公路工程论文：浅析粉土路基的现场碾压

碾压工艺在路基施工过程中占有重要地位，选择合理高效的碾压方式对保证路基的性能，以及提高填筑路基的压实度具有重要意义。但是粉土既不同于粘土，又有别于砂土，采用常规的碾压工艺难以压实。低液限粉土渗水性强、保水性差，因此，松铺粉土的含水量变化很大，这就导致了粉土路基压实不均匀，压实度离散性很大。而且粉土对压实功和压实遍数有一定的要求，在粉土碾压过程中，如果压实功不足或者碾压遍数不够，则压实度达不到要求;如果压实功过大或者碾压遍数太多，则会出现过压现象，造成粉土表面松散，也达不到需要的压实度。

振动压实技术是在二十世纪中期应用到压路机上的。振动压实机械以其高效率、低成本和显著的压实效果等技术优势在公路建设中得到广泛应用。由于影响振动压实效果的因素众多，振动压实机理复杂，很难建立一套完整而又符合实际的理论体系，振动压实施工工艺也一直处于一种半经验状态。近些年来，随着有限元和计算机仿真技术的发展，数值模拟越来越多的应用到了实际工程当中。

。近些年，降雨对边坡造成的破坏越来越受到人们的关注。降雨是自然界的规律，是不为人所控制的因素，因此，为了防止边坡免受降雨的破坏只能采用边坡防护工程。边坡防护工程分两种，传统的土石工程护坡技术和植被护坡技术。传统的土石工程护坡技术，不仅不利于边坡周边环境的保护和生态平衡，而且与边坡土体的兼容性不好，一旦工程结构被架空，在强降雨下就会造成边坡的破坏。而植被护坡技术恰恰能弥补传统土石工程护坡的不足，植被与边坡融为一体，不仅能够保证边坡免受降雨的破坏，还能够改善环境，因而近些年来得到了极大的发展。

2.压实影响因素

2.1土体自身的因素

2.1.1土体类别

对于不同类别的土，压实性能完全不一样，采用的压实方法也很大的区别。对于路基填筑，常用的土有砂土、粘土和粉土。对于粉土和粉砂，含水量和气候条件对其的压实效果很重要，而且在压实时必须分成较薄的松铺层。对于砂和砾石比较容易压实，该类土若采用振动压实则可得到比较好的压实效果，而且压实后的路基有很高的承载能力，不易受浸泡和霜冻作用的影响。粘土比较容易压实，采用普通的压实工艺即可得到比较理想的压实效果。

2.1.2颗粒级配

实的物理过程即为土体中的颗粒重新排列，孔隙减小的过程。如果被压实土体的级配良好，则在压实过程中，较大的土颗粒形成的孔隙可以被较小的土颗粒所填充，使得土体体积减小，密度提高，呈现出良好的压实特性。但是，如果土体颗粒级配较差，土颗粒之间的孔隙很难被填充，即使经过多次碾压，土体的体积变化较小，压实效果不理想，甚至得不到所要求的压实度。

2.1.3含水量

当采用同样的压实方法压实不同含水量的土时，最后所得到的压实度也不相同，最终压实度在很大程度上取决于土的含水量。压实过程中，需要克服土颗粒之间的摩擦力和粘聚力，从而使土颗粒产生移动相互靠近。当土体中含水量较小的时候，水在土颗粒之间起着润滑作用，使土体内摩擦力减小，因而等量的压实功可以得到较高的压实度。含水量较小的土体压实后，土颗粒重新排列，单位土体内气体所占的百分比逐渐减小，而土颗粒和水所占的体积百分比则逐渐增大，所以土体干密度随着含水量的增加而增大。当土体中的水分增加到一个极限值之后，土颗粒之间的摩擦力随之减小，但单位土体内气体的体积不再发生变化，而水的体积却还在不断的增加，土的饱和度增大。

