高速公路路基施工中沖擊碾壓技術的運用分析

張 春 艷

(山西運城路橋有限責任公司，山西 運城 044000)

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高速公路路基施工中沖擊碾壓技術的運用分析

張 春 艷

(山西運城路橋有限責任公司，山西 運城 044000)

介紹了高速公路路基施工中沖擊碾壓技術的特點，并結合工程實例，進行了沖擊壓實試驗，闡述了路基沖擊碾壓的施工質量控制措施，指出沖擊碾壓技術可以提升路基的穩定性，降低工后沉降率。

高速公路，路基，沖擊碾壓技術，壓實度

0 引言

路基是用石料或土修筑的線形結構物，具體用來承載路面重力、行車荷載及自身的巖土自重。與普通公路相比，高速公路所承載的震動和重量更大，因此也對路基的施工提出更高的要求。路基施工技術是路基施工質量的保障性條件。為此，一種新型的路基加固處理技術應運而生——沖擊碾壓技術。下文首先介紹沖擊碾壓技術的作用機理，然后再舉例分析沖擊碾壓技術在高速公路路基施工中的應用，以供同行借鑒。

1 沖擊碾壓技術及特點

沖擊壓路機是一種利用非圓形沖擊輪來快速滾動沖擊碾壓施工作業面的拖式壓實機械。沖擊輪運行過程，高位的勢能及瞬時動能在低位時直接轉換成對作業面的沖擊能。沖擊壓路機的碾壓邊按順序對路面進行連續沖擊，以使土體被碾壓密實，從而壓實路基。根據沖擊壓路機的作用原理可歸納出，沖擊碾壓的技術特點如下：

1)填料壓實時，沖擊碾壓的壓實層厚0.6 m～1.5 m，約為傳統壓路機的2倍～3倍，且沖擊碾壓的壓實效率超過傳統壓路機的3倍；2)原位地基壓實時，沖擊碾壓的有效加固深度為2 m及影響深度為4 m～5 m；3)相對于強夯法，沖擊碾壓的加固深度更小，但對大面積淺層地基進行加固時，沖擊碾壓技術卻表現出降低施工成本、縮短施工工期的優越性。

此外，據室內實驗和現場試驗數據顯示，即使壓實度達到要求的路基也存在約0.4%的工后沉降率；在斜坡地形的路基斷面存在更大的沉降量，且當兩點的沉降量梯度大于0.6%，易出現變形裂縫，而若采用沖擊碾壓技術，可使路基的工后沉降率降至0.1%～0.15%，從而可規避差異變形裂縫的產生。正因為沖擊碾壓技術無可比擬的優勢，現正被廣泛應用于公路等不良地基及軟弱地基的加固處理中。

2 沖擊碾壓技術在高速公路路基施工中的應用

某高速公路路基的土石挖方69萬m3，填方80萬m3。全線有5處高填方路段，最高填方為18 m。考慮到工程的工期較緊，施工方決定采用沖擊碾壓技術壓實路基，以降低路基的工后沉降量及保證路基的施工質量。下文是針對K6+560～K6+660標段高填方路基所開展的沖擊壓實試驗，試驗段全長100 m，分布著粘性土質。

2.1 沖擊壓實試驗

1)布置測點。試驗路段上共設8個壓實度測點、2個壓實度測點斷面，且每個斷面再設4個測點，具體按以下方案布設測點：距離路基中心線約5 m的位置各設1個測點；距離路基中心線約10 m的位置各設一個測點；用水準儀按照10%10 m的網格抄平測點的下沉量，最后取平均值，以測定路基碾壓前與碾壓后的相對高程。

2)測試結果。表1為不同沖擊碾壓遍數的下沉量測試值。圖1為不同沖擊碾壓遍數的壓實度測試曲線。

表1 不同碾壓遍數的沉降量值

根據表1，圖1可知，填方路基頂面的下沉量與沖擊碾壓遍數成正比，且碾壓0遍～10遍的下沉量較明顯，碾壓10遍～20遍的下沉量較緩慢；當碾壓20遍時，形成密實且均勻的加固硬層。但沖擊壓實機在碾壓時產生的水平力不僅在路基表面形成波浪，并會在破壞表層的土體結構之后，形成厚2 cm～5 cm的浮土層，因此在檢測路基壓實度0 cm～20 cm時，應將松散土層去除。沖碾20遍之后，路基的壓實度大于97%，且無論淺層或深層，土體壓實度的增值均較大，由此說明沖擊碾壓對提高路基的壓實度和均勻性均有重要作用，從而實現控制路基工后沉降的目的。

