高速公路路基填料含水量选择与控制

从现场施工情况及路基检测看，影响路基压实度的因素有压实功能、碾压工艺及方法、下承层强度、路基土含水量等。
　　一般可通过选择合理的压路机械，试铺试验段确定松铺厚度及碾压遍数，填前对路基进行处理和压实等，解决压实功能、碾压工艺、下承层强度等问题。而填料含水量则由于取土场、土石类型、气候、气象等因素影响变化较大，施工中极难控制，因此，含水量是造成路基压实度难以达标的主要因素。
　　1 选择合理的填土含水量
　　高速公路通过重型击实试验，用土的含水量和相应的干密度绘出含水量———干密度关系曲线，当压实功能与压实方法不变时，土的干密度随含水量的增加而增大，当干密度达到某一值后，含水量的增加反而使密实度下降。由此，得出一个路基填土的干密度及相应含水量。现行路基压实，就采用了干密度比的压实检测方法。
　　应当指出的是，合理含水量区间将与土质有很大的关系，对非渗水性土，该区间较小，对渗透水性土，该区间较大。从理论上分析，这是由击实试验固定击实所确定的。实际上，各土石方施工单位在某一路段所采用的压路机类型是不一致的，由上述方法确定的合理含水量区间是无法直接使用的，若简单机械套用，将可能出现无论如何碾压，压实度仍不能满足设计要求的现象。最科学的做法是，根据该路段所具有的压实机类型，选200米左右长路段作试验段，在某一试铺厚度下，改变填土含水量与碾压遍数，测定对应的干密度，用土的含水量和相应的干密度绘制规定碾压遍数下的含水量、干密度关系曲线；依据这条曲线确定该压路机可达到的干密度和相应的含水量。在纵坐标上标出要求干密度的点（这里要求的干密度是通过室内击实试验，求出干密度后，按要求的压实度计算出的干密度），并以该点作平行于横坐标的水平线。这时可得出三种结论，即：
　　该水平线在含水量干密度关系曲线上方通过；
　　该水平线与含水量干密度关系曲线的顶点相重合；
　　该水平线与含水量干密度关系曲线在两点相交。
　　如果是第一种情况，则说明增加碾压遍数已不起作用，只能根据施工单位的具体机械情况，减薄松铺厚度或改用较重的压路机。
　　如果是第二种情况，则证明所选用的压路机、碾压遍数以及适宜的松铺厚度恰能满足要求。但碾压时的含水量必须是含水量，而不是一个可移动的范围，所以很难控制。这种情况对于施工很不方便，也不好掌握。
　　如果是第三种情况，则证明压实机械选型合理，给施工创造了非常有利的条件。如前所述，实际上路基填土含水量不可能很均匀，经过一定碾压遍数后所测得的干密度也不可能都相等，经常具有一定的误差。例如，对于路基土的干密度，其偏差系数常达3％~4％，因此，根据上述方法确定碾压遍数或碾压松铺厚度时，必须考虑上述含水量的非均匀性。也就是说，应该使图上要求干密度的这条水平线与曲线在两点之间的范围内，是较容易控制的，也符合前面从理论上分析得出的结果。在此前提下按照确定的压实机械、松铺厚度、碾压遍数施工是完全可能达到要求的压实度的。不需要经常因压实度不够而增加碾压遍数，或减薄松铺厚度，或改用较重的压路机。只需把含水量控制在合理的含水量区间即可。
　　2 控制含水量应注意的几个问题
　　2.1天然含水量的变化在施工时，要测定取土场土的天然含水量（包括不同时间、天气、季节的天然含水量）以及在运到工地和摊铺后碾压前的含水量；以含水量为准，算出需要补充的水量。所需的水量可以在取土之前及时浇注，让水分充分均匀地渗透到土体中，碾压时注意测试，达到含水量方可碾压。
　　2.2取土场的选择高速公路路基土石方施工用土数量较大，设计所给出的取土场分布较散，数量多，各个不同土场土质不一样，其压实性能亦不同，在施工中除考虑就近利用的原则外，还应注意两个问题：其一、应按新颁的《公路路基施工技术规范》首先对所选土场土样进行试验，若其强度达不到相应层次的要求是不允许使用的。其二、土场的天然含水量应尽可能在合理含水量区间，以减少土中撒水。所以在施工时，不应选定土场再作试验，而应先作试验再确定土场。
　　2.3选择合适的填土就填筑路堤而言，最合适的土是砂砾土、砾土及亚砂土。这些土的内摩阻力小，粘结力小，渗水性强，其合理含水量空间较大，容易压实，又有足够的强度、稳定性，遇水不致过分软化。用这些土作填料不易引起路基沉陷。另外，施工中应注意填料粒径不能超标，若填料粒径超标过多过大，就易形成骨架作用，使压路机压不实，出现空隙，这样就达不到要求的干密度。
　　粉土质和细砂土的土质稍差些，这些低粘性土，也比较容易压实，在饱和状态下，这些土容易变成流塑状并失去承载能力。用这种土填筑路堤的边坡，在良好的水文地质条件下是足够稳定的。但是若不作与之配套的防护工程，是容易受水冲刷的。
　　亚粘土和重亚粘土的压实比较难，但与粉质土相比较它们仍是比较有利的土。这些土具有较高的粘性与不透水性。
　　最难于压实的土是粘土，在潮湿状态，这种士不稳定，塑性较差，并容易发生剪切，在干燥状态下，其容易丧失水分，使土体龟裂。其特点是液限大，含水量大，而干密度小。路基碾压不实，易形成“软簧”，这种士不宜选用。
　　2.4土质的变化土质的变化是施工中应随时注意的问题，不同的土质其干密度和含水量是不同的，不注意这一点，始终生搬硬套一个干密度标准，采用同一种机械，相同的碾压遍数和松铺厚度，就会出现压实度始终达不到设计要求。因此在施工现场管理中，针对不同土场不同的土质（甚至同一种土场不同层的土质）测试人员应经常注意进行土样的试验，注意调整土料的干密度及含水量，合理地调整施工机械之间的组合，确定相应的碾压遍数及松铺厚度，这样才能快速有效地达到设计所要求的实际效果。
　　2.5进行击实试验时，取样一定要有代表性进行土样分析试验所选的土样，在进行重型击实时，应使其所确定的干密度和含水量具有指导性、代表性；注意含水量干密度关系曲线的形状。某些填料的含水量干密度关系曲线中含水量小的一侧曲线段较陡，或整个曲线都较陡，在现场施工碾压过程中就需要仔细控制含水最，如填料太干就需要增加碾压吨位及碾压遍数，如过湿就不稳定。如果填料的含水量干密度曲线比较平稳，则施工中就不需要非常仔细控制含水量，因为碾压时，含水量不是那么敏感。