濕陷性黃土路基沖擊碾壓施工技術研究

趙果萍

（山西交通控股集團有限公司，山西太原030006）

0 引言

現階段，隨著交通運輸系統建設覆蓋度的增加，施工所處的地質水文環境日趨復雜。此背景下，濕陷性黃土，作為特殊性質土，結構受到破壞就容易出現軟化與屈服等現象。為緩解此土壤環境對道路路基工程建設質量帶來的失穩影響，相關技術人員應加大沖擊碾壓施工技術的應用水平控制的研究力度，以使技術水平能夠滿足不同路基巖土環境的質控需求。這是促進道路交通行業以健康、可持續狀態向前發展的關鍵，應引起業內重視，進而推動地區經濟全面發展。

1 研究濕陷性黃土路基沖擊碾壓施工技術的現實意義

沖擊碾壓技術是經壓路機滾輪作用于土地達到壓實目的。因其滾輪為多邊形，所以滾動過程會與地面產生落差。在這種反復沖擊碾壓下，路面土石材料的壓實度就可滿足工程建設要求。濕陷性黃土的顆粒組成，以0.05～0.005mm 粒徑的粉粒為主，含量超過60%，鮮少粒徑超過0.25mm。孔隙率通常在1.0 上下。作為特殊性質的土，其結構性一旦受到破壞，力學性質就會呈現出軟化、濕陷以及屈服等形狀，還伴有明顯下沉現象。當沖擊碾壓施工技術運用環境為濕陷性黃土，采用雙輪沖擊壓路機設備，以12km/h 的速度行駛。再經周期性、持續性的高能狀態對地面進行沖擊，就可增加濕陷性黃土顆粒間的密度，使空隙變小的同時，還強化了地面的夯實效果。然而，在實際施工作業過程，相關人員并未對路基所處環境進行科學檢測，導致獲得的數據結果無法確定適用的工藝參數。再加上，沖擊碾壓施工本身具有系統性與復雜性特點，一旦一個環節出現問題，就會對整個路基工程的施工質量造成影響。為此，工程建設者應借鑒以往濕陷性黃土路基沖擊碾壓施工技術應用控制經驗，以強化技術水平。這是推動道路交通行業健康穩定發展的重要課題，應引起更多重視，以服務于所處地區經濟建設。

2 沖擊碾壓施工技術在濕陷性黃土路基中的應用要點

2.1 做好前期準備工作

濕陷性黃土路基施工環境下，碾壓施工前應在清表工作完成后對路基進行放樣，以確定邊線。為使邊部位置壓實度達到預期，應保證每邊寬度超出設計0.5m。含水量，應根據土壤塑性指數確定，稠度控制在1.1～1.2。實際作業前，應對路基含水量進行檢測，含水量在±4%以內。經檢測，如含水量較高，則應進行翻土晾曬處理；含水量過低，則要灑水濕潤。如控制不好，80～100cm 的土層沖壓作業就會形成彈簧土，無法實現壓實。壓實機設備的選用，應將機型最大瞬間沖擊功率控制在25kJ 以上[1]。設備沖壓壓實過程速度應不小于12km/h，行駛兩次記為一遍。第二次單輪應從第一次兩輪內的邊距中間經過，以留出沖擊碾壓間隙雙邊各0.13m。

2.2 碾壓作業質量控制

施工過程應先明確施工起始位置，通常為路基一側，而后再進行來回轉彎碾壓作業，最后回到出發位置。此外，來回碾壓過程，應保證兩側重疊進行，尺寸要嚴格控制，以滿足規范標準提出的要求。當第二遍第一次沖碾要向內移動0.2m，以對第一遍碾壓間隙進行覆蓋。第三遍，應回到第一遍位置，依次完成目標遍數。路基回填土的選擇，應保證質量性能達標。當回填作業達到預期標高，應選用地平機來完成沖擊工作面的整平與清理工作。此過程，還要做好觀測點標志的埋設。碾壓作業應遵循先兩側、后中間原則。對于輪跡超出允許范圍，應運用地平機處理。如表層土質較干，為保證壓實效果應進行灑水潤濕處理。值得注意的是，因受到弧形壓實輪影響，一遍沖碾作業后，仍存在未碾壓區域。這種情況下，需要進行第二遍、第三遍的碾壓，直至達到設計要求。檢測濕陷性黃土路基的高程與壓實度，如不達標，就要繼續沖擊碾壓作業，并做好檢測記錄數據。

2.3 測點多次測量，數據記錄

測點過程中，應結合濕陷性黃土路基工程的實際情況，即在保證有效操作前提下多次測量，并做好詳細記錄[2]。如此，就可為后續的施工效果控制提供必要依據。

2.4 施工參數記錄

根據路基工程的施工要求確定沖擊碾壓的次數與頻率。除了一些技術參數以外，還要對沉降量進行檢測記錄。壓實度檢測，應在填土層20cm 以下位置，并做好獲取數值的詳細記錄工作。路基壓實施工處理完畢后，應保證參數與數據達到技術規范要求和設計方案預期。

