浅析道路基层压实超密问题及措施
摘要：针对道路基层施工中经常出现的压实度超密现象，系统分析了影响超密的主要因素，并提出了相关的解决措施。
关键词：道路基层；压实超密；原因；措施
引言
压实度是沥青混凝土基层施工质量控制中一个非常重要的指标，在一定的控制范围内，压实度越大沥青混凝土基层的强度越高、板体性和稳定性越好，控制压实度也就控制了水泥碎石基层的质量，进而保证了路面的使用品质。但压实超密，有时压实度高达105%。因此，从表面上看，密实度很大，实际上未达到应有的密实度，这一问题值得讨论。
一、工程实例说明
（一）工程概况
某国道路的改建工程全长25.5km，路面宽l0m，路面结构形式为3cm（AC-13I）改性沥青混凝土+4cm（AC-20I）沥青混凝土+15cm水泥稳定砂掺碎石上基层+15cm水泥稳定砂掺碎石下基层。上基层配料比采用水泥：碎石：砂=5.0：67：33，7d无侧限抗压强度代表值≥3.0MPa，下基层配料比采用水泥：碎石：砂=4.5：55：45，7d无侧限抗压强度代表≥2.0MPa。
（二）试验研究
以下基层为例，在试验室中根据设计建议配料比，按规范要求做出试验标准配料比，即水泥：碎石：砂=4.5：45：55，最大干容重2.30g/cm3，最佳含水量为6.2%，以此为基准做碎石含量分别为85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%(砂的含量分别为15%、25%、35%、45%、55%、65%、75%)的击实试验，试验结果见表1：
绘制曲线如图1，图2:
图1碎石含量与最大干容重Pd的关系曲线
图2碎石含量与7d无侧限抗压强度的关系曲线
从图1可以看出，随着集料中碎石含量的增加，最大干容重逐渐增大，当碎石含量增至47%时，最大干容重增大幅度减缓；从图2可以看出，随着碎石含量的增加，无侧限抗压强度逐渐增加从55%—75%的范围内增大幅度较大，两头增幅较缓。
（三）超密现象分析
1.如果在压实度超密的检测结果中出现普遍超密的现象，就需要对使用的最大干容重进行检查，查看其是否准确，或者是标准砂、灌砂筒的标定是否复合规定的要求，如果检查发现没有达到标准，不准确或者不规范，就要重新进行试验来确定最大干容重。
2.在进行运输和摊铺过程中，水泥稳定砂碎石很容易发生离析的现象，主要的离析形式有局部离析和离析带。局部离析一般出现在摊铺的过程中，摊铺机在进行拢料时或者在每天的起铺路段以及收铺路段也很容易出现离析的现象。离析带的出现主要是在摊铺机的螺旋转轴接头位置和摊铺机的两边位置。如果压实度检测点在离析带或者局部离析带的附近位置，就会使得检测的压实度出现超密现象。产生超密现象的主要原因是由于设计碎石含量比实际的碎石含量较小，而最大干容重的涉及配比依然采用设计值，由此而造成的。
二、产生超密的原因
产生超密的原因是复杂的、多方面的，有人为的因素、环境的因素、测试手段的因素。但反映在数据上则是实测干密度比其真值大，或标准干密度比其真值小两种可能，本文要讨论的是后一种可能，并有两种情况。
（一）击实试验确定的干密度值偏小
除配料不准、含水量测得不准、未严格按试验规程进行试验外，由于含粒料石灰稳定材料中粒料的粒径大，比例高，如果按常规的做法进行击实试验，击实后的试样高出试筒顶面一定的高度，刮平后就会产生一个松动层，导致标准干密度偏小，出现压实超密，然而这一因素的影响并不大。
（二）压实层中拉料分布不匀
