沖擊碾壓施工技術在市政道路建設中的應用

吳青娟 山西臨汾市政工程集團股份有限公司

1 前言

沖擊碾壓技術是道路碾壓施工中較為常見的技術形式，以沖擊式壓實機為主要設備，用牽引設備拖動，滾動期間對地面產生沖擊壓力，提高結構的密實度；同時，還可提供滾壓、揉壓的功能，進一步增強了土石顆粒結合的緊密性。可見，沖擊碾壓施工技術的綜合應用效果較好，有必要展開探討，梳理具體的應用要點，以便更為有效地應用于市政道路工程建設中，充分發揮出該項施工技術的應用優勢。

2 沖擊碾壓施工技術的應用概述

隨著工程技術的發展，相繼有更多的碾壓施工技術應運而生。其中，沖擊碾壓施工技術則頗具代表性，具體的施工工藝流程如圖1所示。

圖1 沖擊碾壓施工技術流程

沖擊壓路機是沖擊碾壓施工中的關鍵設備，其具有低頻率、高振幅的特性，運行時提供的沖擊力較強，通常為15kJ～30kJ，荷載達到2500kN～3500kN，性能較為優越。

撓度是應用沖擊碾壓施工技術時必須考慮的指標，應以合理的方法計算，根據結果采取控制措施。撓度計算需考慮多類數據，具體可按照“f=f1+f2+f3+f4”的方法計算。其中，f1、f2、f3、f4分別為上拱度、梁段靜載作用產生的下撓度、臨時荷載產生的下撓度、混凝土徐變系數[1]。

理論研究以及工程實踐經驗表明，沖擊碾壓施工技術所取得的碾壓效果良好，同時還具有操作便捷、效率高等多重優勢。具體至市政道路路基壓實環節，若能夠合理配置壓路機等機械設備并準確把握作業要點，路基壓實度通?？蛇_到95%以上，有效保證了路基的密實度與平整度。

3 沖擊碾壓施工技術在市政道路建設中的應用要點

3.1 測量放線

測量放線是路基施工全流程中的基礎環節，有必要根據設計圖紙測定具體的中線、施工控制樁等，形成顯眼的標記，作為正式施工的參照基準。測量放線是一項精細化的工作，應由專員按照規范完成。且為了全面保證測量放樣的精度，在完成測放后需做二次核對，對比分析兩次數據，確保兩者均一致，否則需查明實際情況，予以調整。

3.2 整平和填土

方格網鋪設施工階段，需要有效填筑，確保填筑寬度具有合理性。組織多次試驗，對現場情況做準確的判斷，若發現有局部穩定性不足的情況，則對該處及兩側做有效的處理，以免給后續施工造成不良影響。若情況加重，說明施工空間較為狹小，此時不利于邊部壓實，有失穩的可能[2]。作為參建人員，需對此方面的問題予以高度的重視，采取有效的控制措施。

壓實施工中，注重對方法的優化與應用，有效加大控制力度，保證施工質量。路基整體填土時，根據沖擊碾壓的施工要求開展工作，注重對施工力度的把控，形成有效的填土覆蓋范圍，充分保證各處的填土施工質量。

3.3 碾壓沖擊

（1）碾壓速度。碾壓速度的改變會帶來施工效果的變化，兩者具有類似于“反比”的關系。碾壓速度過快時，設備與待壓實區域的接觸時間不足，可能會影響壓實效果。但也不可過慢，否則會拖慢施工進度，甚至會在過度碾壓作用下導致現場的土壤受損。因此，需要根據現場土質特性、壓實度要求等多項條件采取針對性的控制措施，保證壓實速度的合理性。

（2）碾壓遍數。隨著碾壓次數的增加，待處理部分的密實度有提高的變化，但其存在某極限值，即達到特定的遍數后，無論后續如何碾壓，土壤的壓實度幾乎不會有大幅的改變，即土壤達到相對穩定的狀態。通常，碾壓遍數以20遍為宜；而對于路基周邊的部位，考慮到其更易失穩的情況，碾壓遍數可增加至24遍左右，具體視實際施工條件而定。

（3）碾壓形式。三邊形沖擊式壓路機是碾壓施工中較為常見的設備，具體如圖2所示。設備的運行性能穩定，效率較高，在采取部分重疊碾壓的作業方法后，有利于提升碾壓施工效果。施工順序方面，通常從外側開始，逐步向內側推進，富有秩序性地將碾壓工作落實到位。

圖2 三邊形沖擊式壓路機示意圖

3.4 沖擊碾壓施工注意事項

市政道路碾壓施工的工作量較大，合理應用機械化施工模式是保證質量、提高效率的關鍵，需根據具體施工條件以及工程要求合理選用機械設備，規范操作設備，充分發揮出其生產力優勢。在沖擊碾壓施工技術日益成熟的行業背景下，施工單位應當準確掌握施工技術的應用要點，有效推進施工進程。此外，密切關注現場的水文、地質條件，存在干擾因素時采取處理措施[3]。

