公路路基压实技术的优化研究

前言

公路路基作为路面结构的基础，需通过压实技术减少土体孔隙率、提高密实度，以增强承载能力和稳定性。统计数据显示，约 70% 的公路早期病害（如沉降、裂缝）与路基压实质量不达标直接相关。传统路基压实技术依赖经验化操作，存在压实机械匹配不合理、参数设置僵化等问题，难以适应复杂地质条件下的压实需求。随着公路建设向山区、软土地区延伸，对路基压实技术的精细化、智能化要求日益提高。因此，开展公路路基压实技术的优化研究，对推动公路工程建设高质量发展具有重要现实意义。

一、影响公路路基压实效果的关键因素

（一）路基填料特性

颗粒级配：填料颗粒大小及分布直接影响压实效果。级配良好的粗粒土（如碎石土）易形成骨架结构，压实后密实度高；而细粒土（如粉质土）因黏聚力大，易出现压实死角，需特殊处理。

含水率：填料含水率需控制在最佳含水率 ±2% 范围内。含水率过高时，土颗粒间润滑作用增强，易出现 “弹簧土”；含水率过低时，颗粒间摩擦力大，难以压实。

塑性指数：高塑性黏土（塑性指数 >17 ）压实后易产生干缩裂缝，需掺入石灰、水泥等固化剂改良，降低塑性指数至 10 以下。

（二）压实机械性能

机械类型：振动压路机适用于粗粒土压实，静作用压路机适用于细粒土；冲击压路机通过高能量冲击可有效处理深层路基，但其对周边结构物影响较大，需控制冲击能量。

工作参数：振动压路机的振幅、频率、碾压速度直接影响压实深度。振幅越大，压实深度越深（一般 30-80cm ）；频率过高易导致颗粒共振失效，通常控制在 25-40Hz 。

压实功率：压实功率不足时，难以克服土颗粒间的内聚力和摩擦力，导致密实度不足；功率过大则可能破坏土体结构，形成剪切破坏。

（三）施工工艺参数

摊铺厚度：每层摊铺厚度需与压实机械匹配，振动压路机摊铺厚度通常为 30-50cm ，超过此范围易出现 “上实下虚” 现象。

碾压遍数：碾压遍数不足会导致密实度不够，过多则可能引发过度压实。一般情况下，粗粒土需碾压 6-8 遍，细粒土需 8-10 遍，具体需通过试验段确定。

碾压方式：碾压应遵循 “先轻后重、先慢后快、先边缘后中间” 的原则。直线段由两侧向中心碾压，曲线段由内侧向外侧碾压，重叠宽度不小于 1/3 轮宽，避免漏压。

（四）地质与环境条件

地基承载力：软土地基需先进行加固处理（如换填、排水固结），否则路基压实过程中易产生侧向位移，影响压实效果。

温度条件：低温环境下（ <5^∘C ），细粒土含水率易冻结，压实阻力增大；高温环境下，水分蒸发过快，需及时补水以维持最佳含水率。

二、公路路基压实技术的优化措施

（一）基于材料特性的压实方案优化

填料分类处理：

粗粒土（粒径 >0.075mm 颗粒含量 >50% ）：采用振动压路机，振幅3-5mm ，频率 30-35Hz ，碾压速度 2⋅4km/h ，利用颗粒振动嵌挤实现密实。

细粒土（粒径 <0.075mm 颗粒含量 >50% ）：采用重型静作用压路机配合轮胎压路机，碾压速度 1.5-3km/h ，通过静载与揉搓作用消除孔隙。

特殊土（软土、盐渍土）：软土需掺入 3%-5% 水泥进行固化，盐渍土需控制含盐量 <5% ，必要时采用隔断层阻断盐分迁移。

含水率动态调控：通过红外水分仪实时监测填料含水率，高于最佳含

水率时采用晾晒或掺灰（石灰吸收水分）处理，低于时采用雾状喷水保湿，确保含水率偏差 ⩽2% 。

（二）压实机械与参数的匹配优化

机械选型矩阵：根据填料类型和压实深度建立选型矩阵，如深层压实（ >80cm ）选用冲击压路机（能量 25-30kJ ），中层压实（30-80cm）选用振动压路机（功率 160-220kW），表层压实（ <30cm ）选用轮胎压路机（接地比压 0.6-0.8MPa）。

智能参数调节：基于物联网技术，在压路机上安装传感器，实时采集压实度反馈数据，自动调节振幅和频率。当检测到密实度增长放缓时，自动增大振幅（如从 3mm 增至 smm ）或降低速度（从 4km/h 降至 2km/h ）。

组合压实工艺：对高填方路基采用 “振动压实 + 冲击补压” 组合工艺，先通过振动压路机完成 80% 密实度，再用冲击压路机冲击 3-5 遍，提高深层密实度；对桥台背等死角区域，采用小型振动夯（激振力 ⩾30kN ）配合人工补压。

（三）施工工艺的精细化优化

分层厚度动态调整：根据压实机械的有效压实深度，通过 BIM 模型预设分层厚度，实际施工中结合实时压实度检测进行微调。如当检测到某层底部密实度不足时，将下一层摊铺厚度减少 5.10cm. 。

碾压路径优化：采用 GPS 定位技术规划碾压路径，确保碾压轨迹连续且重叠均匀，避免出现漏压区域。在弯道和桥头区域，采用 “小半径多遍数” 碾压方式，重叠宽度增至 1/2 轮宽。

接缝处理技术：相邻施工段的横向接缝采用阶梯形搭接（宽度 ⩾1m ），前一段未压实部分预留 20-30cm 不碾压，与后一段一起碾压；纵向接缝采用斜向碾压（与路线成 45^∘ ° 角），减少接缝处的压实薄弱带。

（四）压实质量检测技术优化

实时监测技术：

核子密度仪：快速检测表层（ 0-15cm ）密实度，检测时间 <5 分钟，但需注意辐射防护。

地质雷达：通过电磁波反射特性检测深层（ 0-100cm ）密实度分布，分辨率可达 5cm，适用于大面积连续检测。

智能压实系统：在压路机上安装压实度传感器和 GNSS 定位装置，实时生成压实度云图，当某区域密实度不达标时，自动标记并提示补压。

检测频率与标准：每层压实后按每 200m 每车道检测 4 处密实度，采用灌砂法或环刀法进行验证，确保压实度符合规范要求（高速公路路基顶面压实度 gtreqless ，下路床 ≥94% ）。

数据溯源管理：建立压实质量数据库，关联填料特性、机械参数、检测结果等数据，通过大数据分析识别压实质量与各参数的关联性，为后续工程提供参考。

三、结语

公路路基压实技术的优化需以材料特性为基础，以机械匹配为核心，以智能管控为手段，通过精细化、动态化的技术措施，实现压实质量的全面提升。未来，随着数字孪生、人工智能等技术的融入，路基压实将逐步实现“数字预演-智能施工-全程溯源”的全流程智能化管理，为构建高品质公路基础设施提供有力支撑。施工单位应结合工程实际，灵活应用优化后的压实技术，平衡质量、效率与成本，推动公路建设技术持续进步。

参考文献：

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