張海升

(山東恒建工程監(jiān)理咨詢有限公司，山東濰坊 261000)

沖擊碾壓技術(shù)在路基施工中的應(yīng)用

張海升

(山東恒建工程監(jiān)理咨詢有限公司，山東濰坊 261000)

本文主要圍繞沖擊碾壓技術(shù)的相關(guān)原理和實際應(yīng)用進行分析和研究，對技術(shù)所用設(shè)備及原理作了介紹，闡述了工藝流程，并以具體工程為例，對沖擊碾壓技術(shù)在路基中的應(yīng)用進行了探討。

沖擊碾壓技術(shù)；路基施工；沖擊壓路機

路基為帶狀構(gòu)造物，常依照一定路線位置修筑，以此做為道路建設(shè)基礎(chǔ)。為保證公路建設(shè)質(zhì)量，路基施工通常有嚴格的技術(shù)要求，以確保其自身承載力能夠支撐道路自重和行車荷載。這就需要路基具有符合技術(shù)標準的強度及穩(wěn)定性。沖擊碾壓技術(shù)是用于路基壓實工作的先進技術(shù)之一，它不僅能夠有效提高路基各項指標，同時能夠有效防范工后沉降，當前使用愈加廣泛。

1 沖擊碾壓技術(shù)概述

1.1 機械簡介

公路項目建設(shè)中，沖擊壓路機多用于路基施工，它不僅具有很好的碾壓作用，實際應(yīng)用中也具有明顯的沖擊夯實效果。沖擊壓路機由 3部分組成，沖擊輪是其最主要部件，根據(jù)牽引方式的不同，沖擊壓路機可分為自行式與拖式兩種。對比傳統(tǒng)壓路機，非圓形沖擊輪是其最明顯的外部特征，為在平穩(wěn)、低耗中優(yōu)化壓實效果，沖擊壓路機的沖擊輪多為中心對稱多邊形或弧形，其中以三邊最為常見，本文以三邊型沖擊壓路機為對象，對沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用進行研究，其效果圖詳見圖1。有些沖擊壓路機，其沖擊輪帶有條狀突出以增大觸地面積，依據(jù)沖擊輪數(shù)量的不同，沖擊壓路機亦可分為單輪與雙輪兩種。

表1 沖擊壓路機（三邊型）

1.2 技術(shù)原理分析

與傳統(tǒng)壓實方法相同，沖擊碾壓技術(shù)也以垂直震動的方式來達到夯實路基的目的。沖擊壓實機在行進過程中，在重力勢能、動能及有用功等動力作用下能使沖擊輪碾壓下方的圖顆粒擠密，土顆?？障吨性械目諝夂退慌懦?，密度加大進而變得更加密實。此外，沖擊輪作用下土粒內(nèi)摩阻力增大，原有黏聚力提高，透水性降低，也有利于增強土體強度及水穩(wěn)性，具體原理如下所示：

圖2 沖擊碾壓技術(shù)原理

1.3 技術(shù)特點

首先，沖擊碾壓技術(shù)低頻高振幅，這是其與傳統(tǒng)碾壓截然相反的技術(shù)特點。通常，沖擊壓路機頻率為2擊/s，落距在15cm左右，而沖擊能量和荷載最高則可達到30KJ、3500kN。其次，沖擊能量大且作用效果深。例如25KJ雙輪沖擊壓路機：輪重12t，在行駛速度在12km/h時，其對地面的沖擊力最高可到2500kN，相當于1543kPa。最后，夯實路基效果好且工期短。通常，經(jīng)壓實碾壓技術(shù)作用的路基其壓實度可高達 95%，且強度大、穩(wěn)定性好，能夠有效降低路基沉降、變形幾率，保證基體整體均勻性。

2 沖擊碾壓技術(shù)工藝流程

道路路基建設(shè)中，為實現(xiàn)效果最優(yōu)化，應(yīng)用沖擊碾壓技術(shù)時應(yīng)注意合理選用設(shè)備，靈活設(shè)計施工流程，細化施工環(huán)節(jié)并作細致準備。一般來說，沖擊碾壓技術(shù)在路基施工中的應(yīng)用流程如下：①場地檢測→②測量→③放樣→④填土→⑤穩(wěn)壓、整平→⑥埋設(shè)檢測點→⑦沖擊碾壓→⑧質(zhì)量檢測?，F(xiàn)針對沖擊碾壓技術(shù)工藝流程中的幾個重要環(huán)節(jié)進行詳細介紹。

（1）填土的穩(wěn)壓與整平環(huán)節(jié)。填土并穩(wěn)壓、整平屬路基施工實質(zhì)性階段，在檢測、放樣工作完成后，通常以已經(jīng)鋪設(shè)的方格網(wǎng)為參照進行填土工作。填筑時，實際填筑寬度應(yīng)多于設(shè)計寬度，以避免壓實過程中，沖擊力造成路基邊側(cè)填土移動，影響壓實效果，通常兩側(cè)預(yù)留寬度≥1m。填土完成后，在進行穩(wěn)壓與整平前，需對填土進行含水率檢測，具體方法是取填土距表層 20cm位置處的土壤進行檢測，標準單位內(nèi)含水率≥8%視為達標，可進行沖壓。如含水量未達標，則需進行相應(yīng)處理，避免影響路基壓實效果。

