沖擊碾壓在公路工程中的應用

徐如波

（上海浦東路橋建設股份有限公司，上海市 201210）

沖擊碾壓在公路工程中的應用

徐如波

（上海浦東路橋建設股份有限公司，上海市 201210）

S31省道諸暨王家湖至五泄段改建工程，路基填料為宕渣（土石混合料），填方量約為250萬m3，挖方量約為196萬m3。受諸暨陰雨天氣影響，路基土石方工程整體施工進度滯后，工前沉降無法滿足路面基層施工要求。為了保證路基施工質量，避免造成高填方路段滑坡、塌方、路面沉降裂縫等病害，對已施工至路床頂段落，采用YP35沖擊式壓路機進行沖擊壓實，加速工前沉降，減少工后不均勻沉降。

路基工程；沖擊壓實；工前沉降

1 工程概況

諸暨S31省道王家湖至五泄段改建工程為城市三環線東南段，按一級公路標準結合城市道路標準進行設計，設計時速為80 km/h。其中K0+000-K15+ 100段路基寬度為46.5 m；K15+100-K15+870段路基寬度為22.75 m；K15+870-K17+279.709段路基寬度為16 m；K17+279.709-K26+358.788段路基寬度為24.5 m。考慮到路基土石方平衡，道路沿線范圍內張莊山體、馬嶺下山體、樓成山體及隧道出口四座山體，爆破出的土石混合料就近調配作為路基填料。

2 采用沖擊壓實必要性分析

該工程作為諸暨市的重點工程，按照一級公路結合城市快速路標準進行設計建設，采用BT模式進行承建，回購期為3 a。其次是開山爆破出土石料，粒徑普遍偏大，尤其是馬嶺下山體近50萬m3，石料強度偏高，采用破碎機械無法破碎至設計要求的粒徑范圍。宕渣作為路基土方石填料，大小塊混雜，石質各不相同，碾壓成型后，最易造成壓實度不均勻，對路基整體壓實度影響較大。再次，施工期間受異常陰雨天氣影響，造成路基土石方分部分項工程滯后，無法采用延長施工工期方案，來保證路基的自然沉降。基于以上三個主要原因，為了保證路基施工質量，進而確保項目交工后3 a順利回購，經項目部決策層決定，采用沖擊式壓路機對已施工路床頂的段落進行沖擊壓實，加速路基工前沉降，減少路基不均勻沉降。

3 路床頂標高拋高分析

路基沉降主要分為兩方面，一是地基沉降，二是填筑層壓縮沉降。路基在初始填筑過程中，原地面地基或經過軟基處理的地基具有一定的承載力，能承受一定填土高度的壓力，地基所承受的壓力在容許承載力范圍內。路基高度的填筑，至一定高度時，即填土產生的壓力等于地基承載力，地基受力處于極限狀態。當路基高度繼續增加時，地基所承受的壓力超過地基的承載力，原地基結構被破壞，地基土顆粒在填筑層土壓力的作用下重新排列成新的結構，地基的承載力得到增強。為盡量減少路基填筑層壓縮沉降，在路基施工時，應分層回填碾壓，并嚴格控制分層回填厚度（松鋪厚度），控制在30 cm范圍內。隨著路基填筑完成，地基所受填土產生的壓力暫時處于穩定，但是由于受多種因素影響（后期施工、行車、自然因素等），路基還不能立刻穩定下來，一般需要八個月至一年時間。采用沖擊壓實，勢必造成路床沉降，根據施工原始記錄，原地面為農田、魚塘、溝塘及礦洞、高填方等處，初步建議路床頂標高拋高10 cm，其余路段暫按8 cm拋高值進行拋高。