拌和好的含粒料石灰稳定基层材料经过自落堆放、装运、摊铺、整平和压实等工艺过程，最终压实的路面基层、粒料分布是不均匀的。如果用设计配合比的标准干密度确定压实度，粒料含量高的地方压实度易达到，常出现超密，而粒料含量低的地方即使增加压实也难达到要求的压实度。为解决这一问题，通常根据测点的实际粒料含量确定其标准干密度，粒料含量是对试坑中挖出的料过5mm筛来确定，而粒料中难免有小于5mm的颗粒，如果忽视了这部分粒料的含量，只用大于5mm的粒料含量确定标准干变，因粒料与其它材料表观密度的差异，则产生超密是必然的。
（三）标准干密度的影响因素
压实度是指现场材料压实后的干密度与该材料的标准干密度之比，可用式(1)表示。
压实度=（干密度/标准密度）×100%（1）
由上述公式可以看出，标准干密度的取值会对压实度产生直接的影响。从击实理论可以看出，材料密实度的影响因素有很多，包括击实功的大小、材料级配、含水量、击实方法等，由不同的试验方法或者材料得到的干密度的标准是不相同的，可见，在这层意义上，压实度实质上来讲是一个相对值。如果在确定标准干密度的室内试验时，其条件（击实功大小、含水量、材料等）与实际的现场施工的条件不相匹配，那么得出的标准干密度的值用来作为压实质量的评价尺度显然是不够合理和准确的，从而就不能够真正的反映施工现场的压实质量的好坏。所以，在进行超密原因的研究时，就需要从干密度的影响因素来入手。
（四）集料级配的影响因素
由于在进行道路施工时，不同级配集料的颗粒的密度是不一样的，即集料的相对密度不同，如果相对密度较小，就会造成压实度、级配较好的集料干密度小于压实性、级配不佳的集料的干密度。所以，如果级配发生变化，或者即使在一个级配范围内可级配范围较宽的集料经压实之后，在强度和干密度两方面都会产生差别。引起级配变化的原因大致可归纳为以下几个方面:
1.对于级配本身而言，它只是一个范围而非一个定值，如果级配在规定的范围之内都是符合要求的；
2.与实际的大规模的生产相比较，在实验时所选用的集料的数量是非常少的，所以，在抽样试验中的级配与正式生产过程中产生的级配不一定完全相一致，误差的存在的很正常的；
3.在石料的生产进行过程中，会由于除尘、筛网等原因而造成各种集料的级配不稳定的现象；
4.在对集料进行存放时，由于不同规格的集料之间出现混放等不合理的现象，使得集料受到污染而造成的级配的变化；
5.生产混合料时因计量不准确及其它机械原因引起混合料级配的变化；
6.混合料在装卸、运输、摊铺过程中可能发生集料的离析。
三、解决措施
振动成型法确定混合料最大干密度、最佳含水量
1.振动成型仪
（1）振动成型仪
振动频率30Hz，偏心块夹角30°，激振力7612N，静面压力140kPa，振幅
1.4mm，振动总时问2min。
（2）振动成型与标准击实试验结果比较
先选择一种级配，采用振动法来进行最大干密度和最佳含水量的确定，成型试件测无侧限抗压强度。通过试验可以得到的结果表明：和标准击实法相比，振动法确定的最佳含水量、最大干密度均增加，无侧限抗压强度大幅度提高，试件强度变异系数降低。
结束语
沥青混凝土路面的质量优劣，对路面的使用性能和使用寿命具有显著影响。
在道路基层中出现“超密”现象，会使得成型基层的强度降低，对基层的压实质量的有效控制造成影响。所以，在进行基层压实的施工工作时，要充分做好各个方面的工作，包括集料的配合比设计的控制，混合料的生产是否符合规定标准等，以及砂砾和稳定料的控制，从而真正的确保沥青混凝土道路的质量。
参考文献：
[1]杨俊.天然砂砾路堤填筑压实度超百现象原因分析[J].今日科苑，2008，10:134.
[2]肖金桂.从压实度“超百”现象分析碎石稳定基层的压实度、强度的控制[J].科技风，2011，21:147.
[3]朱兴龙，肖鹏，张磊，俞春荣.路基压实度的快速检测校正[J].中南公路工程，2002，03:91-92.
