浅谈铁路路基压实度的控制

浅谈铁路路基压实度控制

摘要：在铁路路基工程施工中，主要通过控制土体的密实度指标和强度指标来保障路基的填筑质量。路基作为道路的基础，在铁路工程中起着重要作用。由于它是工程设计蓝图与原地质地貌直接结合部，受自然环境影响因素较多，施工难度较大，并且施工工期较长。在我国，现在铁路建设正在蓬勃发展，另外一方面，铁路的施工质量也越来越多的受到了关注。路基施工过程中，因施工方法不同，以及含水量的差异和击实标准的差别，相同密实度的土体，其力学性能指标有较大的差异。路基压实情况经常影响铁路施工质量，如何达到施工压实标准，克服由于压实原因带来的路基不均匀沉降，是铁路工程施工中亟待解决的重要问题。本文就影响路基压实的因素、控制方法以及怎样进行路基施工管理进行分析和讨论。

关键词：铁路 路基 压实度 控制

一、影响公路路基压实度指标的因素

影响公路压实度的因素很多，主要因素有含水量、松铺厚度、碾压遍数，碾压方式等。

(一)．含水量对压实质量的影响

含水量的控制是最为关键的因素。在压实过程中土或集料的含水量对所能达到的密实度起着很大的作用。实践经验证明，填料含水量小时结构材料松散、稳定性差、不宜压实，在施工过程中会引起路基表面起皮、表面松散不板结，影响路基的压实质量。填料含水量较大时，施工过程中则造成填料上料、摊铺困难，不易碾压成型，碾压完后会产生较大的轮迹、拥包、弹簧等现象，达不到规定的压实度、平整度。

土或集料的内摩阻力是随密实度的增加而增加的，土或集料的含水量小时，土颗粒间的内摩阻力大，压实到一定程度后，某一压实功不再能克服土的抗力，压实所得的干密度小。当土的含水量逐渐增加时，水在土颗粒间起着润滑作用，使土的内摩阻力减小，因此同样的压实功可以得到较大的干密度。在这个过程中，单位土体中的空气的体积逐渐减小，而固体和水的体积逐渐增加。当土或集料的含水量继续增加到超过某一限度后，虽然土的内摩阻力还在减小，但单位土体中的空气体积已经减小到最小限度，而水的体积却在不断增加。由于水是不可压缩的，因此在同样的压实功下，土的干密度反而逐渐减小。只有在一定的含水量条件下才能压实到最大干密度，与这个最大干密度相适应的含水量，通常称做最佳含水量。达不到规定的压实度的最普遍原因是碾压时材料的含水量不适合。

依据以上分析，我们得出含水量在结构施工过程中起着非常重要的作用，所以我们在施工过程中要重视并严格控制含水量。在正式施工之前，应当做最佳含水量试验，确定填料的最佳含水量。 路拌法施工中，首先测定各种结构材料的天然含水量，依据标准配合比各种材料的质量掺配比例确定达到最佳含水量所需加入的水量，同时通过天气变化情况及相邻结构层的吸水量及摊铺时水分的散失量确定最终加入的水量，最终确定碾压前的含水量。只有碾压时的含水量接近最佳含水量才能达到最佳碾压效果。集中厂拌法施工时向搅拌缸混合料中加水时还要考虑混合料运输过程中水分的散失量。依运距的长短，气温高低不同确定不同的加水量，确保碾压时的含水量接近最佳含水量。实际生产中可按以下公式控制：

混合料摊铺时的含水量W%=（M1+M2+M3）×100/M； M1—原材料的质量×天然含水量；

M2—达到最佳含水量时加入的水量M2=M×Wa%-M1； Wa—混合料的最佳含水量；

M3—施工运输、摊铺过程中水分的散失质量（依试验段经验确定）； M—混合料的总质量。

含水量的控制必须从原始数据、施工经验抓起。既然含水量在施工过程中有着举足轻重的作用，我们在施工过程中要重视它、认真掌握影响含水量的内外因素并严格控制，使其很好的为工程服务。

(二)．碾压厚度对压实的影响

压实厚度对压实效果具有明显影响。在实际施工过程中，我们应当考虑到材料的类型，施工机械，施工组织，施工环境等，通过工艺性试验确定松铺厚度。相同压实条件下，由实测土层不同深度的密实度或压实度得知，密实度随深度呈递减。不同压实工具的有效压实深度有所差异，根据压实工具类型、土质及土基压实的基本要求，路基分层压实的厚度有具体规定数值。通过大量的实践证明，碾压应有适当的厚度，碾压层过厚，会导致压实质量不理想，下层的压实度达不到要求，必将影响整体路基的质量，导致路基沉降。同时，在实际施工过程中，应该按照实际的压路机类型，经过工艺性试验，确定实际过程中的碾压厚度。

