基层施工中压实度与含水量的关系

1 概述

实践证明，以高标准进行基层、面层的压实，是保证路面应有的强度和稳定性的一项最经济有效的技术措施。

因为压实使路基及面层各结构层的材料具有足够的的密实度，这对于公路的路基及路面具有十分重要的意义，压实可以充分发挥路基土及路面材料的强度，可以减少路面在行车荷载作用下产生的永久形变。还可以增加路面材料的不透水性和强度稳定性。

施工碾压过程中受到各种条件的限制，很难达到试验室标准击实试验所得的最大干密度，所以施工中采用以压实度作为结构的压实标准。所谓压实度即压实后结构的干容重同该结构材料在试验室标准击实下所得到的最大干容重之比。

2 影响基层达到规定的强度及较高的压实度的因素有：

（1）集料的含水量；

（2）碾压层的厚度；

（3）压实的机械类型；

（4）碾压遍数；

（5）集料的质量、级配均匀性和塑性指数等。在这些限制条件中，含水量的控制是最为关键的因素。

在压实过程中土或集料的含水量对所能达到的密实度起着很大的作用。实践证明含水量小时结构材料松散、稳定性差、不宜压实，含水量较大时则碾压成型困难，产生较大的轮迹、拥包、弹簧等现象，达不到规定的压实度、平整度。因为碾压功需克服土颗粒间的内摩阻力和粘结力才能使土颗粒产生位移并互相靠近，土或集料的内摩阻力是随密实度的增加而增加的，土或集料的含水量小时，土颗粒间的内摩阻力大，压实到一定程度后，某一压实功不再能克服土的抗力，压实所得的干密度小。当土的含水量逐渐增加时，水在土颗粒间起着润滑作用，使土的内摩阻力减小，因此同样的压实功可以得到较大的干密度。在这个过程中，单位土体中的空气的体积逐渐减小，而固体和水的体积逐渐增加。当土或集料的含水量继续增加到超过某一限度后，虽然土的内摩阻力还在减小，但单位土体中的空气体积已经减小到最小限度，而水的体积却在不断增加。由于水是不可压缩的，因此在同样的压实功下，土的干密度反而逐渐减小。只有在一定的含水量条件下才能压实到最大干密度，与这个最大干密度相适应的含水量，通常称做最佳含水量。达不到规定的压实度的最普遍原因是碾压时材料的含水量不适合。

依据以上分析，我们得出含水量在结构施工过程中起着非常重要的作用，所以我们在施工过程中要重视并严格控制含水量。要做到有效的控制含水量必须首先分析影响含水量的因素。

3 影响含水量的因素有哪些：

（1）结构材料的含水量的组成

路拌法施工中，首先测定各种结构材料的天然含水量，依据标准配合比各种材料的质量掺配比例确定达到最佳含水量所需加入的水量，同时通过天气变化情况及相邻结构层的吸水量及摊铺时水分的散失量确定最终加入的水量，最终确定碾压前的含水量。只有碾压时的含水量接近最佳含水量才能达到最佳碾压效果。

集中厂拌法施工时向搅拌缸混合料中加水时还要考虑混合料运输过程中水分的散失量。依运距的长短，气温高低不同确定不同的加水量，确保碾压时的含水量接近最佳含水量。

综上分析得出结论：

混合料摊铺时的含水量W%=（M1 M2 M3）×100/M；

M1—原材料的质量×天然含水量；

M2—达到最佳含水量时加入的水量M2=M×Wa%-M1；

Wa—混合料的最佳含水量；

M3—施工运输、摊铺过程中水分的散失质量（依试验段经验确定）；

M—混合料的总质量。

（2）含水量的控制

由以上含水量的组成发现。具有代表性的集料的天然含水量的准确测定及施工各个环节的混合料水分散失量的估计是控制含水量的关键环节。

a.取样要有代表性，不同地点多次取样。集料天然含水量的测定最好采用风干法或烘干法，尽量避免采用酒精燃烧法，因为很多材料都有不同程度的烧失量而导致测量结果不准确。为减小误差需进行多次试验取平均值。

b.在施工初期要根据环境及材料性质认真统计分析所测得的天然含水量、应增加水分量、碾压前含水量及碾压成型后的含水量。碾压前含水量是整个施工环节控制的关键，只有与最佳含水量接近才能得到施工的最佳效果。运行有效的施工过程，使碾压前后的含水量差值较小，同时在摊铺前将相邻结构层表面洒水以减少施工过程中水分的散失量。水的散失质量即（天然含水质量 添加水分质量-碾压前含水质量）在作业环境基本相同的情况下水的散失量相对稳定。因此在大面积施工过程中即可确定需增加水分质量为（最佳含水量时混合料含水质量-集料天然含水质量 水分散失质量）。预计混合料含水散失量时应根据气候环境的变化而确定，主要因素为天气情况、相邻作业面及有效作业时间。相邻作业面采用施工前洒水补足的措施，使其水分散失较少，天气情况主要根据空气的干湿程度及其变化来确定。在上述条件不变的情况下，作业时间的长短则是水分散失的主要因素。因此厂拌法混合料出厂前的含水量必须考虑运输过程中的水分散失量。所以确定有效作业时间是经验控制含水量的关键。要求施工管理人员必须将测定的原始数据同丰富的施工经验结合起来。