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【摘 要】论文对潮湿地区高液限红粘土工程特性和压实的物理过程进行了分析，依托工程实例对压实试验路段进行了压实试验。结果表明：随着深度的增加压实度逐渐减小;土体偏湿时，压实度沿深度变化不大。
【关键词】高液限红粘土；压实试验；压实控制
高液限红粘土是一种特殊的路基填筑材料，具有高含水率、高液限、高塑性、高孔隙比等特殊的工程性质，且在路基施工中压实相当困难。再加上南方地区雨水多，在干湿循环作用和反复的交通荷载作用下红粘土路基的长期强度和稳定性下降，使得路基产生多种病害。如何使用高液限红粘土填筑路基、如何压实及施工等，都是迫切需要深入研究的。
1 潮湿地区高液限红粘土工程特性分析
红粘土作为一类典型的特殊土,其工程性质独特,一方面其具有高含水量、高塑性、高孔隙比、密度低、压实性差不，良物理性质。湖南的高液限土(红粘土)普遍具有“高液限(50%~80%)、高塑性指数(IP>26%)、高天然含水量(28%~45%)”的特点。其作为路堤填料主要存在以下几个工程问题:①天然含水率问题,高液限土的天然含水量高,要降低至最佳含水量附近很困难,如果含水量低至太多,则土体很坚硬,难以粉碎;②水稳定性问题,高液限土的水稳定性不好。按照最佳含水量进行填筑,对路基的稳定性不利;③压实度问题,由于填筑含水量一般都较高,土块成团现象普遍,路堤会很难压实。
2 潮湿地区高液限红粘土路基压实的物理过程
用某种工具或机械对路基或路面结构材料进行压实，在压实机具的短时间荷载或振动荷载作用下，将产生几种不同的物理过程。
2.1 路基压实使大小土块重新排列或互相靠近。
2.2 砂粒和粉粒在压实功和粒间水膜的润滑作用下产生滑动，使单个土颗粒之间重新排列和互相靠近。
2.3 使土块内部的土颗粒重新排列和互相靠近。
2.4 使小颗粒进入大颗粒的孔隙中。
3 潮湿地区高液限红粘土路基压实试验
3.1 红粘土试验段碾压方案
高液限土路基填筑试验路段位于M高速6标，该路段填料天然含水率为34~36%，高于最优击实含水率10个点左右，天然含水率高，要达到较好得碾压效果必须降低土体的含水率。为此，施工单位配备了拖拉机犁以便翻晒土料，另外开辟场地晾晒填料，这为如期完成试验提供了有力的保障。本次试验路段采用环刀法检测压实度。在M标试验段建设过程中，主要考虑了填料的含水率、压实机械组合和松铺度三个影响路基压实效果的主要因素。各因素考虑的水平如下，填料含水率:天然水率(，)、(一3%)、(一6%)，其中(，)表示天然含水率;压实机械组合光面轮、凸块碾、光面+凸块碾;松铺厚度:25cm、30cm、35cm。
3.2 现场碾压试验总结
3.2.1 压实度随深度的变化规律
整个试验过程中，都检测了每一遍机械压实后的沿深度变化的压实度。现选取了2种不同机械组合在某种具体条件下压实度随深度的变化情况，如图1。
(a)光面碾碾压， (b)凸块碾碾压
图1 含水率32.2%，松铺厚度30cm
在不同含水率情况下，压实度沿深度的变化规律也有差异。天然含水率状态，松铺30cm进行直接碾压，土层底部压实度很难得到显著的提高。偏干时则由于土颗粒之间缺乏足够的水分进行润滑又很难压实，即使利用强振其有效影响深度也很浅。在含水率27.7%、松铺厚度25cm的工况下，三种机械组合对应下的压实度在12cm处就急剧衰减，说明底部压实效果不佳。
3.2.2 不同含水率和碾压机械作用下压实度与碾压遍数关系
光面和凸块联合碾压的情况:光面先上若干遍至压实度不再提高后再加凸块两遍所有碾压工况都在碾压前利用光面轮进行静碾一遍。
现场碾压结论：
（1）三种机械组合中，仅用凸块碾的效果最好，仅用光面振动碾的效果最差，光面振动与凸块碾两者联合作用的效果居中，碾压遍数以3-5遍为宜。
（2）所有工况下，压实度沿着深度的变化呈现相同的变化规律，即随着深度的增加压实度逐渐减小;土体偏湿时，压实度沿深度变化不大;偏干时，红粘土的成团现象比较明显，尤其是碾压层下部的土颗粒之间缺乏水分的润滑作用很难在压实作用下相互靠拢，压实度沿深度变化大。
（3）含水率为34.5%时(天然含水率)，土体压实度最高可达87.5%，在碾压过程中控制碾压遍数，否则会出现橡皮土现象;含水率降为犯.2%时，土体压实度最高可达88.7%;土体含水率为30.4%时，压实度最高可达91.6%;当含水率降低超过6个百分点，即降为28.2%时，土体压实度可在93%以上。
3.2.3 碾压工艺
（1）松铺厚度:根据试验路结果，M高速填土松铺厚度宜控制在25~30cm之间。
（2）碾压机械及遍数:推荐M高速公路采用自重18T以上的凸块振动碾作为碾压机械(碾压前采用光面轮静压一遍)，碾压遍数以3-5遍为宜，具体遍数可根据各标段试验路确定。
参考文献：
[1]郝中海，崔江余.粘土压实特性分析研究[J1.工程力学，2003年增刊，192-195.
[2]龚新法.标准击实试验的一种数据处理方法研究[J].华东交通大学学报，2004，21(5):74-76.
