摘要：交通量和汽車軸重的不斷增加使得公路病害層出不窮，特別是粉土地區，由于粉土難以壓實、水穩定性差、易沖刷、強度低，導致路基路面病害更加嚴重，這些病害的出現嚴重影響了公路的使用性能和使用壽命。因此，本文對粉土路基現場碾壓進行了研究。

　　關鍵詞：粉土路基,現場,碾壓

　　1.壓實機理分析

　　壓實是指通過施加外部荷載，使被壓實的土體密度提高的過程。土是由固相、液相和氣相組成的三相體系，土的壓實過程就是向被壓實的土體施加荷載，從而克服土粒之間的摩擦力和粘聚力，并排除土顆粒之間的空氣和水分，進一步使得土顆粒之間發生位移，相互靠近。松鋪土體被壓實后，密度增加。

　　壓實的任務就是，使路基土體擁有足夠的壓實度，進而達到壓實標準。只有具有了足夠的壓實度，達到了壓實標準，才能在路基上鋪筑各種路面，這樣鋪筑完成的路面才具有很高的強度。這樣鋪筑成的路基和路面在日后的行車過程中不會由于進一步壓實而產生影響使用效果的變形。路基的碾壓通常使用兩種方法，靜壓和振動碾壓。

　　1.1靜壓機理

　　靜態碾壓是依靠壓路機械自身的質量在土體表面產生的靜壓力作用，利用壓路機滾輪在松鋪土體表面反復滾壓，在這種反復滾壓之下，最終土體產生了一定程度的永久變形，達到了壓實的目的。在靜態碾壓過程中，隨著碾壓次數的增加，松鋪土體的密度也相應的增加，但是永久的殘余變形則越來越小，最后的碾壓過后松鋪土體的實際殘余變形幾乎等于零。這種壓實主要是利用壓路機自身的重量產生的靜荷載在松鋪土體土體內產生剪應力，屬于靜壓。

　　1.2振動壓實機理

　　振動碾壓是將振動壓路機所產生的高頻振動傳給被壓土體，使其發生接近自身固有頻率的振動，土顆粒間的摩擦力實際上被消除，在這種狀態下，小的顆粒填充到大顆粒的空隙中，土體處于體積盡量小的狀態，壓實度增加。

　　2.壓實影響因素

　　2.1土體自身的因素

　　2.1.1土體類別

　　對于不同類別的土，壓實性能完全不一樣，采用的壓實方法也很大的區別。對于路基填筑，常用的土有砂土、粘土和粉土。對于粉土和粉砂，含水量和氣候條件對其的壓實效果很重要，而且在壓實時必須分成較薄的松鋪層。對于砂和礫石比較容易壓實，該類土若采用振動壓實則可得到比較好的壓實效果，而且壓實后的路基有很高的承載能力，不易受浸泡和霜凍作用的影響。粘土比較容易壓實，采用普通的壓實工藝即可得到比較理想的壓實效果。

　　2.1.2顆粒級配

　　實的物理過程即為土體中的顆粒重新排列，孔隙減小的過程。如果被壓實土體的級配良好，則在壓實過程中，較大的土顆粒形成的孔隙可以被較小的土顆粒所填充，使得土體體積減小，密度提高，呈現出良好的壓實特性。但是，如果土體顆粒級配較差，土顆粒之間的孔隙很難被填充，即使經過多次碾壓，土體的體積變化較小，壓實效果不理想，甚至得不到所要求的壓實度。

　　2.1.3含水量

　　當采用同樣的壓實方法壓實不同含水量的土時，最后所得到的壓實度也不相同，最終壓實度在很大程度上取決于土的含水量。壓實過程中，需要克服土顆粒之間的摩擦力和粘聚力，從而使土顆粒產生移動相互靠近。當土體中含水量較小的時候，水在土顆粒之間起著潤滑作用，使土體內摩擦力減小，因而等量的壓實功可以得到較高的壓實度。含水量較小的土體壓實后，土顆粒重新排列，單位土體內氣體所占的百分比逐漸減小，而土顆粒和水所占的體積百分比則逐漸增大，所以土體干密度隨著含水量的增加而增大。當土體中的水分增加到一個極限值之后，土顆粒之間的摩擦力隨之減小，但單位土體內氣體的體積不再發生變化，而水的體積卻還在不斷的增加，土的飽和度增大。

