| 标题 | 大激振力振动压路机压实高液限粘土研究 |
| 范文 | 邝宏柱+南兵章+周立+胡力群+李旭瑞 摘 要：为了研究大激振力振动压路机YZ32对高液限粘土的压实效果，采用压路机YZ32对不同填筑厚度的高液限粘土试验段进行强振碾压；同时利用积分方法对压路机YZ32与普通振动压路机压实后的路堤沉降量进行了比较。研究表明：压路机YZ32强振碾压后的路基土干密度、有效压实深度更显著，路堤稳定性更好。 关键词：高液限粘土；振动压路机；激振力；压实效果 中图分类号：U416.1 文献标志码：B 0 引 言 振动压实技术和振动压实机械的出现，是路基压实施工技术的一项突破性科技进步，从那以后，压实施工可以不再只能依靠增加压实机械的自身重量来实现提高路基压实质量。静碾压实是依靠静力压路机静线荷载对被压实路基材料产生剪应力来克服摩擦力，迫使土颗粒重新排列、彼此挤紧、孔隙缩小，从而使得土体密实度提高，强度增加，达到压实的目的。但是随着静压力增大，材料颗粒之间的摩擦力也会增大，从而阻碍土颗粒相对移动，并且容易压碎大颗粒，导致混合料的级配发生较大变化，与原始设计级配存在一定偏差，因此静力压实存在极限压实效果。 振动压路机与静力压路机压实机理完全不同，振动压实是在被压实材料内部产生振动冲击，使被压实材料产生“液化”现象，由初始的静止状态过渡到运动状态，材料之间的摩擦力也由初始的静摩擦状态逐渐进入到动摩擦状态。受压的路基材料在非密实状态下存在许多大小不等的间隙，在振动冲击作用下，土颗粒产生相对运动并且相互填充，即较小土颗粒填充了较大土颗粒的间隙，较小颗粒的间隙由水分填充，从而达到压密的目的，并且大颗粒不易于压碎，对原始级配影响较小。因此，振动压实已成为最常用的压实路基方式[1]。 随着科学技术不断进步，振动压路机的振动系统质量、频率区间、振动幅度越来越大，激振力也随之不断增大，这必然会对振动压路机的压实效果产生深刻影响。因此研究大激振力振动压路机的压实情况，尤其是对特殊土类的压实效果，将有助于指导路基施工、保证路基填筑质量和降低成本。本文依托施工现场铺筑的试验段，主要研究大激振力振动压路机压实高液限粘土时的情况，并且与普通振动压路机相比较，分析验证大激振力振动压路机的压实效果。 1 现场振动压实试验机械 试验采用的大激振力振动压路机是陕西中大机械集团自行研发的一款超大吨位、超大激振力自行式全液压振动压路机YZ32，该型号振动压路机可适应各种压实工况，能够对有效压实厚度内的路基填料进行强振碾压，不但可以充分压实当前层，还能够对深度在1 m以内的先前层补强压实[2]。普通振动压路机采用山推机械集团生产的SR20M型自行式振动压路机。两种压路机的主要技术参数对比如表1所示。 2 高液限粘土性质和试验方案 2.1 高液限粘土性质 高液限粘土是指粒径在0.075 mm以下、细粒组含量超过50%、液限大于50%、塑性指数大于26的粘性土[3]。高液限粘土物理性质复杂特殊，工程性质也区别于其他类型土质，主要表现为天然含水率很高、难以充分压实及水稳定性差，而且采用一般压实方式压实后仍具有较高的压缩性，稳定变形时间较长。联合采用筛分法和密度计法对试验填料高液限粘土土样进行粒度分析，分析结果如表2所示。 再采用GYS8型液塑限联合测定仪测试土样，得出土样液限为51.0%，塑限为22.5%，塑性指数为28.5，为典型高液限粘土（代号CH）。通过室内击实试验可知，高液限粘土填料最佳含水率为176%，最大干密度为1.91 g·cm-3。由于填料土样含水率大于最佳含水率，所以应晾晒至最佳含水率再进行填筑碾压试验。 2.2 试验方案 （1） 清理路表，压实并整平路表面。 （2） 用石灰在路表面画出试验区边界线，平面尺寸如图1所示。 （4） 采用高液限粘土填筑试验段，填土顶面略高于路表面，对试验段采用同一台静力压路机稳压相同遍数。 （5） 采用大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M压实各自试验段。采用灌砂法测定高液限粘土的干密度，并用水准仪观测沉降量。 3 试验结果及分析 3.1 干密度 试验依据规范[4]要求采用灌砂法测定高液限粘土压实后的干密度。先用洛阳铲成孔取土，仔细收集孔中湿土并测定土体质量和含水率，再把灌砂桶内的砂小心注入孔内，直至与路基表面齐平，计算灌入孔内砂的质量，再依据砂的标定密度、孔内挖出土的质量及含水率计算出压实后土体的干密度。对于深度为40、50、60 cm的试验段，分别测定上20 cm和下20 cm、上25 cm和下25 cm、上30 cm和下30 cm区间土的干密度；对于70 cm深的试验段，测定上20 cm、中20 cm和下30 cm区间的干密度。采用大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M分别对试验段碾压4遍，干密度测试结果如表3所示。 表3高液限粘土干密度测试结果表明，无论是采用大激振力振动压路机YZ32还是普通振动压路机SR20M碾压高液限粘土填料，被压实材料的干密度都会随着压实遍数的增加逐步增大，干密度增加的幅度越来越小，并且越接近表面干密度越大；两种振动压路机的压实效果明显不同，从60 cm深的试验段上部30 cm和下部30 cm粘土的干密度来看，采用大激振力振动压路机YZ32比采用普通振动压路机SR20M每一遍压实后的干密度都要大，而且压实遍数越多，干密度相差越大，第4遍差值最大。同样的情况，采用YZ32振动压路机和SR20M振动压路机对40、50、70 cm深的试验段碾压后，在相同压实遍数下同一深度处的路基土干密度前者也明显大于后者。因此，与普通振动压路机SR20M相比，采用大激振力振动压路机YZ32碾压高液限粘土路基，路基土干密度更大，压实效果更好。 3.2 沉降量 为了更好地评价压实工况，现场试验还采用水准仪观测每次碾压后的沉降量。为了提高观测精度，现场试验时，在不同深度试验段的表面设定1个观测点，再在距离观测点0.5 m处取4个点，并且这4个点和观测点呈“十”字分布，用水准仪观测这些点处的沉降情况，最后取5个点处的平均值作为沉降量。 表4沉降量观测数据表明，两种振动压路机碾压后沉降量随压实遍数增加逐渐增大，而且随着压实遍数的增加，沉降量变化速率越来越小。从表4也可以看出，大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M的压实效果完全不同。对于深度为60 cm的试验段，采用大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M每一遍碾压后，前者沉降量明显大于后者，并且沉降量之差与压实遍数呈正比关系。同样的规律，对于40、50、70 cm深的试验段，每一遍振动压实后， YZ32压路机的压密沉降量都大于SR20M 压路机的压密沉降量，而且第4遍碾压后的沉降量差值最大。从沉降量观测结果可以看出，与普通振动压路机SR20M相比较，采用大激振力振动压路机YZ32碾压高液限粘土试验段累积沉降量大，土体密实性和稳定性更好。 3.3 有效压实深度 筑路土体在压实功能的作用下，压应力随着深度增加而逐渐减小，其影响深度与土的性质、压实机械以及含水率有关。填土厚度应根据压实机械的有效压实厚度来确定，土层过厚，不仅下层的压实度达不到要求，而且上层的压实度也会受到不利的影响；填土过薄，不仅增加了填筑压实层数，降低压实功效，而且层与层之间结合差，不利于路基压实。 从图2可以看出，采用普通振动压路机SR20M碾压高液限粘土试验段，压密沉降量与高液限粘土铺筑厚度成反比关系。当试验段填料铺筑厚度为40 cm时，累积沉降量最大，土体最为密实，单位体积干密度最大，压实效果最好。