2.2碾压现场操作因素

2.2.1松铺厚度

在碾压施工中，应该根据施工现场情况选择合适的松铺厚度。松铺厚度较薄，容易得到足够高的压实度，但是施工效率低，造成极大的经济和人力浪费。但是，如果松铺厚度较大，则有可能经过碾压得不到所要求的压实度，需要进行补压，耽误工期，浪费资源。

2.2.2碾压方式

在碾压过程中，松铺土体的压实度随着碾压遍数的增加而增大，但是，当被压实土体达到一定的压实度之后，单纯的增加碾压遍数并不能再提高被压实土体的压实度了。如果此时继续增加碾压遍数，则可能造成被压实土体表面开裂，造成压实度的减小。如果增加碾压遍数已经不能够提高被压实土体的压实度，可以更换碾压方式，合适的碾压方式能够进一步提高土体的压实度。

2.2.3碾压速度

碾压速度决定着压路机振动轮对松铺土体的压实作用时间。当碾压速度较低时，单位时间内振动轮下的土体收到的振动次数比碾压速度高时要多，因为碾压速度较低时，作用在被压实土体上的能量叫碾压速度较高大，所以碾压速度低时能够得到更高的压实度。但是，如果碾压速度过低，则严重影响碾压的生产效率。如果采用较大的碾压速度，碾压的生产效率的确可以提高很多，但是碾压速度过大，容易造成路面的不平整，影响碾压质量。所以应该在保证碾压质量的前提下，尽量采用较高的碾压速度。

3.粉土压实分析

3.1粉土的定义成因及分类

3.1.1粉土的定义

《岩土工程勘测规范》规定，以 76g 瓦氏圆锥仪入土深 10mm 定重塑土的液限和以搓条法定重塑土的塑限，所得的塑性指数可用以划分细粒土，包括粉土和黏性土。由于塑性指数综合反映了黏粒含量和土粒与水溶液表面作用强弱等因粗的影响，用塑性指数对黏性土或细粒土分类是比较简便的。但不同规范采用的分类方法不同，采用的土名称也不相同。《岩土工程勘测规范》(GBJ21-92)规定：凡粒径大于0.075mm的颗粒含量等于或不超过全重50%且塑性指数IP小于或等于10的土为粉土。《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)对粉土的定义是这样的：粉土是介于砂土和粘土之间，塑性指数IP≤10，且粒径大于 0.075 的颗粒含量不超过总量的 50%。而《公路土工试验规程》(JTJ051-93)根据粗粒径的含量和液限点的高低，又把粉土分为高(低)液限粉土和含砂(砾)高(低)液限粉土。

3.1.2粉土的成因及分类

粉土按成因可以分为三类，即水成粉土、风成粉土、残积粉土。

3.2粉土的物理性质

粉土中既含有砂粒又含有粉粒，因而粉土具有砂土和粉土的双重性质，但是基本性质又有别于砂土和粉土。如果粉土中的砂粒含量较高，表现出与砂土类似的性质，又可以将这种粉土称为砂质粉土;如果粉土中的粘粒含量较高，表现出与粘土类似的性质，这种粉土可以称为粘质粉土。由于粉土主要由细颗粒组成，所以毛细现象活跃，粉土颗粒之间主要由这种毛细力而相互结合，表现为内聚力较小。粉土表面极易失水，干后凝结成块，受到碰撞容易破碎，破碎后的粉土呈粉状。

3.3粉土的压实分析

粉土中粉粒和极细砂粒含量较多，级配不良，作为路基，难以达到最理想的压实状态。由于级配不良，导致砂粒和粉粒之间的空隙没有更小的土颗粒来填充，就形成了人们通常所说的“搭积木”式的构架，在施工碾压时容易产生叠瓦状剪切推移和分层现象，十分不容易压实。路基中的粘粒可以与周围的各种稳定剂发生作用，砂粒在路基中可以起到类似骨料的作用，这些都是对路基的压实十分有利的;而粉土粉粒的含量较高，再加上级配不良，导致了粉土压实困难，难以达到规范的压实标准，还容易出现表层重皮现象，严重影响了路基的施工质量。

参考文献：

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