山区公路填石路基压实质量影响因素研究
罗佳
【摘要】公路填石路基施工过程中，压实工艺是其中非常重要的组成部分，要对填石路基进行施工质量控制，实际上对压实质量的控制占着主导作用，压实效果的好坏对公路的质量和寿命起着关键性作用，因此本文就影响压实质量的因素进行研究。
【关键词】填石路基；压实质量；影响因素
随着我国公路网建设的快速延伸和西部大开发战略的实施，公路网建设逐渐转向西部地区发展。在丘陵山区较多的西部地区进行公路施工作业时，由于地区环境的艰苦、施工作业条件差以及地质条件的复杂，为了合理地使用自然资源，不可避免地将把石料作为路基填料，修筑填石路基。为保证公路路基的质量和寿命，应对压实技术进行重点控制，首先应对影响压实质量的因素进行控制，以保证压实质量，从而保证填石路基的施工质量。
一、石料的级配
填料的粒径构成是影响填石路基压实效果的一个重要因素。通过现场压实试验可知，填石料的粒径组成对填石路基的密实程度有很大影响。填料级配的提高可以使填石路基密实度增强，另外，通过控制细集料的含量，可以使填石路基的密实度得到明显改善。
通过室内试验可知，当粗集料的含量为30%～40%时，粗集料只起着填充和影响的作用，而细集料的颗粒组成和性质决定了填料的压实特性；当粗集料含量为40%～70%时，粗细集料互相填充共同起骨架作用，这时粗、细集料的相互填充效果及其填料性质共同影响着压实特性；当粗集料含量增加时，填料的压实特性会逐渐偏向粗集料，当粗料含量大于70%时，粗集料形成骨架，细料已经不能满足填满孔隙，这时粗料的级配和性质占主要部分影响着压实特性，而细粒起填充和影响作用。
二、压实能力
压实作用力增加，干密度随之增大，但当压实效力达到一定程度后还持续增加，干密度也随着达到最大干密度后再减小，压实效果降低。其原因是：当填石料在压力作用下，内部应力发生改变，打破最初的均衡状态，克服颗粒之间的摩擦阻力，相互移动填补，重新排列，孔隙减小，密度增大，作用的外力越大，促使颗粒位移、填充的能量越大，集料间的孔隙越小；当密实度达到一定程度时，颗粒间的孔隙很小，压力作用力增大，颗粒都不易移动和填充，干密度的增长率降低。
三、压实厚度
在目前的施工和设计规范中，填石路基的压实厚度没有具体的要求和标准。通过国内外工程实践经验可知，在传统的压实强度作用条件下，路基分层填筑的厚度一般控制在0.4～0.7m，以确保压实能量充分扩充其中。
四、填料颗粒的破碎
填石料在压实过程当中，不断地被压碎，改变了其最初的粒径构成。在压力作用下，破碎的颗粒在填料的孔隙间位移并相互填充，从而提高路基的压实度；但如果破碎的颗粒不能进入填料孔隙间位移并相互填充，这样就不能促进压实。而对于颗粒的破碎对压实效果的影响尚缺乏系统的研究，普遍认为在压实施工过程中，填石料颗粒尺寸较大时会产生破碎，随着颗粒尺寸的减小和颗粒含量的增加，颗粒破碎率快速减少，压实能量增加；在到达一定程度后，破碎率的增长率降低，填料的密度随着颗粒破碎率的增加而增加。通常填料在充分碎裂压实后，孔隙比小于0.15。
五、碾压速度和碾压遍数
碾压速度也会影响压实效果。在一定的厚度下，填石料所接收的压实能量与压实速度成反比，与压实遍数成正比，压实速度增加一倍时，压实遍数也随着增加一倍，压实速度影响着振动机械在一定平面上碾压填石料所需的时间，当压实速度比较高的情况下，各单位面积上的振动次数比碾压速度较低时要少；当碾压速度增大时，各振动间的距离增大，使被压材料上的能量减小，碾压遍数的增加。在对填石路基进行碾压时，振动压实速度最佳值一般控制在4km/h左右。
六、振动碾压
一般而言，振动压路机采用高频率和小幅度振动对含粗颗粒碎石料有效，路基表面的最大干密度不是很大，随着深度的增加，在约10～15cm深处，路基的最大干密度达到最大值，因为在碾压时，路基表面的石料随着轮胎一起滚动，两者之间并没有密切的接触，在振动作用下，路基表面因此产生了松动。当达到表面以下一定深度后，填料颗粒在振动作用条件下，相互位移填充到粗颗粒的间隙中，填料颗粒被重新排列组合，从而使填料得到充分压实，但是最大干密度随着深度的继续增加而慢慢变小，最后回到最初的聚积密度。
填石料因其较好的工程特性，广泛地被应用于山区路基施工中，但对于这类材料还存在许多值得深入研究和探讨的问题。众多因素共同影响着填石路基的压实质量，其影响过程是一个比较复杂的过程，在压实过程中填石料颗粒的破碎程度，对路基的压实效果有重要的影响作用，但目前，具体对这方面进行研究的工程较少，因此，对影响填石路基压实效果的因素进行深入研究，将有助于未来其在工程中的广泛应用。
参考文献
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