影响路基压实度的主要因素及其控制措施探讨

引言

路基压实度通过压实作业使土体达到最大干密度，是保障路堤稳定性与路面使用性能的基础。然而，实际工程中常因材料变异、工艺偏差、环境干扰等因素导致压实质量不达标。本文旨在揭示路基压实度的主要影响因素，提出针对性控制策略，推动路基施工标准化与精细化发展。

1.影响路基压实度的主要因素

1.1 材料特性因素

材料特性是影响路基压实度的基础性因素，其物理与化学性质直接决定了填筑体的密实成型效果。从工程实践来看，填料级配、矿物成分及含水率是当前施工质量控制中需重点关注的三大核心指标。填料级配的合理性对颗粒间嵌挤作用具有决定性影响。理想状态下，粗细颗粒应按一定比例混合形成连续级配，使粗骨料构成骨架的同时，细颗粒充分填充孔隙。当级配不良时，例如细粒含量过高易形成“悬浮结构”，粗粒间有效接触减少；而粗粒占比过大则会导致孔隙率上升，这两种情况均会削弱压实效果。近年来，部分工程采用掺配改良法，通过添加碎石或砂土调整原有填料的级配曲线，实践表明该方法能明显改善压实均匀性。矿物成分通过改变颗粒表面特性影响压实性能。黏土矿物如蒙脱石、高岭石等具有强亲水性，其层状结构遇水后易膨胀分散，导致压实过程中颗粒重新排列受阻。对于含黏量较高的填料，需预先进行化学改良或掺加石灰等稳定剂，以降低其水敏性。值得注意的是，不同地域的天然填料矿物组成存在差异，最新修订的《公路路基施工技术规范》特别强调，在南方多雨地区应严格控制填料中膨胀性黏土矿物的含量。含水率是压实工艺中的关键调控参数。填料含水率偏离最佳值时，水分润滑作用或毛细管压力会干扰颗粒间的摩擦与咬合。当含水率过低时，颗粒间摩擦阻力增大，难以通过碾压实现紧密排列；含水率过高则会使填料呈现塑性状态，碾压能量被孔隙水吸收，形成“弹簧土”现象。现代施工中通常采用击实试验确定最佳含水率，并结合气象数据动态调整现场洒水量。当前部分项目已配备智能洒水系统，能根据实时检测数据自动调节加水量，显著提升了含水率控制精度。

1.2 施工工艺因素

施工工艺是决定路基压实效果的核心环节，其科学性直接影响填筑层的密实度均匀性与稳定性。根据当前工程实践，碾压设备选择、分层厚度控制及施工环境管理构成工艺控制的三大关键要素。碾压设备参数与工艺组合对压实效果具有显著影响。不同吨位的压路机产生的接触应力存在量级差异。现代施工中通常采用“先静后振”的组合碾压工艺：静压阶段消除表层松散结构，振动阶段通过高频冲击促使颗粒重新排列。值得注意的是，新投入使用的智能压实系统可实时监测振动频率与行驶速度的匹配度，当检测到碾压能量不足时会自动报警，这种技术革新大幅减少了人为操作失误。分层填筑厚度是影响压实能量传递的关键参数。当单层填筑过厚时，下层填料所受压实功会随深度递减，形成“上密下松”的分层现象。目前规范建议的分层厚度通常控制在20-30 厘米范围内，但实际施工中需结合填料类型动态调整。例如，对于含砾量较高的填料，适当减薄铺筑层厚有助于提高砾石骨架的稳定性。部分工程采用的“厚度-遍数”联动控制法，通过检测每遍碾压后的沉降量来优化工艺参数，该方法在长三角地区道路扩建项目中取得显著成效。施工环境时序管理常被忽视却至关重要。施工节奏对材料温度场分布具有调控作用。这一结论同样适用于路基施工：在高温季节，填料水分蒸发过快会导致最佳含水率偏移，需缩短摊铺与碾压的间隔时间；而在低温条件下，黏性填料的塑性降低，需延长振动碾压作用时间。当前部分项目建立的“气象-工艺”响应机制，能根据温湿度监测数据自动调整施工计划，例如在雨季来临前优先完成关键层位的压实作业。此外，夜间施工时的照明条件、机械操作精度等因素也会间接影响压实均匀性，这要求现场配备足够的光源与导航辅助设备。