采用大激振力振动压路机YZ32碾压高液限粘土试验段，当试验段深度为60 cm时，沉降量增长最快，累积沉降量最大，而且每一遍压实后其干密度最大，稳定性最好。因此，YZ32振动压路机可以对60 cm深度内的路基 路堤土体在行车荷载往复作用下将产生附加变形，主要表现为工后沉降及不均匀沉降，沉降变形会对路基路面产生较大破坏，进而影响结构实际使用寿命。目前实际计算中通常将行车荷载简化为静荷载，依据静土力学理论来计算路堤最终沉降量。在实际填筑高液限粘土路堤时，采用大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M碾压相同遍数，由于路堤密实度不同，沉降量也不同。本文通过室内固结试验和理论计算，对压路机YZ32和SR20M在最佳压实工况碾压4遍时的高液限粘土路堤最终沉降量进行研究分析。 4.1 路堤上部荷载条件 路堤所承受的荷载分为外部荷载（上部路面结构重力与行车荷载）和内部荷载（路堤自重）。取路面为半刚性沥青路面结构，结构层组合参数为：18 cm沥青混凝土面层+30 cm二灰稳定碎石基层+20 cm石灰土底基层，密度分别为2.3、2.3、1.7 g·cm-3，单位长度静线荷载按式（1）计算。为研究不同行车荷载的不同作用效果，取轮胎荷载分别为07、10、12、14 MPa四个水平进行分析。轮胎荷载经过路面结构的扩散作用再传递到路堤顶面，视半刚性沥青路面为刚性结构，采用应力扩散角（刚性角）的方法计算作用到路堤顶面的行车荷载，按式（2）计算。作用在路堤顶面外部的总荷载依据式（3）计算。 （3）式中：pm为路堤顶面的行车荷载；pc为路堤顶面的轮胎作用力；d为当量圆直径；h为路面厚度；α为应力扩散角；p为作用在路堤顶面外部的总荷载。 国内现行路面设计规范中规定的标准轴载双圆当量圆直径为21.3 cm，应力扩散角取45°，则路堤顶面的当量圆直径为157.3 cm，传递到路堤顶面的行车荷载分别为12.84、18.34、22.00、25.67 kPa。作用在路堤顶面外部总荷载分别为26.99、32.49、36.15和39.82 kPa。 4.2 最终沉降量计算方法 将高液限粘土路堤看成整体，采用积分法计算路堤最终沉降量，基本计算公式为s=av1+e0ph （4）式中：s为最终沉降量；av为压缩系数；e0为初始孔隙比。 计算时取路面宽度为245 m，路堤边坡坡度为1∶1.5，依据条形基底竖向均布荷载作用模型，在高液限粘土路堤内沿深度z取微小断面dz。根据力的平衡原理，微断面上部外荷载按式（5）计算pn=24.524.5+3zp （5） 微断面上部路堤土体自重σ=ρgz，微断面上部总荷载大小为pn+σ，则路堤最终沉降量计算公式为[57] 式中：ρ为土体密度（kg·m-3）；g为重力加速度（m·s-2）；h为路堤高度（m）；ρs为土粒密度（kg·m-3）；ω为土样含水率。 4.3 试验与计算结果 土粒密度主要取决于土粒矿物成分，不同土类土粒密度变化幅度不大，依据一般土的土粒密度值，取高液限粘土土粒密度为274 g·cm-3。对大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M试验段内干密度分别为1848 g·cm-3和1766 g·cm-3、含水率为176%的高液限粘土进行固结试验，计算出所对应的压缩系数分别为0178和0295。采用积分法依次计算路堤高度为4、6、8、10 m时的沉降量，计算结果如表5所示。 由最终沉降量计算结果可知：虽然路堤最终沉降量都满足《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ 017—96）中关于软土地基一般路段容许工后沉降不大于0.30 m的规定，但是在碾压相同遍数的情况下，采用大激振力振动压路机YZ32碾压后路堤的沉降量比普通振动压路机SR20M碾压后的小，稳定性好；并且压路机YZ32每层填筑厚度可以达到60 cm，而SR20M仅能达到40 cm。