公路路基压实度工程应用中的探讨
原创
成永刚
悠游2019
悠游2019
WXCYG20190220
博士，教高，注册岩土工程师，中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事，深部国重实验室顾问委员，中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员，国际工程地质协会会员，中国国家公路建设项目评标专家。
发表于
路基沉降变形则包括弹性变形和塑性变形。其中，弹性变形是可逆的，塑性变形是不可逆的，在公路路基工程中分别以路基的回弹模量和顶变竖向压应力作为控制指标。因此，为了达到合格的路基沉降控制要求，就需通过工程施工过程中的加州承载比（CBR）和填料压实度进行控制。即确保现场试验的路基填料CBR值和压实度不应低于以室内土工试验为标准的指标。
压实度，指同一种填料通过现场压实一定程度后的干密度，与室内土工试验中所采用的标准击实所得的最大干密度之比，是控制填料
压实程度的关键指标。
而标准击实试验可分为
轻型或重型标准击实试验，其中，轻
型击实试验的所获得的
最大干密度要比重型击实
试验偏小，而最佳含水率则偏大。因此，
标准击实试验在
《公路路基设计规范》(JTG D30—2015)中规定，路床与路堤均采用重型标准击实试验。下面的表1与表2分别为公路路基的路床与路堤在不同公路等级与轴重荷载标准下的压实度指标。
表2 公路路堤压实度指标
填料是由固、液、气三相组成，不同的压实度对应填料三相物质的比例与架构。因此，
填料的压实过程是在一定含水率条件下，改变填料结构形式，使土体中的
颗粒重新排列
而其间的
孔隙
挤压缩小，从而达到提高路基强度
、
减
小压缩
变形
、
降低水敏性
的重要
作用
。
基于此，填料要获得满足要求的压实度，就需从填料的性质、含水率、压实厚度、压实功、外界环境等各个因素之间进行控制。
如
粗砾土、碎石土等工程性质良好的A、B类填料，是路基工程中的优良填料，有条件时应优先选用，从而确保路基填方工程中容易获得较好的压实度。
土质填料的干密度与含水率有密切相关。
工程中将
在一定压实条件下的干密度最大值称为最大干密度，与其对应的含水率称为最佳含水率。大于或小于最优含水率，土体的压实度将出现不同程度的下降，所需要的压实功将增大。
再如
填实机械压实的过程中，其密实度随深度的增加而减小，摊铺厚度对填料的压实度具有明显影响。
因此，依据填料性质、压实设备等合理确定填料的分层摊铺厚度是控制压实度的关键指标之一。
又
如
对于
同一种填土的最佳含水率随压实功的增大而减小，最大干密度随压实功能的增大而增大。而在含水率相同的条件下，往往压实功能越高，土的密实度越高。
对于砂
土
质填料
采
用
振动压实工艺较
好，
对于细颗粒为主的填料采用
碾压工艺则较好。因此，依据不同填料性质应优先选用较优的压实工艺。
需要说明的是，路基的填料压实度指标的实现应保持在确保安全的基础上，应兼顾工程的经济性、工期等要求，即工程实践中可适当依据具体情况灵活压实度指标。
即：
对于区内无法获得其他相对较好的填料，而被迫采用粘性土、
盐渍土等特殊土进行填方时，如果强行要求达到规范标准，往往会造成填料改性工程规模巨大，在雨季漫长地区凉晒时间长等不利情况出现。因此，
在路基强度和回弹模量满足相关规范的条件下，填料的
压实度标准可适当降低1~
2个百分点。
如在四川盆地某高速公路修建期间，由于区内填料限制而不得不采用高液限粘性土，如果采用大规模石灰改良，将可能导致工程造价上升近6亿元，且如此大规模的改良所使用的石灰是区内厂家无法提供的。
采用粗颗粒改良也无如此大规模材料来源，
采用凉晒处治，但区域内漫长的雨季和“蜀犬吠日”的气候，也不可能实现，何况工期也是不容许的。
因此，参考《铁路路基设计规范》
(TB1001-2016)中，关于对沉降更为严格的高铁与时速120~200km/h客货共线铁路，其基床与下路堤压实度相较于高速公路均较低。故依据工程类比，在相关土工试验的基础上，适时降低了高速公路的路堤压实度指标2个百分点，而对于车辆荷载、干湿循环等
作用影响较强的上部路床，
维持规范压实度指标。
这样的填料压实度指标，极大的幅度地降低了工程规模，确保了工程的有序进行。
且从通车后的近五年来看，路基的稳定与沉降完全满足规范与使用要求。
综上，路基填料的压实应在优先选用相对较优的填料的基础上，依据公路等级和轴重荷载要求，以最优含水率、填料性质、设备性能等综合确定填料的分层摊铺厚度、压实次数等指标，从而有效达到路基填料的压实度控制标准。特殊情况下，在保证路基强度和回弹模量的条件下，可适当降低填料压实度标准，确保工程的有序进行。
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