高速鐵路路基基床連續壓實施工技術

摘要：由于現有的施工技術對路基內動應力分布影響較大，導致施工安全性低，為此對高速鐵路路基基床連續壓實施工技術展開研究很有必要。首先，采用沖擊碾壓的方式，夯實加固路基底層。將填料分層鋪設在路基基床上，使用推土機或平地機將填料均勻攤鋪，確保填料的平整度和均勻性。隨后采取分層依次推進的方法進行碾壓，以確保路基基床的壓實質量。最后，運用灌砂法對壓實質量進行檢驗，保證路基基床的壓實度。試驗結果顯示，在路基表面不同深度時，強振的最大動應力均為弱振的2倍以上，結果符合預期，對路基內的動應力分布影響較小，達到安全施工的效果。

關鍵詞：路基基床；沖擊碾壓；連續壓實；灌砂法

0" "引言

隨著高速鐵路技術的飛速發展，人們對路基基床要求也越來越高。目前，主要通過優化路基施工工藝和質量管控等措施，達到項目標準要求。優化施工工藝對鐵路路基基床進行合理化壓實，提高路基的穩定性。建立并落實質量控制責任制，嚴格管控路基質量。

路基鋪裝過程中存在的不利因素會影響路基質量。若地面水累積侵蝕路基，將導致路基整體崩塌。若材料含水量控制不到位，將使得路基施工質量下降，最終結果無法達到預期[2]。

采用合理的碾壓方式進行科學碾壓，可以減弱不利因素對路基鋪裝質量的影響，有助于使沉降過大的區域狀態得到控制，延長高速鐵路路基基床的使用壽命。本文采用路基基床連續壓實施工技術，并以實際工程為依托展開實驗驗證，證明該技術的可行性。

1" "路基碾壓工藝的重要性

采取規范的路基施工工藝，不僅能夠控制施工質量，還能對路基周圍地下水進行有效排除，增加結構穩定性，消除存在或潛在的安全隱患[1]。其中，最關鍵施工工藝就是選取的路基碾壓方式?？茖W合理的碾壓方式，保證填料能夠得到最優的密實程度，有助于提高路基質量，延長高速鐵路路基基床的使用壽命。

在路基碾壓過程中，可以采取多種措施有效控制路基碾壓質量和經濟成本。通過對路基土壤水分含量進行有效監測，可得到土層強度數據?；谕翆訌姸葦祿治?，合理控制碾壓次數，有助于提升壓實效果。對土體進行有效壓實，保障在標準范圍內提升路基剛度，有助于簡化工藝流程。同時，選擇性能良好的混合料，有助于降低工程造價，獲得較好的經濟收益。

2" "路基基床連續壓實關鍵技術

2.1" "底層沖壓

2.1.1" "沖擊壓實方法的特點

沖擊壓實方法是一種新的路基加固方法，是夯實與滾動壓實技術的結合，具有靜壓、振動壓、沖擊壓的壓實效果。沖擊壓實機由沖擊輪、機架和連接機械3部分組成。

該壓實技術采用低頻率大振幅夯擊壓實法，沖擊波穿透力強，加固深度遠大于其他壓實設備，能夠形成強度較高的底基層。沖擊壓實具有連續作業效率高、機動性好、加固效果好的優點，特別適合于大面積高填土厚鋪層的基層壓實施工。

2.1.2" "準備工作

沖壓開始前，需對路基表面進行清理。對管線等進行標識，并做好加固處理。通過碾壓消除松散層，并將地表積水去除。埋設觀測點標志，沖擊前觀測沉降標志的標高，并做好記錄。在施工場地周圍設置排水溝，以保證排水暢通。實施取樣試驗，檢測路基含水量和壓實度，確定沖壓次數、標高等施工參數。

2.1.3" "沖壓施工要點

使用沖壓機進行沖壓時，要控制其施工速度為12km/h。按照從路基的一端開始向另一側按照相應順序進行沖擊碾壓。

沖擊碾壓施工過程中，施工場地寬度大于沖擊壓路機轉彎半徑的4倍時，需以道路中心線對稱地將場地分成兩半。沖碾順序應符合“先兩邊，后中間”錯輪進行，輪跡覆蓋整個路基表面為沖碾一遍。

