黏土质砾与粉土质砾的压实度变化与比较

吴鹏

摘要：天然土有大小不同的粒径组成，粒径一般是连续变化的，为了描述方便，工程上将大小相近的土粒合并成组，称为粒组。在路基工程中，常依据土在压实后的工程性质能否满足要求而分为A、B、C、D、E五组。路基基床底层多采用AB组作为填料，下面我们来探讨下AB组填料。

关键词： 黏土质砾，粉土质砾，粒组，压实度

某工地采用2种天然填料充当AB组填料，分别来自思林料场和祥州料场。两种料场的AB组填料常规试验数据如下：

由上表根據土径的分布范围（Cu）和分布形状（Cc）可以看出思林料场的填料和祥州料场的填料都为A组填料；根据塑性指标可以看出思林料场填料为黏土质砾，祥州料场的填料为粉土质砾。

为了搞清两种填料随着有效应力变化，它们的压实度变化情况，我标段于DK157+000-DK157+120段和DK157+160-DK157+280段进行了路基填筑试验段施工，试验段各长120m。根据路基填筑试验段方案，我部于2012年12月18日 开始组织施工，到目前为止成功的取得了路基填筑施工所需要的重要参数和试验数据。

DK157+000-DK157+120段采用思林取土场土样最佳含水率为8.20%，DK157+160-DK157+280段采用祥州取土场土样最佳含水率为5.95%。碾压前检测含水率，若实测含水率超出最佳含水率-2%～+2%范围，须予晾晒或洒水。碾压按照初压→复压→终压的次序进行。压实原则一般应先轻压静压（初压）→再重压、振压（复压）→后静压（终压）整形。碾压时先碾两侧，再碾压中间，轮迹搭接一般不小于40cm。压路机的碾压速度，开始两遍采用1.5～1.7km/h，以后采用2.0～2.5km/h。压路机不可在已完成或正在碾压的地段调头和急刹车。边角处不适宜大型压路机作业的地方，先用小型振动压路机或手扶式振动夯振压，不留死角。松铺厚度为35cm，设计碾压形式分4种：

a.碾压4遍：静压1遍，弱振1遍，强振1遍，静压1遍。

b.碾压5遍：静压1遍，弱振1遍，强振2遍，静压1遍。

c.碾压6遍：静压1遍，弱振1遍，强振3遍，静压1遍。

d.碾压7遍：静压1遍，弱振1遍，强振3遍，静压2遍

试验在碾压第三遍过后，填层每碾压一遍检测地基系数K30、压实系数K、变形模量EVd值。：

DK157+000-DK157+120段黏土质砾填料结果如下：

DK157+160-DK157+280段粉土质砾填料结果如下：

绘出碾压遍数与K30值、变形模量EVd值、压实系数K的变化曲线关系图，

通过图形比较可以看出思林料场的黏土质砾比祥州料场的粉土质砾在碾压遍数少时，压实度大，但是随着碾压遍数的增加思林料场的黏土质砾的压实度没有祥州料场的粉土质砾的压实度变化明显，而最终结果是祥州料场的粉土质砾的压实度要大一些。土的变形和强度只随有效应力而变化，土的体积变形常表现为体积缩小，这种在外力作用下土体积缩小的特性称为土的压缩性，土体的压缩变形主要是由于孔隙的减小所引起的。土是三相体，土体受外力引起的压缩，包括三部分：

1.土粒固体部分压缩：

2.土体内孔隙中水的压缩：

3.水和空气从孔隙中被挤出以及封闭气体被压缩。

粉土成蜂窝状结构，在成土过程中，颗粒之间引力大于重力，在静压过程中，粉土颗粒由于引力和镶嵌作用难以产生滑移，只是减小了颗粒之间的空隙，粉土静压难以压实；粉土在振压状态下，可以使颗粒之间发生滑移，较小的颗粒可以滑移到大颗粒之间的空隙中，起到填充作用，压实效果有明显提高。

黏土成絮状结构，颗粒之间的斥力可以充分发挥，故静压状态下，黏土颗粒易发生滑移，较小的颗粒可以滑移到大颗粒之间的空隙中，起到填充作用，易压实；在振压状态下，黏土后期压实效果变化不明显。

通过本次试验记录对比分析，思林料场的黏土质砾的最佳碾压组合为：静压1遍、弱振1遍、强振3遍、静压1遍；祥州料场的粉土质砾最佳碾压组合为：静压1遍、弱振1遍、强振3遍、静压2遍。