因此，采用大激振力振动压路机YZ32碾压高液限粘土路堤比普通振动压路机有着更好的压实效果。 5 结 语 通过试验段碾压对比可以看出，采用大激振力振动压路机YZ32压实高液限粘土路基填料，其压实效果明显好于普通振动压路机SR20M的压实效果，干密度大、稳定性好。使用大激振力振动压路机既可以有效保证路基施工质量，还可以缩短工期，降低成本，并可以适用于应急抢修。 参考文献： [1] 李美江.道路材料振动压实特性研究[D].西安：长安大学，2002. [2] 王文杰.YZ32系列振动压路机在路基补强的应用[J].建设机械技术与管理，2011（6）：99101. [3] 田见效.高液限粘土路基填筑技术研究[D].西安：长安大学，2007. [4] JTG E60—2008，公路路基路面现场测试规程[S]. [5] 杜红庆. 粉性土路基变形沉降的有限元分析[D].济南：山东大学，2005. [6] 刘 鑫，洪宝宁.高液限土工程特性与路堤填筑方案[J].河海大学学报，2011，39（4）：436443. [7] 高大钊，袁聚云.土质学与土力学[M].北京： 人民交通出版社，2001. [责任编辑：袁宝燕] 3.2 沉降量 为了更好地评价压实工况，现场试验还采用水准仪观测每次碾压后的沉降量。为了提高观测精度，现场试验时，在不同深度试验段的表面设定1个观测点，再在距离观测点0.5 m处取4个点，并且这4个点和观测点呈“十”字分布，用水准仪观测这些点处的沉降情况，最后取5个点处的平均值作为沉降量。 表4沉降量观测数据表明，两种振动压路机碾压后沉降量随压实遍数增加逐渐增大，而且随着压实遍数的增加，沉降量变化速率越来越小。从表4也可以看出，大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M的压实效果完全不同。对于深度为60 cm的试验段，采用大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M每一遍碾压后，前者沉降量明显大于后者，并且沉降量之差与压实遍数呈正比关系。同样的规律，对于40、50、70 cm深的试验段，每一遍振动压实后， YZ32压路机的压密沉降量都大于SR20M 压路机的压密沉降量，而且第4遍碾压后的沉降量差值最大。从沉降量观测结果可以看出，与普通振动压路机SR20M相比较，采用大激振力振动压路机YZ32碾压高液限粘土试验段累积沉降量大，土体密实性和稳定性更好。 3.3 有效压实深度 筑路土体在压实功能的作用下，压应力随着深度增加而逐渐减小，其影响深度与土的性质、压实机械以及含水率有关。填土厚度应根据压实机械的有效压实厚度来确定，土层过厚，不仅下层的压实度达不到要求，而且上层的压实度也会受到不利的影响；填土过薄，不仅增加了填筑压实层数，降低压实功效，而且层与层之间结合差，不利于路基压实。 从图2可以看出，采用普通振动压路机SR20M碾压高液限粘土试验段，压密沉降量与高液限粘土铺筑厚度成反比关系。当试验段填料铺筑厚度为40 cm时，累积沉降量最大，土体最为密实，单位体积干密度最大，压实效果最好。采用大激振力振动压路机YZ32碾压高液限粘土试验段，当试验段深度为60 cm时，沉降量增长最快，累积沉降量最大，而且每一遍压实后其干密度最大，稳定性最好。因此，YZ32振动压路机可以对60 cm深度内的路基 路堤土体在行车荷载往复作用下将产生附加变形，主要表现为工后沉降及不均匀沉降，沉降变形会对路基路面产生较大破坏，进而影响结构实际使用寿命。目前实际计算中通常将行车荷载简化为静荷载，依据静土力学理论来计算路堤最终沉降量。在实际填筑高液限粘土路堤时，采用大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M碾压相同遍数，由于路堤密实度不同，沉降量也不同。