[3]陈礼彪，用最佳压实理论修筑高塑性粘土路基的试验研究[J]公路，1997，12:14-17.
【关键词】高液限红粘土；压实试验；压实控制
高液限红粘土是一种特殊的路基填筑材料，具有高含水率、高液限、高塑性、高孔隙比等特殊的工程性质，且在路基施工中压实相当困难。再加上南方地区雨水多，在干湿循环作用和反复的交通荷载作用下红粘土路基的长期强度和稳定性下降，使得路基产生多种病害。如何使用高液限红粘土填筑路基、如何压实及施工等，都是迫切需要深入研究的。
1 潮湿地区高液限红粘土工程特性分析
红粘土作为一类典型的特殊土,其工程性质独特,一方面其具有高含水量、高塑性、高孔隙比、密度低、压实性差不，良物理性质。湖南的高液限土(红粘土)普遍具有“高液限(50%~80%)、高塑性指数(IP>26%)、高天然含水量(28%~45%)”的特点。其作为路堤填料主要存在以下几个工程问题:①天然含水率问题,高液限土的天然含水量高,要降低至最佳含水量附近很困难,如果含水量低至太多,则土体很坚硬,难以粉碎;②水稳定性问题,高液限土的水稳定性不好。按照最佳含水量进行填筑,对路基的稳定性不利;③压实度问题,由于填筑含水量一般都较高,土块成团现象普遍,路堤会很难压实。
2 潮湿地区高液限红粘土路基压实的物理过程
用某种工具或机械对路基或路面结构材料进行压实，在压实机具的短时间荷载或振动荷载作用下，将产生几种不同的物理过程。
2.1 路基压实使大小土块重新排列或互相靠近。
2.2 砂粒和粉粒在压实功和粒间水膜的润滑作用下产生滑动，使单个土颗粒之间重新排列和互相靠近。
2.3 使土块内部的土颗粒重新排列和互相靠近。
2.4 使小颗粒进入大颗粒的孔隙中。
3 潮湿地区高液限红粘土路基压实试验
3.1 红粘土试验段碾压方案
高液限土路基填筑试验路段位于M高速6标，该路段填料天然含水率为34~36%，高于最优击实含水率10个点左右，天然含水率高，要达到较好得碾压效果必须降低土体的含水率。为此，施工单位配备了拖拉机犁以便翻晒土料，另外开辟场地晾晒填料，这为如期完成试验提供了有力的保障。本次试验路段采用环刀法检测压实度。在M标试验段建设过程中，主要考虑了填料的含水率、压实机械组合和松铺度三个影响路基压实效果的主要因素。各因素考虑的水平如下，填料含水率:天然水率(，)、(一3%)、(一6%)，其中(，)表示天然含水率;压实机械组合光面轮、凸块碾、光面+凸块碾;松铺厚度:25cm、30cm、35cm。
3.2 现场碾压试验总结
3.2.1 压实度随深度的变化规律
整个试验过程中，都检测了每一遍机械压实后的沿深度变化的压实度。现选取了2种不同机械组合在某种具体条件下压实度随深度的变化情况，如图1。
(a)光面碾碾压， (b)凸块碾碾压
图1 含水率32.2%，松铺厚度30cm
在不同含水率情况下，压实度沿深度的变化规律也有差异。天然含水率状态，松铺30cm进行直接碾压，土层底部压实度很难得到显著的提高。偏干时则由于土颗粒之间缺乏足够的水分进行润滑又很难压实，即使利用强振其有效影响深度也很浅。在含水率27.7%、松铺厚度25cm的工况下，三种机械组合对应下的压实度在12cm处就急剧衰减，说明底部压实效果不佳。
3.2.2 不同含水率和碾压机械作用下压实度与碾压遍数关系
光面和凸块联合碾压的情况:光面先上若干遍至压实度不再提高后再加凸块两遍所有碾压工况都在碾压前利用光面轮进行静碾一遍。
现场碾压结论：
（1）三种机械组合中，仅用凸块碾的效果最好，仅用光面振动碾的效果最差，光面振动与凸块碾两者联合作用的效果居中，碾压遍数以3-5遍为宜。
（2）所有工况下，压实度沿着深度的变化呈现相同的变化规律，即随着深度的增加压实度逐渐减小;土体偏湿时，压实度沿深度变化不大;偏干时，红粘土的成团现象比较明显，尤其是碾压层下部的土颗粒之间缺乏水分的润滑作用很难在压实作用下相互靠拢，压实度沿深度变化大。
（3）含水率为34.5%时(天然含水率)，土体压实度最高可达87.5%，在碾压过程中控制碾压遍数，否则会出现橡皮土现象;含水率降为犯.2%时，土体压实度最高可达88.7%;土体含水率为30.4%时，压实度最高可达91.6%;当含水率降低超过6个百分点，即降为28.2%时，土体压实度可在93%以上。
3.2.3 碾压工艺
（1）松铺厚度:根据试验路结果，M高速填土松铺厚度宜控制在25~30cm之间。
（2）碾压机械及遍数:推荐M高速公路采用自重18T以上的凸块振动碾作为碾压机械(碾压前采用光面轮静压一遍)，碾压遍数以3-5遍为宜，具体遍数可根据各标段试验路确定。
参考文献：
[1]郝中海，崔江余.粘土压实特性分析研究[J1.工程力学，2003年增刊，192-195.
[2]龚新法.标准击实试验的一种数据处理方法研究[J].华东交通大学学报，2004，21(5):74-76.
[3]陈礼彪，用最佳压实理论修筑高塑性粘土路基的试验研究[J]公路，1997，12:14-17.