（2）沖擊碾壓環(huán)節(jié)。沖擊碾壓路基時，其作用效果不僅同沖壓順序、方法密切相關(guān)，同時也會受到?jīng)_壓遍數(shù)與速度的影響。第一，沖壓順序方面，可借助錯輪回轉(zhuǎn)法以路基中線為軸進行碾壓，此法的可行性在實際應(yīng)用中已經(jīng)得到證實；第二，沖壓速度方面需盡量將速度控制在11km/h左右，上下浮動不得超過1km/h。同時，行進過程中需保持安全距離，以沖擊壓路機與路肩邊緣間的距離為1m為宜。第三，沖壓遍數(shù)選擇方面，通常依據(jù)填土厚度、壓實度及施工標準來確定，靈活性較強。通常壓路遍數(shù)為15～25遍，有時依工程實際適當增減，沖壓遍數(shù)以滿足質(zhì)量要求為宜。此外，為確保路基邊緣部位壓實效果，通常此處壓實次數(shù)比路基中心處位置要多。第四，沖壓方法方面，來回錯輪沖壓較為常用，此法要求輪跡不重疊，錯輪間隙寬于20cm，每沖壓5遍做一次方向調(diào)整，壓實波峰、錯峰，以保證路基平穩(wěn)、均勻。對于表層填土松散的路基，沖壓后可以振動壓實方式補壓，直至壓實操作達標為止。

3 沖擊碾壓技術(shù)的實際應(yīng)用

3.1 工程概況

某城區(qū)改建公路，該改建工程計劃2014年3月開工，2014年10月竣工。道路全長12.8km，施工工期較緊。道路填筑路基均高約2m，鑒于施工時間緊張，以自然方式沉降路基規(guī)定時間內(nèi)無法達到施工標準，故為提高路基密度，增強其承載力，確保其使用壽命，工程決定以沖擊碾壓技術(shù)補壓填筑路基，從而提高路床均勻性，避免工后沉降，保證施工質(zhì)量。

3.2 沖擊碾壓試驗路段施工

為檢驗以沖擊碾壓技術(shù)夯實路基的作用效果，施工前該工程從改建公路中，取100m無涵洞路段進行碾壓試驗。試驗所用沖擊壓路機為雙輪三邊型，型號25KJ。主要實驗操作內(nèi)容如下：

①清理試驗段路基，清除場地內(nèi)雜物；②以轉(zhuǎn)面沖碾方式施工；

③沖碾堅持“先兩邊，后中間”原則；

④試驗場地共沖碾20遍，碾壓15遍后行一次檢驗測量，后繼續(xù)5次碾壓。

實驗過程中，針對輪跡較深處，可先做平整處理，然后再行沖壓。如路基表面揚塵，則可適當灑水，但需注意保證填土含水率不超過標準上線。此外，沖壓之后，部分路床頂面可能相對松散或平整度不高，攤鋪路基層前可先鏟除或平整松土，再以常規(guī)壓路機壓實。

3.3 試驗結(jié)果

試驗段公路碾壓施工完成后，該工程技術(shù)人員以《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》為依據(jù)，對試驗路段的路基壓實度進行檢測，并測量其彎沉情況。從填土頂面標高方面來看，經(jīng)15遍碾壓，其高度平均降低5cm，20遍碾壓之后，其降低高度只在15遍碾壓基礎(chǔ)上多處0.5cm；壓實度方面，15遍碾壓后試驗段路基壓實度提高約0.8個點，20遍碾壓后壓實度變化不大，故工程綜合考慮決定選擇15遍碾壓次數(shù)。

此外，沖擊碾壓前，試驗段路基彎沉實測值約為350（0.01mm），碾壓后這一數(shù)值降至約115（0.01mm），補強效果明顯，符合施工標準，表明以沖擊碾壓技術(shù)在該工程常規(guī)路段路基夯實施工中具有可行性。隨后，該工程在試驗標準基礎(chǔ)上以沖擊碾壓技術(shù)施工路基，完成了該公路的改建工作。直至現(xiàn)在，該改建公路運營狀況依舊良好，說明了沖擊碾壓技術(shù)在路基施工中的應(yīng)用具有現(xiàn)實意義。

3.4 小結(jié)

綜上所述，沖擊碾壓技術(shù)在路基施工中的應(yīng)用具有其獨特的技術(shù)優(yōu)勢，與常規(guī)壓實技術(shù)相比，其靜壓大、壓實能力強且碾壓過程中不會出現(xiàn)鋸齒形實度曲線，壓實質(zhì)量好。此外，沖擊壓路機行進速度也高于傳統(tǒng)壓實機，能大大提高工作效率，它的出現(xiàn)是科技進步發(fā)展的必然，值得擴寬應(yīng)用領(lǐng)域，加大推廣使用。

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1007-6344（2015）09-0329-01