本文通过室内固结试验和理论计算，对压路机YZ32和SR20M在最佳压实工况碾压4遍时的高液限粘土路堤最终沉降量进行研究分析。 4.1 路堤上部荷载条件 路堤所承受的荷载分为外部荷载（上部路面结构重力与行车荷载）和内部荷载（路堤自重）。取路面为半刚性沥青路面结构，结构层组合参数为：18 cm沥青混凝土面层+30 cm二灰稳定碎石基层+20 cm石灰土底基层，密度分别为2.3、2.3、1.7 g·cm-3，单位长度静线荷载按式（1）计算。为研究不同行车荷载的不同作用效果，取轮胎荷载分别为07、10、12、14 MPa四个水平进行分析。轮胎荷载经过路面结构的扩散作用再传递到路堤顶面，视半刚性沥青路面为刚性结构，采用应力扩散角（刚性角）的方法计算作用到路堤顶面的行车荷载，按式（2）计算。作用在路堤顶面外部的总荷载依据式（3）计算。 （3）式中：pm为路堤顶面的行车荷载；pc为路堤顶面的轮胎作用力；d为当量圆直径；h为路面厚度；α为应力扩散角；p为作用在路堤顶面外部的总荷载。 国内现行路面设计规范中规定的标准轴载双圆当量圆直径为21.3 cm，应力扩散角取45°，则路堤顶面的当量圆直径为157.3 cm，传递到路堤顶面的行车荷载分别为12.84、18.34、22.00、25.67 kPa。作用在路堤顶面外部总荷载分别为26.99、32.49、36.15和39.82 kPa。 4.2 最终沉降量计算方法 将高液限粘土路堤看成整体，采用积分法计算路堤最终沉降量，基本计算公式为s=av1+e0ph （4）式中：s为最终沉降量；av为压缩系数；e0为初始孔隙比。 计算时取路面宽度为245 m，路堤边坡坡度为1∶1.5，依据条形基底竖向均布荷载作用模型，在高液限粘土路堤内沿深度z取微小断面dz。根据力的平衡原理，微断面上部外荷载按式（5）计算pn=24.524.5+3zp （5） 微断面上部路堤土体自重σ=ρgz，微断面上部总荷载大小为pn+σ，则路堤最终沉降量计算公式为[57] 式中：ρ为土体密度（kg·m-3）；g为重力加速度（m·s-2）；h为路堤高度（m）；ρs为土粒密度（kg·m-3）；ω为土样含水率。 4.3 试验与计算结果 土粒密度主要取决于土粒矿物成分，不同土类土粒密度变化幅度不大，依据一般土的土粒密度值，取高液限粘土土粒密度为274 g·cm-3。对大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M试验段内干密度分别为1848 g·cm-3和1766 g·cm-3、含水率为176%的高液限粘土进行固结试验，计算出所对应的压缩系数分别为0178和0295。采用积分法依次计算路堤高度为4、6、8、10 m时的沉降量，计算结果如表5所示。 由最终沉降量计算结果可知：虽然路堤最终沉降量都满足《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ 017—96）中关于软土地基一般路段容许工后沉降不大于0.30 m的规定，但是在碾压相同遍数的情况下，采用大激振力振动压路机YZ32碾压后路堤的沉降量比普通振动压路机SR20M碾压后的小，稳定性好；并且压路机YZ32每层填筑厚度可以达到60 cm，而SR20M仅能达到40 cm。因此，采用大激振力振动压路机YZ32碾压高液限粘土路堤比普通振动压路机有着更好的压实效果。 5 结 语 通过试验段碾压对比可以看出，采用大激振力振动压路机YZ32压实高液限粘土路基填料，其压实效果明显好于普通振动压路机SR20M的压实效果，干密度大、稳定性好。使用大激振力振动压路机既可以有效保证路基施工质量，还可以缩短工期，降低成本，并可以适用于应急抢修。 参考文献： [1] 李美江.道路材料振动压实特性研究[D].西安：长安大学，2002. [2] 王文杰.YZ32系列振动压路机在路基补强的应用[J].