沖擊壓實技術在高速公路路基施工中的應用實踐

閆 峰 利

(山西省襄汾縣交通運輸局，山西 襄汾 041500)

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沖擊壓實技術在高速公路路基施工中的應用實踐

閆 峰 利

(山西省襄汾縣交通運輸局，山西 襄汾 041500)

結合工程案例，介紹了沖擊壓實技術在高速公路路基施工中的應用，闡述了其具體的施工工藝，提出沖擊碾壓技術的應用可提高路基的壓實度，也可提高路基的水穩定性及強度。

高速公路，路基工程，沖擊壓實技術

1 沖擊壓實技術

沖擊壓實技術是以沖擊碾壓技術的施工特點為依據并以沖擊式壓實機為實現手段的施工技術，而沖擊式壓實機主要依靠碾靜重壓力、振動力及沖擊力共同作用來實現壓實。沖擊壓實技術的作用原理為：在機械拖動行駛滾動中，配備壓實輪并以壓實輪的動能沖擊地面，以增加深層土體的沖擊能量；充分發揮壓實機的滾壓及揉壓作用，以促使土石顆粒間產生變形、剪切及位移，從而增加土體的密實度及提高土體的影響深度，并最終壓實深層土體；在牽引機的拖動下，壓實輪通過在地面上連續作用來壓實地基。根據沖擊壓實技術的作用原理可歸納出，此項技術具有下列特點：沖擊壓路機具有低頻高振幅的特點，此種壓路機的沖擊量高達15 kJ～30 kJ及荷載數據可達2 500 kN～3 500 kN,且能融合熱能與地面動能并產生沖擊作用，以起到強夯相重與振擊的效果；在沖擊壓實技術的應用中，可按下列公式計算及控制施工撓度：f=f1+f2+f3+f4，其中，f1,f2,f3,f4分別為除去預應力損失后預加力所產生的上拱度、梁段自身靜載所產生的下撓度、懸臂施工中臨時施工荷載所產生的下撓度、齡期增長期間混凝土的徐變系數；路基壓實中沖擊碾壓技術的應用可使路基的壓實度達到95%，同時亦可提高路基的水穩定性及強度。

2 沖擊壓實技術在高速公路路基施工中的應用

2.1 工程概況

某高速公路位于南亞熱帶氣候區。該區段的年均氣溫為21 ℃～23 ℃，年均降水量約為1 600 mm，具體集中于7月～9月，同時此路段屬于剝蝕殘丘龔崗堅硬～半堅硬層狀碎屑巖類工程地質區。此工程項目的高填方路基共5處，高路堤具體采用分層填筑+分層夯實的施工方式。就填高大于10 m且連續長度不小于80 m的填方路堤而言，每填高2 m的同時便沖擊碾壓20遍，同時填至94區頂后，再補壓20遍。

2.2 施工工藝

圖1為沖擊壓實施工工藝流程圖。

根據圖1，本章節側重從下列方面淺析沖擊壓實技術在高速公路路基施工中的應用。

2.2.1 準備工作

選擇一套壓實度檢測工具及一臺灑水車、平地機、牽引車、三邊形沖擊壓路機；待路基填土高度到沖擊高度后，用平地機整平路基表面，注意需確保平地機沖擊力的均勻傳遞，從而獲取最佳的沖擊碾壓效果；按沖擊碾壓作業面長度及下列要求，布置好沉降與壓實度檢測面：就長度小于200 m的沖擊碾壓工作段設2個檢測斷面，同時就長度為200 m～400 m及大于500 m的沖擊碾壓工作段分別設3個、4個沉降觀測斷面；在沖擊碾壓之前，準確埋設所有沉降觀測點的標志，同時準確記錄高程觀測數據，且注意：所有沉降檢測斷面均應設3點，并在所有壓實度檢測斷面的中線側邊檢測1點。

2.2.2 施工工藝要求

1)選用雙輪三邊形沖擊壓路機，即按錯輪+不重疊輪跡的方式進行沖擊碾壓，具體碾壓20遍，但在碾壓時，應對下列施工點進行質量控制：按錯峰壓實的方式沖壓5遍后，再轉變沖壓方向；沖壓10遍、15遍及20遍之后，再分別檢測相同部位的高程與壓實度，然后再與沖壓之前的高程與壓實度進行比對，以了解沖壓后的路基沉降與壓實效果，從而得出碾壓遍數與碾壓方法的最優值。

2)當場地寬度比沖擊壓路機轉彎半徑大出4倍時，從道路中心線將場地劃分成相互對稱的兩份，并按圖2a)的沖壓方式進行壓實作業；當施工場地寬度比沖擊壓路機轉彎半徑小4倍時，則按圖2b)的沖壓方式進行壓實作業，同時根據客觀實際，將所需的轉彎場地設在施工場地的端部。

