沖擊碾壓技術在高速公路施工中的應用要點探析

文/李鄧 中鐵北京局集團天津工程有限公司 天津 300000

成都天府國際機場高速公路作為連通成都市區和新機場的重要通道，將于2019年和成都天府國際機場同步建成投用，項目工期緊，任務重，高填方路基預留沉降時間短，設計采用沖擊碾壓進行補強。為了提高路基強度，減少路基工后沉降，高速公路建設除了普通壓路機碾壓過后，必須要用沖擊式壓路機補充型碾壓。因為普通型壓路機在工程設計時，它的技術特點解決不了路基沉降問題，沖擊碾在設計時就是專為深層壓實考慮的，它每次沖擊能量的影響深度接近5米，所以目前解決高填方沉降問題，用沖擊式壓路機是必由之路 。

1、沖擊碾壓技術原理與特點

1.1 沖擊碾壓技術原理

沖擊碾壓技術屬于復合性工藝技術，結合了沖擊工藝與搓揉工藝，應用中首先采用雙輪進行滾壓，此舉可以有效壓實地質土體，消除土體中空隙，使土體密實度、強度、硬度大幅增加，滿足高速公路工程載荷要求。在沖擊碾壓技術應用中，主要采用高振幅、低震頻的雙輪壓實設備實現壓實，但為了使壓實設備移動并控制壓實方向，還需要借助牽引設備，在滿足這兩項條件之后，壓實設備因為自身震動力對土體不斷的進行沖擊，并借助自身重量與移動對土體進行碾壓，如此即可使土體力學性能得到改善[1]。

1.2 沖擊碾壓技術特點

根據相關理論了解到，沖擊碾壓技術具有三個突出特點，即低頻率高振幅、沖擊力強大、碾壓效率高，下文將對則三個特點進行相關分析。

1.2.1 低頻率高振幅

低頻率高振幅是沖擊碾壓技術最突出特點，這一點與普通壓路機碾壓的機制是完全相反的。具體來說，在應用沖擊碾壓技術時，其碾壓輪大約會以s/2次的頻率對地基土體進行沖擊，這種沖擊力與地震波相似，能夠對地質深層土體進行打擊且傳播，所以才能保障告訴公路地基的密實度[2]。

1.2.2 沖擊力強大

根據普遍案例了解到，在沖擊碾壓技術中，其應用時產生的沖擊力大致范圍為15～30kj，由此可見沖擊碾壓技術的沖擊強大。在強大的沖擊力之下，結合其沖擊波形，不但可保障地基深處土體被夯實，同時在存在土石填料的前提下，還能使得填料被壓實至彈性狀態，此狀態具有良好的穩定性，可以有效提高工程質量。

1.2.3 碾壓效率高

介于上述兩個特點，在某種角度上已經可以看出沖擊碾壓技術的效率，那么相較于傳統碾壓技術，沖擊碾壓技術在效率上有著明顯的優勢。舉例來說，某實驗當中采用30N邊形雙輪沖擊碾壓機對高速公路地基進行了眼壓，在碾壓20遍之后，經過檢測確認地基強度已經滿足要求，而在傳統碾壓技術之下，要達到相同效果，至少需要碾壓50遍。

2、沖擊碾壓技術在高速公路施工中的應用要點

2.1 準備工作

準備工作主要分為兩個步驟，即場地與材料處理、地質勘察，具體內容如下文所述。

2.1.1 場地清理與設備檢查

如果在沖擊碾壓工作當中，其場地內存在雜物，勢必導致沖擊碾壓行動不便、地基土體受力不均等，所以在施工之前要對場地內的雜物進行清理；為了保障沖擊碾壓技術使用順利，在施工之前有必要對所有的設備進行檢查，如果發現異常需要盡快確認，當故障在短時間內無法恢復，則需要采用其他設備來應用，同時將故障設備送檢維修，不可出現強行使用故障設備進行工作的情況。

2.1.2 地質勘察

為了確保沖擊碾壓技術能夠順利開展，需要進行地質勘察工作。地質勘查工作當中，主要需確認勘察項，具體包括含水量、地質強度等，勘察完成之后將數據保存用于檢查之后的施工效果。

2.2 技術實施

(1）在大規模沖擊碾壓前，先進行100米試驗段施工，統計試驗段的填筑高度、填料類型、沖擊方式、沖擊遍數及沖碾前后指標的變化情況。

(2)測點布置：每20m一個橫斷面，每個橫斷面布置3個測點，分別在路基中線及距左、右邊線1m處。

(3)試驗段沖擊20遍以上，沖擊碾壓10、15、25遍后，進行高程測量和壓實度檢測，匯總各種檢測數據，按照設計要求平均下沉量5～7cm，視為合格。

通過施工現場對此進行分析，沖擊碾壓設備選擇了質量15.6t、靜態勢能25kJ、壓實寬度為2×100mm的雙輪沖擊壓路機進行施工，要求施工人員以10～15km/h的速度進行施工，并對地基進行沖擊碾壓，保障有效壓實深度達5.0m。現場沖擊20遍即可達到設計要求。由于高填路基沖擊完成后，還是有發生不均勻沉降的可能性，造成路面沉降開裂。按照業主咨詢專家意見在路床周圍鋪設2層土工格柵，現場根據實際情況，將兩層單向土工格柵按照豎向間距半米的方式鋪設在路面設計高程下的2米的位置。圖1實例沖擊碾壓設計圖。

圖1 實例沖擊碾壓設計圖

結語：

本文主要分析了沖擊碾壓技術在高速公路施工中的應用要點，分析分為兩個部分，其中第一部分主要介紹了沖擊碾壓技術原理與特點，同時將此項技術與傳統技術簡單比較，說明沖擊碾壓技術具有較大優勢；第二部分結合相關理論與普遍案例，了解了沖擊碾壓技術的準備工作與技術實施的常規要求。