公路工程高填方路基施工中沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用

白剛峰，劉文杰

(河南省大河筑路有限公司，河南 鄭州450000)

1 沖擊碾壓基本原理

在公路施工中沖擊碾壓技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。沖擊壓路機(jī)是一種利用形狀規(guī)則的沖擊輪對路基進(jìn)行加速循環(huán)滾動，以實現(xiàn)路面均勻、厚實效果的壓實設(shè)備。從物理角度分析，能量轉(zhuǎn)換中沖擊輪就是其中間器件，它的轉(zhuǎn)動可以使重力勢能和瞬態(tài)動能高效地變換為碾壓高速路基所需的能量，在利用率、環(huán)保等方面這種方式產(chǎn)生的沖擊能量具有顯著優(yōu)勢。相比傳統(tǒng)靜態(tài)壓實與振動壓實，選用沖擊壓路機(jī)在單位時間內(nèi)進(jìn)行沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用，一般可以對公路路基進(jìn)行兩次機(jī)械功，此時產(chǎn)生的低頻率、高振幅的沖擊波能夠更好地進(jìn)行路面碾壓工作，進(jìn)而增加路基的強(qiáng)度及抗?jié)B能力。

2 沖擊碾壓的技術(shù)效果

2.1 提高路基的整體強(qiáng)度和均勻性

經(jīng)過一些路段的測試發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過了沖擊壓路機(jī)的多次碾壓后，路基的平均彈性模量值有了很大的改善，路基的狀況也明顯變好。特別是在一些路段，沖壓了20 多遍之后，1.5 m 的層厚范圍內(nèi)其壓實度增加了3%～5%，同時路床頂面的1～1.5 m的地方形成了均勻、連續(xù)和密實的加固層，進(jìn)而提高了路基路面的整體與穩(wěn)定性。

2.2 減小路堤的工后沉降率

由于地形、環(huán)境等因素的影響，以及路堤壓實層厚和填料的不均勻，壓實不足、均勻性不好，一旦受到土石的自重密壓變形，就有可能形成拉伸和壓縮應(yīng)變區(qū)，使沉降差異變大。當(dāng)沉降量的梯度大于0.6%，就有可能發(fā)生變形裂縫。在山區(qū)的高填方路基上經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)縱向或者橫向裂縫。通過實驗和觀察可知，當(dāng)路基達(dá)到規(guī)定壓實度時，工后沉降率大致為0.4%，公路的正常使用受到嚴(yán)重影響。而高填方路堤運用沖擊碾壓技術(shù)進(jìn)行施工，卻能夠使工后的沉降率達(dá)到0.1%～0.15%，這樣能夠較好地避免差異變形而引發(fā)的裂縫。

2.3 特殊土地基的加固處理

公路建設(shè)中，為了將一些路基加固處理，傳統(tǒng)的方法大多是采取強(qiáng)夯法處理。而采用沖擊碾壓的創(chuàng)新技術(shù)，能夠促使?jié)裣菹禂?shù)降低，路面干密度上升，其技術(shù)指標(biāo)也已經(jīng)達(dá)到地基加固的質(zhì)量要求。并且在軟基上進(jìn)行填筑路堤，采取沖擊壓路機(jī)進(jìn)行分層碾壓的工藝，能夠在施工的過程中加速軟基固結(jié)速度，也有助于軟基的沉降固結(jié)。

3 沖擊碾壓技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用

3.1 高填方的補(bǔ)強(qiáng)處理

高填方路段出現(xiàn)的工后沉降現(xiàn)象，一直是造成路面下沉開裂的主要原因。在高填方路基的施工中，一般是采用普通的振動壓實設(shè)備，每間隔2 m 的層厚就進(jìn)行沖擊碾壓的補(bǔ)壓，這樣能夠用很小的經(jīng)濟(jì)投入獲得很好的壓實效果，能夠很好地解決高路堤工后的差異沉降問題，從而增強(qiáng)了路床的整體性和均勻性。

3.2 上路床與零填挖地段的處理

上路床與零填挖地段因其和路面的質(zhì)量密切相關(guān)，壓實度的要求往往超過95%，雖然普通的壓實設(shè)備同樣能夠達(dá)到要求，但是其壓實度沿著層厚方向的下降情況較為明顯。沖擊碾壓影響的深度可以達(dá)到1 m，能夠使整個路基的各層密實度曲線都趨于平緩，同時可以在路床頂面下大約1 m 的深度內(nèi)形成連續(xù)、均勻和密實的加固層，進(jìn)而提高了路基的綜合強(qiáng)度與承載力。

3.3 軟土地基加固的處理

軟土地基的處理，一旦運用排水固結(jié)的處理方法時，沖擊碾壓就對軟土地基形成加速沉降和加固的作用。沖擊壓路機(jī)向地面進(jìn)行沖擊能量施加后，土體開始受拉、壓作用，而軟土里的自由水通過塑料排水板排出，其速度得到明顯加快，從而使軟基的沉降固結(jié)速度加快。一些軟土地段，排水處治過程壓實設(shè)備難以就位進(jìn)行工作，考慮在路堤的填筑過程當(dāng)中運用沖擊壓路機(jī)進(jìn)行分層碾壓的工藝，在施工過程中提高軟基的固結(jié)速度，從而有助于軟基的沉降固結(jié)效果。

4 沖擊碾壓技術(shù)的質(zhì)量控制

1 )合理選用機(jī)型。當(dāng)前，我國生產(chǎn)的沖擊壓路機(jī)大概有10 多個廠家總共20 多個不同的型號類別，一旦機(jī)器使用不當(dāng)，就很難達(dá)到預(yù)期的施工效果。而經(jīng)眾多工程的實踐證明，對于路堤和路床進(jìn)行的檢驗性補(bǔ)壓和填石，以及土石混填路堤的分層壓實，最好使用25 KJ 三邊形的雙輪沖擊壓路機(jī)。2)因沖擊壓路機(jī)施工過程中將會產(chǎn)生較大的沖擊能量，在施工過程中，路面5 cm 范圍的土體含水量將會直接影響到碾壓效果。如路基具有較大含水量，極易出現(xiàn)彈簧、翻漿等情況，基于此，必須對路表面下方5 cm 范圍內(nèi)的含水量進(jìn)行嚴(yán)格控制，進(jìn)而提高施工效果。

5 結(jié)語

沖擊碾壓技術(shù)作為公路工程高填方路基施工的重要技術(shù)，施工企業(yè)在施工過程中必須嚴(yán)格按照每一道工序的規(guī)范要求，對各環(huán)節(jié)質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，防止各種質(zhì)量通病發(fā)生，確保整體工程施工質(zhì)量達(dá)到合格水平，并努力實現(xiàn)創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)。為此，我們必須加快研究，不斷采用新技術(shù)、新工藝，改善工作條件，提高工作效率，促使公路工程事業(yè)的快速發(fā)展。

［1］ 林濤.沖擊壓實技術(shù)在高速公路路基工程中的應(yīng)用［J］.中小企業(yè)管理與科技(上旬刊)，2011(3).