建设机械技术与管理，2011（6）：99101. [3] 田见效.高液限粘土路基填筑技术研究[D].西安：长安大学，2007. [4] JTG E60—2008，公路路基路面现场测试规程[S]. [5] 杜红庆. 粉性土路基变形沉降的有限元分析[D].济南：山东大学，2005. [6] 刘 鑫，洪宝宁.高液限土工程特性与路堤填筑方案[J].河海大学学报，2011，39（4）：436443. [7] 高大钊，袁聚云.土质学与土力学[M].北京： 人民交通出版社，2001. [责任编辑：袁宝燕] 3.2 沉降量 为了更好地评价压实工况，现场试验还采用水准仪观测每次碾压后的沉降量。为了提高观测精度，现场试验时，在不同深度试验段的表面设定1个观测点，再在距离观测点0.5 m处取4个点，并且这4个点和观测点呈“十”字分布，用水准仪观测这些点处的沉降情况，最后取5个点处的平均值作为沉降量。 表4沉降量观测数据表明，两种振动压路机碾压后沉降量随压实遍数增加逐渐增大，而且随着压实遍数的增加，沉降量变化速率越来越小。从表4也可以看出，大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M的压实效果完全不同。对于深度为60 cm的试验段，采用大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M每一遍碾压后，前者沉降量明显大于后者，并且沉降量之差与压实遍数呈正比关系。同样的规律，对于40、50、70 cm深的试验段，每一遍振动压实后， YZ32压路机的压密沉降量都大于SR20M 压路机的压密沉降量，而且第4遍碾压后的沉降量差值最大。从沉降量观测结果可以看出，与普通振动压路机SR20M相比较，采用大激振力振动压路机YZ32碾压高液限粘土试验段累积沉降量大，土体密实性和稳定性更好。 3.3 有效压实深度 筑路土体在压实功能的作用下，压应力随着深度增加而逐渐减小，其影响深度与土的性质、压实机械以及含水率有关。填土厚度应根据压实机械的有效压实厚度来确定，土层过厚，不仅下层的压实度达不到要求，而且上层的压实度也会受到不利的影响；填土过薄，不仅增加了填筑压实层数，降低压实功效，而且层与层之间结合差，不利于路基压实。 从图2可以看出，采用普通振动压路机SR20M碾压高液限粘土试验段，压密沉降量与高液限粘土铺筑厚度成反比关系。当试验段填料铺筑厚度为40 cm时，累积沉降量最大，土体最为密实，单位体积干密度最大，压实效果最好。采用大激振力振动压路机YZ32碾压高液限粘土试验段，当试验段深度为60 cm时，沉降量增长最快，累积沉降量最大，而且每一遍压实后其干密度最大，稳定性最好。因此，YZ32振动压路机可以对60 cm深度内的路基 路堤土体在行车荷载往复作用下将产生附加变形，主要表现为工后沉降及不均匀沉降，沉降变形会对路基路面产生较大破坏，进而影响结构实际使用寿命。目前实际计算中通常将行车荷载简化为静荷载，依据静土力学理论来计算路堤最终沉降量。在实际填筑高液限粘土路堤时，采用大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M碾压相同遍数，由于路堤密实度不同，沉降量也不同。本文通过室内固结试验和理论计算，对压路机YZ32和SR20M在最佳压实工况碾压4遍时的高液限粘土路堤最终沉降量进行研究分析。 4.1 路堤上部荷载条件 路堤所承受的荷载分为外部荷载（上部路面结构重力与行车荷载）和内部荷载（路堤自重）。取路面为半刚性沥青路面结构，结构层组合参数为：18 cm沥青混凝土面层+30 cm二灰稳定碎石基层+20 cm石灰土底基层，密度分别为2.3、2.3、1.7 g·cm-3，单位长度静线荷载按式（1）计算。为研究不同行车荷载的不同作用效果，取轮胎荷载分别为07、10、12、14 MPa四个水平进行分析。