2.2 高速公路路基沖擊碾壓的施工質量控制

沖擊碾壓技術的施工流程為：地基檢測→測量放樣→填土穩壓和整平→埋設檢測點→沖擊碾壓→質量檢測。據此工藝流程，本文分別從以下幾點討論高速公路路基沖擊碾壓的施工及質量控制。

1)施工準備。

沖碾施工之前，統計分析沖擊路段的物理力學性能，從而得出路基土體的最大干密度、最佳含水量、液塑限及GBR值等，同時按試驗所示要求布設測點，并用白灰標記。在施工的準備階段，應合理選定施工所用的機型。當前市面上的沖擊壓路機類別繁多，一旦使用不當，便會影響到最終的碾壓結果。根據分層壓實的試驗數據，本工程擬選用25kj型三邊和五邊形雙輪沖擊壓路機。

2)沖擊碾壓施工。

a.研究表明，沖擊碾壓施工時，沖壓的方法、 順序、速度及遍數均會影響到最終的沖碾效果。據此，根據施工要求及沖擊碾壓的技術原理，施工方決定采用以下作業方案：壓路機先從高速公路路基的單側駛向道路中間，并在轉彎之后駛回起點，然后再駛向路基兩側，注意牽引機車在行駛時，應確保壓實輪前后輪跡的重疊率大于30%，從而保障路基沖擊碾壓的施工質量。

b.沖擊壓路機的壓實功能很強，且重型壓實度含水量的擴大范圍不超出最佳含水量的范圍，則土壤的稠度應不小于1.1～1.2，否則當土層厚度為80 cm～100 cm時，沖擊碾壓施工會使土壤變為彈簧土，難以壓實。

c.沖擊碾壓施工過程，應控制好機具與建筑物之間的安全距離，即沖擊壓路機輪邊應與建筑物保持1 m的安全距離，橋涵建筑物上的填土厚度應不小于2.5 m；沖擊壓路機壓實邊緣與路肩邊緣之間應留有1 m的安全距離，因為工作中的沖擊壓路機會產生較大的能量，一旦與路肩近距離接觸，便會損壞路肩；工作中，沖擊壓路機應與建筑物保持5 m的安全距離，并及時調頭，注意當拱涵、管涵上的填方大于2.5 m及板涵頂的填土大于3 m時，才可安排路床的沖擊壓實作業。此外，路床補強壓實和高填方時，應每補強壓實2 m便松鋪厚度超過30 cm的填料，若路床表面較干燥，則應先進行灑水處理，以防路床表面粉塵化。與此同時，車輛每次轉彎時均應調整轉彎路線，以免沖擊凸輪前后落點重復，從而防止產生波浪現象。

3 結語

沖擊碾壓技術在高速公路路基施工中的運用是可行的，符合現代社會發展的要求。

總的來講，與其他路基加固處理技術相比，沖擊碾壓技術主要從以下兩個方面來體現自身的優越性：

一是提升路基的穩定性，即路基的密實度與沖擊碾壓的遍數成正比，并最終形成1 m～1.5 m的加固層；二是降低工后沉降率，即沖擊碾壓技術可使路基的工后沉降率降至0.1%～0.15%，從而有效防止了沉降裂縫的產生。需要強調的是，任何道路工程均應把握好沖擊碾壓技術的應用范圍，以免造成不必要的損失，即沖擊碾壓技術的應用條件為：路基填土高度大于1.5 m，路基的填料最好為塑性指數小于12、天然含水率不大于2%(≥-4%)的砂型土，施工段長度應不小于100 m，最好為300 m～500 m。若施工條件不允許，則盡量選取最佳的路基加固方法，以均衡工程的施工質量、施工進度、施工成本、施工安全之間的關系。

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Application analysis of the impact-rolling technique in highway subgrade construction process

Zhang Chunyan

(ShanxiYunchengHighway&BridgeCo.,Ltd,Yuncheng044000,China)

The paper introduces the features of impact-rolling technique in highway subgrade construction process. Combining with engineering examples, it carries out impact-rolling test, describes subgrade impact-rolling construction quality control measures, and finally points out that: the impact-rolling technique can improve subgrade stability and reduce post subsidence rate.

express highway, subgrade, impact-rolling technique, compactness

1009-6825(2016)05-0172-02

2015-12-02

張春艷(1980- )，女，助理工程師

U416.1

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