1.3 环境条件因素

环境条件对路基压实度的影响不容忽视，其作用贯穿于施工全过程。我国多地出现极端高温与强降雨交替天气，这种气候特征使得环境因素对压实质量的控制更具挑战性。温度、湿度及季节性变化构成当前施工中需要重点应对的三大环境变量。温度变化直接影响填料的物理状态与碾压效果。高温环境下，填料水分蒸发速度加快，容易导致表层土体快速失水变硬。华北地区某高速公路项目采用“晨间摊铺-午前压实”的作业模式，有效避开了日间高温时段。相反，在低温条件下，特别是当环境温度低于5℃时，黏性填料的塑性显著降低，颗粒重新排列所需能量增大。此时需延长振动碾压时间或改用吨位更大的压实设备。值得注意的是，昼夜温差引起的材料热胀冷缩效应也会影响压实层稳定性，这在西北干旱地区表现尤为明显。降水与空气湿度是含水率控制的自然干扰因素。当空气湿度过高时，填料吸水会导致实际含水率超出最优范围，此时需延迟碾压或添加干燥材料进行调节。南方地区推广的“气象预警-施工响应”机制，能在降雨前 2 小时完成关键层位的密封碾压。对于已受雨水浸泡的填筑层，需翻晒至含水率合格后方可继续施工。现代工程中配备的便携式微波含水率检测仪，可在30 秒内完成现场测试，大大提升了湿度管理的时效性。季节性气候特征要求采取差异化施工策略。在冬季施工中，当填料含有游离水时，反复冻胀会导致春季融沉变形。东北地区采用“保温覆盖+快速压实”工艺，通过在填料层铺设隔热材料并缩短工序间隔，有效减少了冻害影响。而在多风季节，强风会加速填料水分流失，需增加洒水频次或设置临时挡风屏障。

2.路基压实度控制措施

2.1 材料质量控制

材料质量控制是确保路基压实达标的首要环节，其核心在于从源头把控填料的物理力学性能。最新工程实践表明，通过系统化的材料筛选、配比优化及预处理，可显著提升填筑体的均匀性与压实效果。级配控制是材料质量管理的重点。理想的路基填料应具有连续级配特征，使粗颗粒形成骨架结构的同时，细颗粒充分填充孔隙。当天然填料级配不良时，可采用掺配改良法进行调整：对于细粒含量过高的黏性土，可掺入粒径 5-40 毫米的碎石改善骨架结构；而对砾石含量过大的砂性土，则需添加适量粉土提高填充性。当前部分项目采用的智能拌和系统，能根据在线筛分数据自动调节不同粒径材料的掺配比例，使最终混合料的级配更接近理论最佳值。含水率预调节是确保压实效果的前提条件。施工前应通过标准击实试验确定填料的最佳含水率，这个参数会因材料类型不同而存在差异。推广的“双控含水率管理法”要求：料场堆放期间通过喷淋保持含水率略低于最佳值，摊铺前再补充洒水至目标范围。这种分阶段控制策略能有效避免运输过程中的水分流失或降雨导致的含水率超标。现场可采用微波含水率快速测定仪进行抽查，确保填料含水率偏差控制在允许范围内。材料均匀性处理常被忽视却至关重要。天然土料常存在团块、夹层或局部含水率不均等问题，直接填筑会导致压实度离散性增大。现代工程采用的“三级预处理”工艺包括：初级破碎消除大粒径团块，振动筛分去除超标颗粒，最后通过旋耕拌和使水分分布均匀。对于有机质含量较高的腐殖土，还需经过晾晒或掺加石灰处理，以降低其压缩性。特殊土质改良需因地制宜。对于膨胀土、盐渍土等不良填料，必须进行针对性处理。南方地区多采用石灰稳定法，通过钙离子交换降低黏土矿物的亲水性；西北盐渍土区域则优先选用水洗法降低易溶盐含量。