以某工程對濕陷性黃土路基經沖擊碾壓20 遍后，采用灌砂法分別在20、70、90、120cm 位置進行了壓實度、含水量和干密度測試，具體結果如表1所示。

表1 土質性能指標測試結果

經對土體沖擊碾壓20 遍后，土體沉降量基本處于穩定狀態，壓實度、干密度等性能指標也有顯著提升。對于未達到指定目標的情況，則要返工，直至達到預期作業效果。

3 關于濕陷性黃土路基沖擊碾壓施工技術的應用實踐

某地高速公路的全長約67km，設計時速為100km/h，路基寬為25m。經對施工現場進行試驗，確定全線大多數路段土質為濕陷性黃土，即地質構造為第四系全新沖洪積土，土體大孔隙與垂直節理發育，具有濕陷性。土層厚度較小，通常在0.8～8.0m。據統計，主線濕陷性黃土共計66.054km。參照工程情況相似的公路建設經驗，采用沖擊碾壓施工技術來提升地基強度，減少沉降量。

沖擊碾壓的施工場地要做好排水，以避免水流入作業環境，導致路基受到浸泡。施工前期，在填方范圍內進行了清表處理，對地表植被與腐殖土進行清除，并運用推土機整平。壓實作業范圍是公路坡腳，且各向外擴展1m。對于工作面起伏較大的情況，停止沖擊碾壓的同時，采用平地機進行刮平處理。對于地面自然橫坡陡度超過1∶5，在路基基底部位開挖臺階，并將寬度控制在2m 以上。值得注意的是，臺階內向傾斜坡度要設置在4%。機械設備采用三邊形雙輪沖擊壓路機，沖擊功率為25kJ。設備行駛速度控制在10～12km/h 以內。每沖擊碾壓5 遍后，采用平地機對擊坑進行一次刮平處理。將路基中線，設置為分界線，經路基一側向另一側以轉圈方式沖擊碾壓。具體順序，遵循由邊向中的原則進行錯輪沖碾。當輪跡覆蓋整個濕陷性黃土路基的表面，即為一遍。采用沖擊波峰錯峰壓實，碾壓5 遍后可對沖壓方向進行調整。作業完畢后，運用平地機對沖碾路段進行整平。而后，選用重型鋼輪壓路機對路基表面的平整與密實效果進行處理控制[3]。

在施工至淺層軟弱地基時，為處理含水量偏高問題，除了翻松晾曬，還可通過將一層砂礫或是碎石墊層鋪設在地基上來提高濕陷性黃土的強度。這里的墊層厚度，應結合地基軟弱程度與含水量情況來確定，通常在30～40cm。墊層材料選擇上，含泥量應控制在5%以下；最多粒徑在40cm 以下，且礫石強度不少于四級。濕陷性黃土路基的沖擊碾壓施工前，應從作業路段范圍獲取具有代表性土樣，以對液塑限、含水量以及干密度進行測定。此外，還要采用分層取樣方式，來確定黃土的濕陷性系數，以保證施工參數確定的科學有效性。

當施工進行到擋墻墻背、橋臺以及涵臺臺背2m范圍時，不得采用沖擊碾壓施工技術，可通過液壓夯實設備對邊角與死角進行補強壓實處理。對于沖擊碾壓作業氣溫環境較高，風力較大，或是壓實土層表面較為干燥的情況，應通過灑水潤濕處理，避免表面粉塵化現象出現，繼而影響沖擊傳遞能力。沖擊碾壓車輛轉彎操作，應對路線進行調整，以保證沖擊凸輪落點與前次落點不重復，進而規避波浪現象發生[4]。質量檢查工作，應對觀測點進行布置，并對不同沖擊碾壓遍數的沉降標高進行檢測。值得注意的是，壓實度檢測過程，應保證每個斷面測點數量為2 點，且測定距離在中線的2/3 位置。每完成一段沖擊碾壓施工后，就要對檢測結果進行全面的整理分析，并為后續整體施工質量的檢測控制提供重要依據。

4 結語

綜上所述，針對濕陷性黃土路基的軟化與屈服現象，可通過做好沖擊碾壓施工前期的準備，如放樣檢測與合理化機械設備選擇，來為后續施工作業開展提供便利。對于施工過程可能出現的含水量偏高問題，應結合實際情況對淺層軟弱地基進行翻松晾曬處理，或是鋪設墊層來強化濕陷性黃土結構穩定性。事實證明，只有這樣，才能最大限度地降低濕陷性黃土環境對路基工程建設帶來的影響。故，工程建設者應將上述分析內容與科研結果更多地作用于實踐，以不斷提升沖擊碾壓施工技術的應用水平。