浅析道路基层压实超密问题及措施
摘要：针对道路基层施工中经常出现的压实度超密现象，系统分析了影响超密的主要因素，并提出了相关的解决措施。
关键词：道路基层；压实超密；原因；措施
引言
压实度是沥青混凝土基层施工质量控制中一个非常重要的指标，在一定的控制范围内，压实度越大沥青混凝土基层的强度越高、板体性和稳定性越好，控制压实度也就控制了水泥碎石基层的质量，进而保证了路面的使用品质。但压实超密，有时压实度高达105%。因此，从表面上看，密实度很大，实际上未达到应有的密实度，这一问题值得讨论。
一、工程实例说明
（一）工程概况
某国道路的改建工程全长25.5km，路面宽l0m，路面结构形式为3cm（AC-13I）改性沥青混凝土+4cm（AC-20I）沥青混凝土+15cm水泥稳定砂掺碎石上基层+15cm水泥稳定砂掺碎石下基层。上基层配料比采用水泥：碎石：砂=5.0：67：33，7d无侧限抗压强度代表值≥3.0MPa，下基层配料比采用水泥：碎石：砂=4.5：55：45，7d无侧限抗压强度代表≥2.0MPa。
（二）试验研究
以下基层为例，在试验室中根据设计建议配料比，按规范要求做出试验标准配料比，即水泥：碎石：砂=4.5：45：55，最大干容重2.30g/cm3，最佳含水量为6.2%，以此为基准做碎石含量分别为85%、75%、65%、55%、45%、35%、25%(砂的含量分别为15%、25%、35%、45%、55%、65%、75%)的击实试验，试验结果见表1：
绘制曲线如图1，图2:
图1碎石含量与最大干容重Pd的关系曲线
图2碎石含量与7d无侧限抗压强度的关系曲线
从图1可以看出，随着集料中碎石含量的增加，最大干容重逐渐增大，当碎石含量增至47%时，最大干容重增大幅度减缓；从图2可以看出，随着碎石含量的增加，无侧限抗压强度逐渐增加从55%—75%的范围内增大幅度较大，两头增幅较缓。
（三）超密现象分析
1.如果在压实度超密的检测结果中出现普遍超密的现象，就需要对使用的最大干容重进行检查，查看其是否准确，或者是标准砂、灌砂筒的标定是否复合规定的要求，如果检查发现没有达到标准，不准确或者不规范，就要重新进行试验来确定最大干容重。
2.在进行运输和摊铺过程中，水泥稳定砂碎石很容易发生离析的现象，主要的离析形式有局部离析和离析带。局部离析一般出现在摊铺的过程中，摊铺机在进行拢料时或者在每天的起铺路段以及收铺路段也很容易出现离析的现象。离析带的出现主要是在摊铺机的螺旋转轴接头位置和摊铺机的两边位置。如果压实度检测点在离析带或者局部离析带的附近位置，就会使得检测的压实度出现超密现象。产生超密现象的主要原因是由于设计碎石含量比实际的碎石含量较小，而最大干容重的涉及配比依然采用设计值，由此而造成的。
二、产生超密的原因
产生超密的原因是复杂的、多方面的，有人为的因素、环境的因素、测试手段的因素。但反映在数据上则是实测干密度比其真值大，或标准干密度比其真值小两种可能，本文要讨论的是后一种可能，并有两种情况。
（一）击实试验确定的干密度值偏小
除配料不准、含水量测得不准、未严格按试验规程进行试验外，由于含粒料石灰稳定材料中粒料的粒径大，比例高，如果按常规的做法进行击实试验，击实后的试样高出试筒顶面一定的高度，刮平后就会产生一个松动层，导致标准干密度偏小，出现压实超密，然而这一因素的影响并不大。
（二）压实层中拉料分布不匀