(三)．碾压遍数对压实的影响

碾压遍数对路基压实度的影响是通过压实功体现出来的。通常情况下，碾压遍数越多，压实度越好，但必须指出，用增加压实功能的办法提高土基强度的效果有一定限度，功能

增加到一定限度以上，效果提高愈为缓慢。下图为在某段铁路路基施工中所做的压实系数和碾压遍数的关系曲线图： 压实系数K 压实系数K与碾压遍数关系曲线图 1#点 2#点 3#点 4#点 5#点 6#点 7#点 8#点 9#点 10#点 11#点 12#点 1 0.98 0.96 0.94 0.92 0.9 0.88 第二遍 第三遍 第四遍 0.86 碾压遍数 注：上图中的碾压遍数不算静压遍数

根据上图可以看出，同一条件下，填料的压实系数随压实遍数的增大而增大，据此规律，工程实践中可以增加压实功能，以提高路基强度。但是在碾压第四遍之后，压实度增长很缓慢，可以推算，压实度在碾压遍数到一定程度后，影响是很小的。在实际施工过程中，应当通过工艺性试验，找到符合规范及设计要求而又最经济合理的碾压遍数，在满足施工需要又能节约成本。

(四)．碾压方式对压实质量的影响

路基的施工技术规范都要求碾压时必须“先轻后重，先慢后快，先边缘后中间”，这是碾压时的总原则。这种合适的碾压方式既有利于提高压实度，又有利于提高平整度。但是，这种方式不是万能的，遇到特殊情况，碾压方式要随之改变。如碾压碎石稳定土时，由于土基中含有一定的碎石，采用高频低辐，紧跟慢压就比较好。碾压过后不但密实而且平整，在有超高路段时，则宜先低后高。压实是路基施工的最后工序，是保证路基质量、使其物理力学性质和功能特性符合设计要求的重要环节。而影响路基压实质量的因素来自各个方面，既有自然因素，又有人为因素，为此要求我们在施工中严格控制碾压施工中的各个环节，保证路基压实质量达到设计要求。

(五)．碾压速度对压实的影响

在公路施工中，不管使用哪种形式或质量的压路机进行碾压，其碾压速度对路基土所能达到的密度有明显的影响。碾压速度低时，单位面积材料的碾压时间比速度高时要多，因而作用在被压材料上的能量也大。实际上，传递到被压材料层内的能量与碾压速度成反比。假定使碾压材料层达到规定密实度所需的压实能量不变，则碾压速度加倍时，碾压次数相应加倍，并且碾压速度过快容易导致路面不平整。因此，在施工现场应针对具体的碾压层的材料和所用的压路机，通过铺筑实验路段选择合适的碾压速度。另外，对于碾压层厚和难以压实的土时，应采用较小的碾压速度。

(六)．压实机械对压实的影响

压实机械对一定含水量的路基土的压实质量有很大的影响。一般情况下，使用轻型压路机只能得到较小的密实度，使用重型压路机可以得到较大的密实度。但是压实机械对土的施加外力应有所控制。若施加压力过大，就会造成压实过度，浪费人力物力，严重的还会对路基有害。施加外力的一般原则是：压路机碾压时的单位压力，不应超过土的强度极限。

(七)．集料级配对压实的影响

集料的级配对碾压所能达到的密实度有明显影响。实践证明，均匀颗粒和砂，单一尺寸的砾石、碎石都难于碾压密实。在级配集料基层或底基层施工中，使所用的集料的级配与室内试验确定标准干容重时所用的集料级配相同是很重要的。在集料发生离析的情况下，添加所缺的料并进行适当的拌和是必要的。施工中，只有严格控制级配，才能确保达到规定的压实状态。

(八)．地基或下承层强度对压实的影响

大量试验证明，在填筑路堤时，如地基没有足够的强度，路堤的第一层是难于达到较高的压实度的。因此，在填筑路堤之前，必须先碾压地基即清场，使其达到足够的压实度和强度。若地基比较湿软，即使使用重型压路机进行碾压，土层也会发生“弹簧现象”，碾压遍数越多，“弹簧现象”愈严重。在这种情况下，应该先利用石灰或固化剂处理地基，或者先将地基土用砂、沙砾土或其他类似的材料换填1～3层，进行适当碾压后再进行填土。试验证明，用相同的压实机械和压实方法碾压时，如土基强度高，碾压层的密实度就大，反之，碾压层的密实度就小。

二、路基压实度控制