當施工場地寬度小于4倍轉彎半徑時，要增設轉彎場地。將沖壓工作面分成不同的窄道，對不同的窄道進行沖壓。從一側的窄道駛入，沖碾至路段尾端后，直接掉頭沖碾與之相鄰的窄道。以此類推，采用上述循環方法，對各窄道進行沖碾施工。

2.2" "基層碾壓

為了確保路基的密實度和穩定性，提高其承載能力和抵抗變形的能力，需要進行基層碾壓。通過精確控制碾壓過程，可以有效減少路基的不均勻沉降和長期變形，為高速鐵路提供堅實可靠的基礎支撐[4]。基層碾壓的具體過程如下：

2.2.1" "施工準備

根據設計圖紙進行測量放線，確定路基的中心線和邊線。準備足夠的合格填料，如碎石、砂礫等。檢查壓實設備（如振動壓路機、輪胎壓路機等）的工作狀態，確保其性能良好。

2.2.2" "填料鋪設

將填料分層鋪設在路基基床上，每層厚度通常為20～

30cm。使用推土機或平地機將填料均勻攤鋪，確保填料的平整度和均勻性。

2.2.3" "初壓

使用輕型壓路機對填料進行初步壓實，以減少填料的松散程度。在初壓后，檢查填料的平整度，必要時進行修整。

2.2.4" "主壓

使用重型振動壓路機對填料按照從路基兩側向中心、從低處向高處的順序進行多遍碾壓，以確保填料的均勻壓實。

2.2.5" "細壓

使用輪胎壓路機進行細壓，以提高填料的密實度和均勻性。在輪胎壓路機之后，使用光輪壓路機進行最后的平整和壓實。

在整個碾壓過程中，嚴格控制填料的含水量、壓實遍數和壓實機械的參數，以確保路基基床的壓實質量。同時，施工過程中應遵循相關的施工規范和標準，確保施工安全和質量。

2.3" "壓實質量檢驗

在施工現場，采用灌砂法對壓實質量進行精確檢驗。首先，隨機選取測試點，并對測試設備進行校準，確保其滿足檢測要求。隨后，按照既定程序逐層進行壓實度測試。

對于進場的每批砂礫，必須嚴格測量其總量，確保材料質量。使用自動化擋水板分格處理砂子，要求含泥量小于5%。如果在檢測過程中產生淤泥團，則需要重新進行砂礫選擇。具體檢測過程如圖1所示。

2.4" "灑水

在施工過程中，當填料松散時需要及時噴水，以保障含水量符合標準。得到最大的干密度，達到具體壓實要求后，方可進行下一層的施工。這一系列嚴謹的操作流程，旨在保證路基的壓實質量，為高速鐵路的穩固基礎提供保障。

壓實路基后，也要保證穩定的含水量。當溫度和風力對其產生影響時，要避免在短時間內發生干燥的情況[5-6]。當測量的實際含水量小于預期含水量時，需要進行灑水。灑水量的計算公式為：

m=（s-s1）Q" " " " " " " " "（1）

式（1）中：s為含水量值；Q為路基土質量。

3" "實例分析

為驗證本文提出的施工技術的安全性，對路基基床動土壓力進行測試。選擇ST751G型振動壓路機，分別采用振動輪直徑為D=1m、1.5m、2m的方式進行壓實作業。在路基表面不同深度時，強振最大動應力大于弱振最大動應力2倍以上為預期施工目標。

3.1" "工程概況

選擇新建贛州至深圳鐵路贛粵省界至塘廈段站前工程，GSSG-8標DK402+944-DK404+038.5段塘廈站站場路基為研究對象。該線路全長456.55m，路塹兩側邊坡防護型式為拱形骨架護坡、六邊形空心塊護坡及預應力錨桿框架梁護坡，支擋結構為重力式擋土墻及樁板式擋土墻。主要土石方工程量如表1所示。