　　2.2碾壓現場操作因素

　　2.2.1松鋪厚度

　　在碾壓施工中，應該根據施工現場情況選擇合適的松鋪厚度。松鋪厚度較薄，容易得到足夠高的壓實度，但是施工效率低，造成極大的經濟和人力浪費。但是，如果松鋪厚度較大，則有可能經過碾壓得不到所要求的壓實度，需要進行補壓，耽誤工期，浪費資源。

　　2.2.2碾壓方式

　　在碾壓過程中，松鋪土體的壓實度隨著碾壓遍數的增加而增大，但是，當被壓實土體達到一定的壓實度之后，單純的增加碾壓遍數并不能再提高被壓實土體的壓實度了。如果此時繼續增加碾壓遍數，則可能造成被壓實土體表面開裂，造成壓實度的減小。如果增加碾壓遍數已經不能夠提高被壓實土體的壓實度，可以更換碾壓方式，合適的碾壓方式能夠進一步提高土體的壓實度。

　　2.2.3碾壓速度

　　碾壓速度決定著壓路機振動輪對松鋪土體的壓實作用時間。當碾壓速度較低時，單位時間內振動輪下的土體收到的振動次數比碾壓速度高時要多，因為碾壓速度較低時，作用在被壓實土體上的能量叫碾壓速度較高大，所以碾壓速度低時能夠得到更高的壓實度。但是，如果碾壓速度過低，則嚴重影響碾壓的生產效率。如果采用較大的碾壓速度，碾壓的生產效率的確可以提高很多，但是碾壓速度過大，容易造成路面的不平整，影響碾壓質量。所以應該在保證碾壓質量的前提下，盡量采用較高的碾壓速度。

　　3.粉土壓實分析

　　3.1粉土的定義成因及分類

　　3.1.1粉土的定義

　　《巖土工程勘測規范》規定，以 76g 瓦氏圓錐儀入土深 10mm 定重塑土的液限和以搓條法定重塑土的塑限，所得的塑性指數可用以劃分細粒土，包括粉土和黏性土。由于塑性指數綜合反映了黏粒含量和土粒與水溶液表面作用強弱等因粗的影響，用塑性指數對黏性土或細粒土分類是比較簡便的。但不同規范采用的分類方法不同，采用的土名稱也不相同。《巖土工程勘測規范》(GBJ21-92)規定：凡粒徑大于0.075mm的顆粒含量等于或不超過全重50%且塑性指數IP小于或等于10的土為粉土。《建筑地基基礎設計規范》(GB5007-2002)對粉土的定義是這樣的：粉土是介于砂土和粘土之間，塑性指數IP≤10，且粒徑大于 0.075 的顆粒含量不超過總量的 50%。而《公路土工試驗規程》(JTJ051-93)根據粗粒徑的含量和液限點的高低，又把粉土分為高(低)液限粉土和含砂(礫)高(低)液限粉土。

　　3.1.2粉土的成因及分類

　　粉土按成因可以分為三類，即水成粉土、風成粉土、殘積粉土。

　　3.2粉土的物理性質

　　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雙重性質，但是基本性質又有別于砂土和粉土。如果粉土中的砂粒含量較高，表現出與砂土類似的性質，又可以將這種粉土稱為砂質粉土;如果粉土中的粘粒含量較高，表現出與粘土類似的性質，這種粉土可以稱為粘質粉土。由于粉土主要由細顆粒組成，所以毛細現象活躍，粉土顆粒之間主要由這種毛細力而相互結合，表現為內聚力較小。粉土表面極易失水，干后凝結成塊，受到碰撞容易破碎，破碎后的粉土呈粉狀。

　　3.3粉土的壓實分析

　　粉土中粉粒和極細砂粒含量較多，級配不良，作為路基，難以達到最理想的壓實狀態。由于級配不良，導致砂粒和粉粒之間的空隙沒有更小的土顆粒來填充，就形成了人們通常所說的“搭積木”式的構架，在施工碾壓時容易產生疊瓦狀剪切推移和分層現象，十分不容易壓實。路基中的粘粒可以與周圍的各種穩定劑發生作用，砂粒在路基中可以起到類似骨料的作用，這些都是對路基的壓實十分有利的;而粉土粉粒的含量較高，再加上級配不良，導致了粉土壓實困難，難以達到規范的壓實標準，還容易出現表層重皮現象，嚴重影響了路基的施工質量。

　　參考文獻：

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