4 沖擊壓路機工作原理及特點

沖擊式壓路機的主要工作裝置是“三花瓣式”非圓柱形滾動體結構，在牽引力作用下滾動，滾動過程中距輪軸中心最遠點著地時儲備的勢能和瞬時動能轉化為距輪心最近處著地的動能沖擊地面，再加上蓄能器液壓能瞬時釋放，同時作用于地面達到壓實沖擊路基的效果。強大的沖擊能量作用于地面的同時，地面的反作用力又傳向輪軸、機架和牽引車輛。設置多級緩沖結構成為必要：牽引軸處采用緩沖彈簧，搖臂限位處采用緩沖橡膠塊，搖臂的另一端采用緩沖油缸和貯能器，沖擊輪與拖架之間采用橡膠套，沖擊輪與輪轂間采用減震器等。諸多緩沖設置，大大減小了沖擊力對機架本身和牽引車的沖擊。

工作特點：（1）每小時壓實的基礎可高達20000m2；（2）平均工作速度為 10～15 km/h；（3）每次填方厚度為800～1 200 mm；（4）壓實影響深度可高達6 m (振動壓路機的最佳壓實厚度200～500 mm)。

其施工現場及沖擊壓實設備見圖1、圖2所示。

圖1 現場施工實景

圖2 沖擊壓實設備實景

5 沖擊壓實方式及遍數確定

沖擊壓實根據開行方式，由驅動設備拉著“三花瓣式”非圓柱體滾動向前，壓實方式只能采用圈轉套壓法，要求開行的工作面較大，該項目的路基寬度為46.5 m，現場碾壓操作200 m長度作為一個施工段。圈轉套壓法相比較進退錯距法生產效率較高，但碾壓中轉彎套壓交接處重壓過多，易超壓。當轉彎半徑小時，容易引起土層扭曲，產生剪力破環，在轉彎的四角容易漏壓。對此，施工單位項目部特指派一名施工員督促沖擊碾壓質量，確保轉彎的四角不留死角、不漏壓。

選取150 m土方填筑路段作為試驗路段，采用YP35沖擊式壓路機對路基頂進行沖擊碾壓，壓實遍數分別為10遍、20遍、30遍、40遍，試驗檢測人員及時對路基頂面30～50 cm處的壓實度進行現場檢測，并將收集的數據進行處理計算，平均壓實度分別為96.3、97.8、98.2、98.3。項目部從經濟角度、進度角度綜合考慮，最終確定沖擊碾壓10遍作為標準，個別路段適當增加3～4遍。沖擊壓實機通過低頻率、大振幅、高能量沖擊土體，在路基下形成一個 2 m左右厚的連續穩定的加強層，對提高諸暨城市三環線使用壽命極為重要。而表面則憑借所獲得的沉降量直觀地檢測路基的壓實質量，并在這種檢測中使其得到補強，被筑路行業稱之為“檢測性增強補壓“這種大面積的 100%的檢測是其它任何檢測手段無法涉及的。對于宕渣這種填料的路基，無法采用傳統的灌砂、灌水檢測壓實度，沖擊碾壓能直觀地檢驗路基的施工質量。

6 結語

該項目從2015年3月11日租賃一臺沖擊壓路機進場，指派專人負責，要求沖擊壓路機駕駛員每天至少工作9 h，對公路沿線全部施工段落進行沖擊碾壓10遍以上，于8月中旬退場。因工期較緊，及時組織水穩碎石基層施工，對養護到位水穩層頂面進行裂縫排查，未發現因路基沉降產生大面積縱縫、橫縫。由此驗證，路基經過沖擊碾壓，效果很明顯，為上海浦東路橋建設公司進入浙江市場贏得了口碑。

成昆鐵路擴能改造工程成都至峨眉段建設進入到攻堅階段

目前，成昆鐵路擴能改造工程成都至峨眉段建設進入到攻堅階段，架梁、站改、路基等工程在緊張進行施工，一些控制性工程節點目標已實現。該工程全長131 km，設計時速160 km，于2013年底開工建設，預計年底開通投用。

U416.1

B

1009-7716（2016）05-0154-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.043

2016-03-08

徐如波（1980-），男，江蘇淮安人，工程師，從事公路工程施工技術管理工作。