3.2" "數據采集

3.2.1" "總體方案

對路基基床承受動應力進行測試時，利用檢測設備將動應力轉換為電信號，將電信號進行變換，從而完成應力結果采集。

測試動應力信號在連續時間內存在較大誤差時，需要對時域信號進行加窗處理。選擇振動壓路機進行壓實，通過幅值處理后的數據來觀察振動壓實過程中動應力特征規律。

3.2.2" "土壓力盒安置

在測試現場，分別在路基基床上精心埋設了5個動土壓力盒。根據動力盒的尺寸，特制了水泥混凝土預制塊，并在其中心預留了一個15mm深的凹槽。將土壓力盒精確安置于凹槽內，調整至理想位置后，使用塑料材料進行包裹以確保防水效果。

將預制混凝土塊表面涂抹水泥，并將其穩固地放置在路基基床的指定位置。在土壓力盒周圍進行填筑并壓實，確保其穩固性。

3.2.3" "動應力分析

在壓路機施工碾壓過程中，通過動態應變儀實時采集數據，分析路基基床在土層中所承受的動應力大小，從而評估壓實后的影響范圍。

根據不同傳感器的埋設位置，對路基碾壓土層中的動應力分布進行詳細分析，以確保施工質量與路基的穩定性。這一系列精確的操作與數據分析，為高速鐵路路基的施工提供了科學依據。

3.3" "結果對比

在不同工況和距離路基表面深度下，得到振動壓路機振動測試數據。路基基床承受動力數據如表2所示。

由表2可知，當采用壓實輪直徑為D=1m、1.5m、2m的振動壓路機進行壓實作業時，路基基床承受動應力在深度0.5～1.0m范圍內均在衰減。而采用壓實輪直徑1.2m進行壓實作業時，動應力值隨著深度的增加而增加，其強振的最大動應力均為弱振的2倍以上，結果符合預期。由此說明，運用本文施工技術應用后對路基內的動應力分布影響較小，達到不同工況中較為安全施工。

綜上所述，壓實過程中對測試數據時域進行觀察，對變化的數據進行分析，能夠直觀了解壓實中的路內部動應力變化，得到動應力影響范圍。在振動工況中，測試振動壓實中的路基基床承受動應力，對壓路機的壓實性進行分析，獲得路基剛度變化，有助于更好的應用高速鐵路路基基床連續壓實施工技術。

4" "結束語

采用合理的碾壓方式進行科學碾壓，可以減弱不利因素對路基鋪裝質量的影響，有助于使沉降過大的區域狀態得到控制，延長高速鐵路路基基床的使用壽命。本文基于工程實例，對高速鐵路路基基床連續壓實施工技術進行研究。

該研究尚存在不足之處，如工程材料的質量把控問題、沉降量測試等沒有涉及。今后在研究中，需根據設計優化工程的施工工藝，嚴格控制施工條件，對施工結構穩定性加以要求，增加施工效果評估環節，對工程質量進行約束。

參考文獻

[1] 張世杰，張良，宣立華，等.時速350km高速鐵路有砟軌

道路基基床結構設計研究[J].鐵道標準設計，2022，66（5）：20

-26.

[2] 王萌，于群丁，肖源杰，等.透水性基床級配碎石填料宏細

觀壓實特性試驗研究[J].巖石力學與工程學報，2022，41（8）：

1701-1716.

[3] 劉先峰，潘申鑫，袁勝洋，等.壓實紅層泥巖填料強度與剛

度軟化和衰減特性研究[J].鐵道科學與工程學報，2022，19

（9）：2629-2636.

[4] 彭國冬，劉梓偉，馮啟江，等.路側波形梁護欄對分離式路

基風吹雪雪害影響的仿真分析[J].冰川凍土，2023，45（1）：

277-284.

[5] 商擁輝，徐林榮.重載鐵路水泥改良土路基動力特性試驗

研究[J].振動工程學報，2021，34（6）：1276-1283.

[6] 鄧友生，李令濤，彭程譜，等.靜動荷載下樁網結構路基模

型試驗研究[J].巖土力學，2022，43（8）：2149-2156.