成路基土的软化，影响压实。因此在施工时，压路机碾压土基，当土中的含水量达到最佳含水量时，土中水含有强结合水和弱结合水，结合水的水膜变厚，水分起到润滑作用增强，土粒之间的联结力减弱，土粒间的摩擦力降低了。在碾压力的作用下，土粒易于移动，土粒间的距离缩小，从而减小了路基土的孔隙体积，使路基土达到最大密实度。密实度的提高，增强了土路基的抗压力和抗剪力。同时，密实度的提高，使路基土变得更加密实，降低了土体内的孔隙率和透水率，可以有效地阻止毛细水的上升高度，防止水分在土体中的积聚和侵蚀的产生。从而也大大地减小了土体中出现自由水的机率，使土颗粒与自由水之间的作用面积以及土体膨胀、收缩和压缩性的危害降低了，提高了路基的稳定性，避免造成路基在冬季里发生冰冻冻胀，而在春季时的春融翻浆对路面的破坏现象，增强了路面结构抵抗行车荷载反复作用下的抗变形能力[1]。

1.1 含水量较大时的影响

如果压路机碾压路基土时，土中的含水量过大，土体的孔隙中充满了过多的水分，以致出现了大量的自由水。水将土颗粒分割开了，使颗粒间的距离被拉的较大，破坏了土颗粒间的有效联结，阻止了土颗粒间的相互靠拢，降低了土的力学性能。而在压实时，路基土中的水分不易快速排出，压路机的压实力被土中的自由水产生的浮力和粘滞力消耗了很大部分，减小了作用于土体的有效压力，因此压实的效果也大大地降低了，而得到的密实度也很低，则土基的稳定性较差，抗压、抗剪强度较低。对此，可将含水量大的路基土进行翻松、晾晒风干；或采取更换土质，换填粗集料，掺加适量白灰，修排水沟等措施，降低土中的含水量，以期达到提高土基的密实度。

1.2 含水量较小时的影响

如果压路机碾压路基土时，土中的含水量较小，土中水是以强结合水为主，土粒周围的结合水膜变得很薄。由于土体中的水分少而空气较多，则孔隙加大，处于通透疏松状态。在碾压力的作用下孔隙中的空气极易于排出，可以快速增大土基的密实度。但由于水膜薄，颗粒之间靠得比较紧密，形成较大的分子引力，土粒间的摩擦力和粘聚力变大。因其水的润滑效果减弱，颗粒的移动难度增大，当路基碾压作业达到一定程度后，压路机的作用力很难再克服土粒间的引力，进一步提高土基密实度的效果会逐渐缓慢。如果此时继续加大压实力度，还会破坏土体结构，密实度反而下降，土体的强度降低。这时土体的强度可能要比最佳含水量时的强度还要高，但土体中的空气并没有被完全排出，孔隙率也较大，土体密实度较低。如果在过大水量的侵蚀下，土体的强度将会快速下降，密实度迅速降低，稳定性也会随着降低，在车辆荷载反复作用下，路面也会遭到破坏。在此情况下，施工时应先检测土体的含水量，根据检测的数据，向路基土中适量洒水，增加土体的含水量，尽可能让土体的含水量接近最佳含水量，使土粒周围的结合水膜得以增厚，土粒间的润滑性和粘结性加大，然后进行土基碾压，这样才可能达到要求的密实度，保证路基土的稳定性和耐久性[2]。

1.3 厚度的影响

路基土体的压实厚度对密实度有着很大的影响。通常在填筑路基施工时，使用的压路机有8-10T双钢轮压路机，12-15T三钢轮压路机，18-21T振动压路机等几种型号。由于所用压路机的重量不同，碾压力差别较大，压实的效果也有很大差异，因此控制每层填土的厚度就显得尤为重要。压路机在碾压土基时，车轮产生的垂直方向压力是在克服了土粒间的摩擦力和粘聚力后将土体压实。但车轮荷载作用于土基内的压应力，是随着深度加大而逐渐减弱。

2 路基土的力学性质

路基土在绝大多数情况下是由土颗粒、土中水和土中气所组成的三相体系构成，土的三相体系比例是随着外界条件的改变而不断变化的。路基土经过压路机的碾压后，单位体积内的土颗粒、土中水和土中气的比例将会发生改变。一般来说，土颗粒和土中水的数量都不会改变，而其中所含的一部分空气则会被排挤出去，使三相土变为了二相土。由于变为了二相土，路基土体中颗粒间的孔隙体积减少了，土体的颗粒靠得更加的紧密，因而增大了路基土的密实度。同时也增大了土颗粒之间的挤压和摩擦作用，使土体具有了较高的强度，加大了抵抗外界荷载破坏的能力[3]。