3)沖擊碾壓時，首先應將沖擊壓路機的行進速度控制在10 km/h～15 km/h，然后再以轉圈的方式從路基的某一側面向對側沖壓，具體按“先兩邊、后中間錯輪”的順序開展沖壓作業，且注意輪跡完全覆蓋路基表面記為沖壓1遍。

4)沖擊碾壓時，若路基壓實度受到輪跡過深的影響，則應先用平地機平整，然后再繼續開展沖壓作業；若路基表面揚塵現象嚴重，則應先灑水(用灑水車)，然后再繼續開展沖壓作業。

5)當沖擊碾壓作業完畢后，先用平地機對沖擊碾壓路段進行整平作業后，再用重型鋼輪壓路機對路基表面進行碾壓平整作業。

2.3 實際應用

工程施工方分別在K113+600～K113+760，K118+240～K118+320高路堤的94區按10遍、15遍、20遍設2個斷面(每個斷面設3個點)，然后再開展比對試驗。

1)現場記錄資料顯示，路基沖壓10遍時，分別就K113+700，K113+740，K118+280及K118+320斷面的左右兩側、中間部位共12個點的沉降量做了檢測。檢測結果表明，此12個點的最小、最大沉降量分別為3 mm，52 mm，沉降量均值為28 mm。與沉降量檢測相同，共就12個點的壓實度做了檢測。檢測結果表明，12個點的壓實度最大增加2.2%、最小增加0.2%，平均增加1.22%。

2)在路基沖擊碾壓15遍時，12個點的最小、最大沉降量分別為6 mm，52 mm，沉降量均值為32 mm。與沖擊碾壓之前相比，路基的壓實度最大增加2.7%、最小增加0.5%，平均增加1.45%。

3)在路基沖擊碾壓20遍時，12個點的最小、最大沉降量分別為7 mm，58 mm，沉降量均值為35 mm。與沖擊碾壓之前相比，路基壓實度最大增加3.0%、最小增加0.6%，平均增加2%。

現用黃河標準車對該高速公路的彎沉值進行檢測。檢測結果表明，補壓之前的彎沉值均值為220.8 mm，補壓之后的彎沉值均值為172.4 mm。可見，沖擊壓實技術的應用可大幅度提高高速公路路堤的整體強度。試驗結果表明，就K113+600～K113+760，K118+240～K118+320路堤94區而言，用YCJ25型沖擊壓路機沖壓20遍后，路堤壓實度均可升至96.6%；下沉深度與路基高度分別升至35 mm，8 m，由此得出此沖擊碾壓路段的沉降率為0.4%。可見，此高速公路路基施工對沖擊壓實技術的應用效果顯著。

3 討論

綜上所述，沖擊壓實技術在高速公路路基施工中的應用極具價值，如提高高填方路堤的均勻性及整體強度；減輕路面的早期損壞率；縮短高填方路堤的沉降時間，以控制路基的工后沉降量。但此應用過程應注意下列事項。

3.1 嚴格控制作業路段的長度

高速公路路基對沖擊壓實技術的應用中，沖擊壓路機所需的調頭范圍較大，若壓實作業路段的長度過短，則壓路機的頻繁調頭會對施工效率產生不良影響，因此作業路段的長度應足夠長，以實現充實壓路機的連續作業，從而提高施工效率。

3.2 嚴格控制路基土體的含水量

沖擊壓路機作業過程所需的沖擊能量較大，且路表以下50 cm的土體含水量會對沖擊壓路機的沖擊壓實效果產生影響，若此深度范圍的土體含水量過大，則會引起系列公路病害，因此務必控制好路基土體的含水量，即在施工之前，對含水量過大的土體進行晾曬處理，以使土體含水量與施工要求相符，同時應就含水量嚴重超標的部位挖掘出符合規格的臨時性排水溝或排除積水部位的積水。

[1]牛程玲.壓實技術在公路路基施工中的應用分析.企業技術開發,2012(Z1):82-83.

[2]秦勝棟.淺析公路路基拓寬施工中的強夯技術應用.企業技術開發,2012(Z1):84-85.

[3]游 筠.S310線麥蓋提——喀什高速公路特殊路基施工質量控制措施.華東公路,2015(1):20-22.

[4]張淮連.公路路基施工過程中壓實技術的應用探討.江西建材,2015(5):182-183.

[5]尹亞青.沖擊碾壓技術在路基工程施工中的應用.科技展望,2015(2):45.

The application practice of impact compaction technology in highway sub-grade construction

Yan Fengli

(ShanxiXiangfenTransportationBureau,Xiangfen041500,China)

Combining with the engineering cases, this paper introduced the application of impact compaction technology in highway sub-grade construction, elaborated the specific construction process, proposed the application of impact rolling technology could improve the sub-grade compaction, also could improve the sub-grade water stability and strength.

highway, sub-grade engineering, impact compaction technology

1009-6825(2015)18-0154-02

2015-04-18

閆峰利(1971- )，男，助理工程師

U416.1

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