施工參數的設定與控制也較為關鍵。正式施工前，依據所掌握的工程信息確定具有可行性的施工參數，將其作為施工的依據；而在實際施工中，由于現場環境復雜，可能會遇到前期未考慮到的因素，此時施工條件發生改變，需要動態調整施工參數，通過檢驗后方可投入使用。

3.5 沖擊碾壓施工的質量控制措施

（1）含水量的控制。著重考慮的是原表層以下20cm范圍，檢測該部分的含水量，若不滿足要求則適當調整。實測含水量偏低時，用灑水的方法提高該值；實測含水量偏高時，安排晾曬，降低該值。沖擊碾壓施工中，以輪跡搭接布滿表面視為1遍，根據要求完成相應遍數的碾壓作業。對于施工期間含水量偏低的情況，可適量灑水，一方面將含水量調節至正常水平，另一方面撲滅揚塵，滿足文明施工的要求。

（2）壓實作業細節。設備宜選用沖擊壓輪機，輪寬0.9m，內邊距1.17m，正常運行工況下的有效沖服寬度為4m。就理論層面而言，以規范的方式完成30遍沖擊碾壓施工后，可形成約1m的加厚層，使路基具有足夠的穩定性。具體至實際施工中，為保證整體施工效果，可將沖擊碾壓作業劃分為兩個階段，逐步推進，具體做如下分析。

①動能轉化為勢能。在設備的牽引作用下，帶動壓實輪向外廓曲線前滾動，在該運行軌跡中，重心集中在曲線的最低點；隨著運動距離的延長，重心逐步向上移動，牽引力所提供的動能發生變化，轉變為勢能，此條件下可充分發揮出緩沖機構的性能優勢。②勢能轉化為動能。結合前述分析可知，壓實輪的重心會發生改變，當其達到曲線最高點時，蓄能器緩沖液壓缸壓力得以釋放，勢能轉為動能。在該狀態下，壓實輪的速度有提升的變化（超過機身自身的速度），得益于該速度關系，可彌補上段滯后的位移。

（3）控制指標分析。壓實度是評價路基施工質量的關鍵指標之一，需要以合理的方法施工，提高壓實度。路基填料的類型、性質存在差異，各自參照的標準有所區別，若僅采用傳統的質量管控方法，難以全面保證路基的施工質量。對此，應當注重多個維度的工作，例如提高路基的承載力、保證路床的整體性、對沖擊碾壓指標做合理的優化。此處從如下幾個方面展開分析。

①碾壓速度。如前文所述，碾壓速度的增加會在一定程度上影響碾壓施工效果，在適當放慢碾壓速度時，可取得較好的碾壓效果。但工程環境頗為復雜，除了考慮到放慢碾壓速度的要求外，還需考慮到施工效率的要求，若一味降低碾壓速度，可能會出現無法在指定工期順利完成碾壓工作的情況。因此，在設定碾壓速度時，必須充分兼顧碾壓效果和施工效率的雙重要求，在兩者間尋求均衡點。②碾壓遍數。根據經驗，碾壓遍數的增加會促進壓實度的提高，因此通過增加碾壓遍數的方式改善碾壓效果具有可行性。但需考慮到限值問題，即碾壓遍數存在某極限值，其對應的碾壓效果最佳，而在此基礎上增加碾壓遍數后，碾壓效果幾乎無提升的跡象，甚至會出現施工周期延長、碾壓效果下降等負面影響。對此，應合理設定碾壓遍數，根據現場土質特性以及工程碾壓要求而定；從設備優化的角度來看，增加壓路機的噸位是可行的方法。③鋪層厚度。綜合考慮施工設備運行性能、工況，確定合適的鋪層厚度。對于沖擊壓路機而言，虛鋪層厚度以100mm～120mm較為合適，經壓實處理后的厚度需達到80mm～100mm。④碾壓方式。遵循先弱振后強振、先輕后重的基本原則，并由具有資質的人員操作。

（4）其他質量控制措施。壓路機的基礎參數會對碾壓效果造成影響，從尺寸方面來看，輪寬以90cm為宜，兩輪間距1177cm、跨度4m。為使壓實設備全面覆蓋至作業區域的各個部位，至少安排2遍碾壓，第1遍對主體進行碾壓，第2遍著重處理前期未處理的部位，同時加強已經碾壓的部位。必要時安排第3遍碾壓，全面提升碾壓效果。碾壓過程中，嚴格控制設備的運行速度，將該值穩定在合理的區間內，且盡可能避免速度大幅度變更的情況。對于碾壓遍數的控制，需要與施工要求一致，此外土石顆粒等現場基礎條件也需得到充分的考慮。以沖擊壓路機為例，可按照20遍的要求碾壓，期間做好質量檢驗，若不滿足要求則適當增加碾壓遍數。

4 結束語

綜上所述，在市政道路施工中，沖擊碾壓施工技術是重要的技術形式，其應用水平將直接關系到碾壓效果乃至道路的最終使用情況。作為施工單位，則需正確認識碾壓施工技術，經勘察后明確現場水文、地質等基礎條件，制定相適應的施工方案，配備材料、機械設備，由專員按照規劃推進施工進程。碾壓期間，還需加強對施工質量的檢測與控制力度，及時發現問題并處理，為整體施工質量提供保障。