拌和好的含粒料石灰稳定基层材料经过自落堆放、装运、摊铺、整平和压实等工艺过程，最终压实的路面基层、粒料分布是不均匀的。如果用设计配合比的标准干密度确定压实度，粒料含量高的地方压实度易达到，常出现超密，而粒料含量低的地方即使增加压实也难达到要求的压实度。为解决这一问题，通常根据测点的实际粒料含量确定其标准干密度，粒料含量是对试坑中挖出的料过5mm筛来确定，而粒料中难免有小于5mm的颗粒，如果忽视了这部分粒料的含量，只用大于5mm的粒料含量确定标准干变，因粒料与其它材料表观密度的差异，则产生超密是必然的。
（三）标准干密度的影响因素
压实度是指现场材料压实后的干密度与该材料的标准干密度之比，可用式(1)表示。
压实度=（干密度/标准密度）×100%（1）
由上述公式可以看出，标准干密度的取值会对压实度产生直接的影响。从击实理论可以看出，材料密实度的影响因素有很多，包括击实功的大小、材料级配、含水量、击实方法等，由不同的试验方法或者材料得到的干密度的标准是不相同的，可见，在这层意义上，压实度实质上来讲是一个相对值。如果在确定标准干密度的室内试验时，其条件（击实功大小、含水量、材料等）与实际的现场施工的条件不相匹配，那么得出的标准干密度的值用来作为压实质量的评价尺度显然是不够合理和准确的，从而就不能够真正的反映施工现场的压实质量的好坏。所以，在进行超密原因的研究时，就需要从干密度的影响因素来入手。
（四）集料级配的影响因素
由于在进行道路施工时，不同级配集料的颗粒的密度是不一样的，即集料的相对密度不同，如果相对密度较小，就会造成压实度、级配较好的集料干密度小于压实性、级配不佳的集料的干密度。所以，如果级配发生变化，或者即使在一个级配范围内可级配范围较宽的集料经压实之后，在强度和干密度两方面都会产生差别。引起级配变化的原因大致可归纳为以下几个方面:
1.对于级配本身而言，它只是一个范围而非一个定值，如果级配在规定的范围之内都是符合要求的；
2.与实际的大规模的生产相比较，在实验时所选用的集料的数量是非常少的，所以，在抽样试验中的级配与正式生产过程中产生的级配不一定完全相一致，误差的存在的很正常的；
3.在石料的生产进行过程中，会由于除尘、筛网等原因而造成各种集料的级配不稳定的现象；
4.在对集料进行存放时，由于不同规格的集料之间出现混放等不合理的现象，使得集料受到污染而造成的级配的变化；
5.生产混合料时因计量不准确及其它机械原因引起混合料级配的变化；
6.混合料在装卸、运输、摊铺过程中可能发生集料的离析。
三、解决措施
振动成型法确定混合料最大干密度、最佳含水量
1.振动成型仪
（1）振动成型仪
振动频率30Hz，偏心块夹角30°，激振力7612N，静面压力140kPa，振幅
1.4mm，振动总时问2min。
（2）振动成型与标准击实试验结果比较
先选择一种级配，采用振动法来进行最大干密度和最佳含水量的确定，成型试件测无侧限抗压强度。通过试验可以得到的结果表明：和标准击实法相比，振动法确定的最佳含水量、最大干密度均增加，无侧限抗压强度大幅度提高，试件强度变异系数降低。
结束语
沥青混凝土路面的质量优劣，对路面的使用性能和使用寿命具有显著影响。
在道路基层中出现“超密”现象，会使得成型基层的强度降低，对基层的压实质量的有效控制造成影响。所以，在进行基层压实的施工工作时，要充分做好各个方面的工作，包括集料的配合比设计的控制，混合料的生产是否符合规定标准等，以及砂砾和稳定料的控制，从而真正的确保沥青混凝土道路的质量。
参考文献：
[1]杨俊.天然砂砾路堤填筑压实度超百现象原因分析[J].今日科苑，2008，10:134.
[2]肖金桂.从压实度“超百”现象分析碎石稳定基层的压实度、强度的控制[J].科技风，2011，21:147.
[3]朱兴龙，肖鹏，张磊，俞春荣.路基压实度的快速检测校正[J].中南公路工程，2002，03:91-92.