2.2 施工工艺优化

施工工艺优化是提升路基压实度的关键环节，其核心在于通过科学方法改进传统施工流程，使压实效果达到设计要求。工程实践中，分层填筑控制、碾压工艺组合及智能监测技术构成工艺优化的三大重点方向。分层填筑控制需兼顾效率与质量。填筑层过厚会导致下层压实不足，过薄则降低施工效率。当前普遍采用“动态厚度调整法”，即根据填料类型实时调整铺筑厚度：对于黏性土，单层厚度宜控制在 20 厘米左右；砂性土则可适当加厚至 30 厘米。现代施工中采用的激光测厚系统，能实时显示摊铺厚度偏差，操作人员可及时调整推土机铲刀高度。传统单一碾压方式难以适应复杂填料特性，当前推荐采用“三段式组合碾压”工艺：初压阶段使用 10-12 吨静碾压路机稳压 2遍，消除表层松散；复压阶段采用 18-25 吨振动压路机振压 4-6 遍，促使颗粒重新排列；终压阶段改用胶轮压路机揉压 1-2 遍，封闭表面微裂缝。对于特殊路段如桥头搭接部位，需增加冲击碾压工序，通过瞬时高频冲击力消除工后沉降隐患。碾压参数动态调控是工艺优化的新趋势。传统固定参数碾压难以应对现场材料波动，现代施工主张“参数-反馈”调节机制：通过安装在压路机上的压实度实时检测系统，自动分析振动频率、行驶速度与填料响应的匹配度。当检测到某区域压实进展缓慢时，系统会提示增加碾压遍数或调整振幅。部分项目采用的“数字孪生”技术，能在虚拟环境中预演不同碾压方案的效果，为现场决策提供参考。智能压实技术的发展为工艺优化提供了新手段。基于北斗定位的碾压轨迹监控系统，能实时显示压路机行进路线与遍数，避免漏压或过压。部分先进项目已开始试用无人压路机编队，通过 5G 网络实现多机协同作业，其碾压路径精度可达厘米级。

2.3 环境适应性管理

环境适应性管理是确保路基压实质量的重要保障，尤其气候变化加剧的背景下，需建立动态响应机制应对温度、降水等环境变量的影响。当前工程实践中，气象预警、工艺调整及特殊环境应对构成环境管理的三大核心内容。气象预警系统为施工决策提供科学依据。夏季我国多地出现极端天气，传统经验型施工安排已难以适应。现代工程普遍采用智能气象站实时监测温湿度、风速及降水概率，当预测到高温或降雨时自动触发预警。例如，在高温预警发布后，项目可启动“错峰施工”方案，将主要压实作业调整至清晨或傍晚进行；暴雨预警则触发防雨预案，优先完成关键层位的密封碾压。部分项目配备的移动式防雨棚，能在 10 分钟内覆盖 200 平方米作业面，有效减少雨水渗透影响。工艺参数动态调整是应对环境变化的关键。不同气候条件下需针对性优化碾压工艺：高温干燥环境应增加洒水车频次，保持填料含水率稳定；低温环境则需延长振动碾压时间，必要时改用重型压路机。对于雨季施工，推荐采用“薄层快压”工艺，将单层填筑厚度减至 15 厘米，缩短摊铺与碾压间隔至 1 小时内完成。特殊地质环境需采取差异化措施。在沿海盐渍土区域，地下水位波动会导致填料盐分结晶-溶解循环，影响长期压实效果。当前推荐采用“隔断层+改良土”组合工艺：先在基底铺设土工布隔断毛细水上升，再使用石灰改良土进行填筑。

结束语

路基压实度控制需构建“材料-工艺-环境-检测”四位一体管理体系。通过土质改良、机械选型优化、含水量动态调控等措施，可显著提升压实质量稳定性。未来，随着智能压实技术与 BIM 施工模拟的应用，路基压实度控制将向“实时感知-智能决策-精准执行”方向演进，为公路工程高质量发展提供技术保障。

参考文献

[1]肖建雄.路基路面压实度检测方法及影响因素研究[J].中外交流,2017(3):87-88.

[2]黄文超.路基路面压实度检测方法及影响因素讨论[J].城市建设理论研究（电子版）,2016(4):24-26.

[3]俄立峰. 路基路面压实度检测方法及影响因素的探讨[J]. 黑龙江交通科技,2016(1):64-66.