轮胎荷载经过路面结构的扩散作用再传递到路堤顶面，视半刚性沥青路面为刚性结构，采用应力扩散角（刚性角）的方法计算作用到路堤顶面的行车荷载，按式（2）计算。作用在路堤顶面外部的总荷载依据式（3）计算。 （3）式中：pm为路堤顶面的行车荷载；pc为路堤顶面的轮胎作用力；d为当量圆直径；h为路面厚度；α为应力扩散角；p为作用在路堤顶面外部的总荷载。 国内现行路面设计规范中规定的标准轴载双圆当量圆直径为21.3 cm，应力扩散角取45°，则路堤顶面的当量圆直径为157.3 cm，传递到路堤顶面的行车荷载分别为12.84、18.34、22.00、25.67 kPa。作用在路堤顶面外部总荷载分别为26.99、32.49、36.15和39.82 kPa。 4.2 最终沉降量计算方法 将高液限粘土路堤看成整体，采用积分法计算路堤最终沉降量，基本计算公式为s=av1+e0ph （4）式中：s为最终沉降量；av为压缩系数；e0为初始孔隙比。 计算时取路面宽度为245 m，路堤边坡坡度为1∶1.5，依据条形基底竖向均布荷载作用模型，在高液限粘土路堤内沿深度z取微小断面dz。根据力的平衡原理，微断面上部外荷载按式（5）计算pn=24.524.5+3zp （5） 微断面上部路堤土体自重σ=ρgz，微断面上部总荷载大小为pn+σ，则路堤最终沉降量计算公式为[57] 式中：ρ为土体密度（kg·m-3）；g为重力加速度（m·s-2）；h为路堤高度（m）；ρs为土粒密度（kg·m-3）；ω为土样含水率。 4.3 试验与计算结果 土粒密度主要取决于土粒矿物成分，不同土类土粒密度变化幅度不大，依据一般土的土粒密度值，取高液限粘土土粒密度为274 g·cm-3。对大激振力振动压路机YZ32和普通振动压路机SR20M试验段内干密度分别为1848 g·cm-3和1766 g·cm-3、含水率为176%的高液限粘土进行固结试验，计算出所对应的压缩系数分别为0178和0295。采用积分法依次计算路堤高度为4、6、8、10 m时的沉降量，计算结果如表5所示。 由最终沉降量计算结果可知：虽然路堤最终沉降量都满足《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ 017—96）中关于软土地基一般路段容许工后沉降不大于0.30 m的规定，但是在碾压相同遍数的情况下，采用大激振力振动压路机YZ32碾压后路堤的沉降量比普通振动压路机SR20M碾压后的小，稳定性好；并且压路机YZ32每层填筑厚度可以达到60 cm，而SR20M仅能达到40 cm。因此，采用大激振力振动压路机YZ32碾压高液限粘土路堤比普通振动压路机有着更好的压实效果。 5 结 语 通过试验段碾压对比可以看出，采用大激振力振动压路机YZ32压实高液限粘土路基填料，其压实效果明显好于普通振动压路机SR20M的压实效果，干密度大、稳定性好。使用大激振力振动压路机既可以有效保证路基施工质量，还可以缩短工期，降低成本，并可以适用于应急抢修。 参考文献： [1] 李美江.道路材料振动压实特性研究[D].西安：长安大学，2002. [2] 王文杰.YZ32系列振动压路机在路基补强的应用[J].建设机械技术与管理，2011（6）：99101. [3] 田见效.高液限粘土路基填筑技术研究[D].西安：长安大学，2007. [4] JTG E60—2008，公路路基路面现场测试规程[S]. [5] 杜红庆. 粉性土路基变形沉降的有限元分析[D].济南：山东大学，2005. [6] 刘 鑫，洪宝宁.高液限土工程特性与路堤填筑方案[J].河海大学学报，2011，39（4）：436443. [7] 高大钊，袁聚云.土质学与土力学[M].北京： 人民交通出版社，2001. [责任编辑：袁宝燕] |
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