摘要：目前，城市基础设施发展迅猛，推动城市提质扩容发展，出现部分市政道路与既有地铁运营线路共线上盖施工，因此如何保证道路填筑质量，减少路基填土过程中振动碾压对既有运行线路的影响尤为重要。本文通过分析三轮压路机、胶轮压路机、羊角碾压路机等静压设备的性能，提出如何高效、低成本的提高碾压效果，以保证路基填筑质量。
关键词：最佳含水量 击实功 静压设备
本市目工程为地铁M1线上盖，设计建议道路碾压避免使用振动压实。由于振动压实是传统压实工艺中的必不可少的组成部分，不使用振动压实的碾压应属于特殊环境下的新工艺。如何在避免使用振动压实的情况下，保证道路各层压实度符合设计要求，是本工程的重难点。通过对现有碾压设备的分析，根据填筑材料，合理选择静压设备来保证填筑压实质量是本文分析的重点。
1、静力压实原理
利用压路机自身行驶的滚轮对被压材料施行反复碾压。靠碾压轮自重及荷重所产生的静压力直接作用于铺筑层上，使土壤等被压材料的固体颗粒相互靠紧，形成具有一定强度和稳定性的整体结构，静压即靠机械自身的重力所产生的静压力来完成压实工作。
2、各种静压设备碾压的特点
胶轮压路机：一般前轮3～5个，后轮4～6个充气胶轮，采用液压、液力或机械传动系统，单轴或全轴驱动，宽基胶轮铰接式车架结构三点支承进行工作。压实过程有揉搓作用，使压实层颗粒不破坏而相嵌，均匀密实。在压实作业过程中，铺层与胶轮压路机之间相互作用的力主要集中在垂直方向和水平面前进方向，垂直方向上，铺层受到胶轮压路机重力引起的垂直静载荷的作用下，填料之间的水分和空气被挤出，从而使铺层的密实度增大。
三轮压路机：用机械或液压传动，能集中力量压实突起部分，压实平整度高，按轮轴布置有单轴单轮、双轴双轮、双轴三轮和三轴三轮等种，为增大作用力还可在碾轮内加装铁、砂、水等加大压重。
羊角凸碾压路机：羊足碾单位压力大，使填料均匀，有捣实作用，压实度大，尤其对于硬性粘土，适用于压实粘性土壤及碎石层。尤其对于硬性粘土，凸块有搅拌、揉搓和捣实作用，有捣实作用，使填料均匀，上下铺层粘结好避免分层。
3、土的压实机理
由于填筑材料性质复杂多变，不同填筑材料对外界因素作用的反应当然也不同。因此就压实而言，同一压实功能对于不同状态的压实材料的压实效果可以完全不同，而为了达到同样的压实效果又可能要化费相当大的不符合技本经济要求的代价。击实曲线图是研究压实特性的基本关系图。从图中可见，击实曲线上有一峰值，此处的干密度为最大，称为最大干密度。与之对应的制备填筑材料的含水量则称为最佳含水量。峰点表明，在一定的击实功作用下，只有当填筑材料为最佳含水量时，压实效果最好，才能被击实至最大干密度，达到最为密实的密度，因此技术上可靠和经济上的合理，就需要了解填筑材料的压实特性与变化規律，以利工程实践。
4、如何根据被压材料的特性选择压路机的类型
路基施工中，填料压实度是路基质量保证的重中之重，为保证压实度，应选择合理的压实厚度、压实遍数及压实机械类型组合。
a设备的选型
不同的压实机具适用于不同施工、填料、分层厚度等条件，这是选择压实机具的主要参数针。尤其对本工程是在既有运行地铁线上进行路基填筑，地铁管理单位的严格要求，且路床填筑中填料主要为黏土，结构层为石灰土和石灰粉煤灰碎石，选择合适的压实机具，对于组织施工生产及保证质量尤为重要，结合表1中各种静压设备适应的填筑材料类型，我们在路床碾压时选取静光轮压路机+羊角碾压路机，结构层采用静光轮压路机+胶轮压路机的组合方式进行碾压。
b压实厚度及压实遍数
填料在外力作用下，密实度随深度递减，结合现场试验段，路床填筑中黏土分层填筑厚度综合压实效果及生产率，最后确定虚铺厚度控制在23cm内，压实厚度在20cm以内。
因为压实边数与压实度并非成正比关系，如果填筑材料中含水量较小时，由于粒间引力使土保持着比较松的状态或及聚结构，填料中空隙大都互相连通，水少而气多，在一定外部压实功能作用下，虽然土孔隙中气体易被排出，密度可以增大，但由于水膜润滑作用不明显以及外部功能也不足以克服粒间引力，土粒相对移动不容易，因而压实效果比较差。含水量逐断增大时，水膜变厚，引力减小，水膜又起着润滑作用，外部压实功能比较容易使土粒移动，压实效果佳。土中含水量过大时，孔隙中出现了自由水，压实功能不可能使气体排出，压实功能的一部分被自由水所抵消，减小了有效压力，压实效果反面降低。因本工程填筑材料全部为外运至施工现场，运输过程中容易造成填料中的含水量损失，因此在运送前，应保证装车填料的含水量大于最佳含水量2～3个百分点，以弥补运输、摊铺、碾压过程中的水分损失。
碾压时压路机行走速度控制在2～4km/h。过慢影响生产率，过快则对土的接触时间短，压实效果查。碾压开始时用慢速率，随着土层逐渐密实，速度逐步提高。无论是路床碾压还是结构层碾压过程中，应先用光轮静压压路机进行碾压，在填料逐渐密实后，在用羊角凸碾压路机或胶轮进行碾压，碾压遍数依据试验段确定数据控制。
c检测
采用凸块羊角碾碾压进行压实度检测时的难点，主要为碾压面不平整，对压实度的检测造成一定的困难，我项目采取碾压完成后，在检测点位进行人工整平，以保证压实度检测数据的准确。采用胶轮压路机进行碾压时压实度检测光轮碾压检测相同。采取灌砂法进行压实度检测，
通过以上设备组合，我们在施工过程中加强管控，实施效果良好，压实度满足设计要求，施工过程中对地铁运行未造成影响，保证了工程顺利实施。
5、结束语
无论选取何种碾压设备，应综合现场施工设备、工期、经济等各方面条件，具体分析比对，这样才能高效、快速、经济的完成填筑，保证工程建设顺利进行。
参考文献：
《土质与土力学》 第二版 孟祥波主编
《公路桥涵工程施工工艺标准规范应用大全》 刘振兴主编
论文作者:李卫波
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：压实论文; 压路机论文; 胶轮论文; 静压论文; 填料论文; 含水量论文; 材料论文; 《基层建设》2019年第2期论文;