閆廣聚

（邯鄲市交通運(yùn)輸局公路工程一處，河北 邯鄲 056001）

1 工程案例

某高速公路，濟(jì)南至廣州段，整條線路主干道雙向四條行車道，設(shè)計行車速度100km/h。整條線路設(shè)計路基寬度30m。建設(shè)方要求抓緊施工減少工期，所以施工關(guān)鍵在于監(jiān)控路基的總體沉降，降低施工完成后的沉降發(fā)生。施工中使用三邊形沖擊壓路機(jī)來完成路基施工成型后的沖擊碾壓工作，從而提高了路基的壓實(shí)效果，使路基的整體強(qiáng)度得到提高，保證了施工完成后路基的整體穩(wěn)定性。

2 沖擊碾壓的特點(diǎn)

公路填筑施工時，沖擊壓實(shí)的機(jī)器是借助三邊車輪發(fā)出的沖擊力來完成填充材料的壓實(shí)。在進(jìn)行填料時，沖擊壓實(shí)的機(jī)器能夠自己前進(jìn)，也能夠在牽引車的牽引之下前行，通常狀況下能確定沖擊壓路機(jī)器的工作效能。沖擊壓路機(jī)器，更改了過去的壓路方法，其速度控制在10km/h左右，沖擊碾壓2次，可以抵得上低頻振動機(jī)器對于路基的作業(yè)，沖擊波可以傳播到土層里面，和地震波的傳播相同[1]。伴隨著壓路次數(shù)的增多，壓實(shí)的效果也會更好，使用高性能的沖擊壓路機(jī)器來施工，可使土層的滲透性降低，給填方和碾壓帶來較好的基礎(chǔ)。

3 沖擊碾壓施工技術(shù)方案及檢測結(jié)果

3.1 試驗(yàn)的主要目的

通過對已經(jīng)成型的土方進(jìn)行沖擊壓實(shí)試驗(yàn)，有效降低了路基出現(xiàn)沉降的情況，提高了公路的使用年限。在施工前，首先要根據(jù)填筑路基土質(zhì)的基本情況，選取若干個不同的路基進(jìn)行沖擊壓實(shí)試驗(yàn)，通過壓實(shí)試驗(yàn)確定沉降量、沖擊次數(shù)、壓實(shí)度關(guān)系，選取良好的施工工藝、機(jī)械組合和質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)[2]。在試驗(yàn)的過程中，要對下面幾個指標(biāo)進(jìn)行明確：

（1）保證控制指標(biāo)、檢測方法、質(zhì)量管理措施的合理性和可行性；

（2）選擇合理的施工工藝和機(jī)械組合；

（3）確定沉降量和碾壓次數(shù)之間的關(guān)系；

（4）確定壓實(shí)度和碾壓次數(shù)之間的關(guān)系。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

隨著沖擊碾壓次數(shù)的不斷增加，路基頂面的下沉量也逐漸增加，0～10遍的平均下沉量為5.6cm，0～20遍的平均下沉量為8.1cm。在前10次進(jìn)行沖擊前，下沉量非常明顯；在進(jìn)行10～20遍沖擊時，下沉量就明顯降低。通過對頂面的下沉量進(jìn)行檢測，在沖擊20次左右時即可形成密實(shí)、均勻的加固硬層，因?yàn)槭┕と厸_擊壓路機(jī)進(jìn)行碾壓時，有比較大的水平力產(chǎn)生，路基表面出現(xiàn)不同的規(guī)則波，在受到水平力的作用下，會對表面的土層造成破壞，形成厚度為2.1～5.1cm的浮土層，因此壓實(shí)厚度在0～21cm時，檢測時要將松散土層除去。在沖壓20次以后，壓實(shí)度的平均值超過了97.3%，路基內(nèi)部所有土層的厚度也有了大大的提高，并且超出規(guī)定的要求，極大地提升了路基深層的壓實(shí)度，形成了均勻、穩(wěn)定、密實(shí)的殼體，提高了路基的承載能力和強(qiáng)度，避免了工后沉降的出現(xiàn)。

3.3 設(shè)施的選擇

沖擊壓路機(jī)關(guān)鍵的設(shè)施就是沖擊壓實(shí)機(jī)器、裝備三邊形的壓實(shí)車輪。車輪的質(zhì)量可以達(dá)到十噸以上，壓實(shí)的力量很大，沖擊的勢能很強(qiáng)。還有其他用于輔助功能的機(jī)器，例如平整地面的平地機(jī)、灑水用的車輛、光輪壓路的機(jī)器等。

3.4 路段的挑選

沖擊壓路機(jī)壓路的長度為200m左右，路基規(guī)劃寬度為30m左右。首先使用普通的壓實(shí)機(jī)器來進(jìn)行分層碾壓，依據(jù)高速公路的路基施工標(biāo)準(zhǔn)來施工。路基碾壓施工完成后，經(jīng)檢驗(yàn)合格，在該路段區(qū)間的橫截面左、右和中間使用帶有彩色布條的大號鐵釘來固定在路基上面，鐵釘?shù)纳厦婧吐坊３制胶?。在進(jìn)行沖擊碾壓之前要測算好鐵釘?shù)母叨?，按照?guī)劃來挖坑，使用灌砂的辦法檢查路基是否壓實(shí)，具體路線見圖1。

圖1 沖擊碾壓路線布置圖

3.5 注意事項(xiàng)

（1）沖擊壓路機(jī)器的沖擊能量巨大，機(jī)器的壓實(shí)邊緣和路肩的邊緣要有1m左右的間距，避免破壞路肩。

（2）機(jī)器在工作時遇到阻礙物就要掉頭，有效距離為5m左右，管涵和拱涵之上的填方一般都大于3m，這樣才可以對路床實(shí)施壓實(shí)操作。

（3）作業(yè)很多次后，地面會有波浪形的波動，如果波浪形比較大就會出現(xiàn)跳車的情況，制約機(jī)器的速度，還會影響壓實(shí)效果。因此在壓路時要隨時整理路面，依據(jù)實(shí)際情況隨時灑水，防止路表層的粉塵化，制約能量傳導(dǎo)給內(nèi)部[3]。車輛轉(zhuǎn)彎時，應(yīng)每次調(diào)整轉(zhuǎn)彎路線，使沖擊凸輪落點(diǎn)不致重復(fù)前次落點(diǎn)，以減少波浪現(xiàn)象。

4 沖擊碾壓對路基的補(bǔ)強(qiáng)作用

4.1 效果分析

沖擊碾壓6次以后，壓實(shí)度可以提升2%；沖擊碾壓21次以后，壓實(shí)度可以提升0.5%。累積壓實(shí)度提升4%，取得的效果十分顯著。沖擊碾壓每增加5次，壓實(shí)度就分別提升1.5%、1%、0.9%、0.5%。沖擊碾壓與壓實(shí)度的關(guān)系如圖2所示。

圖2 沖擊碾壓與壓實(shí)度間的關(guān)聯(lián)

4.2 有效影響深度

機(jī)器以每小時十多米的速度壓路，這樣沖擊碾壓每秒就會出現(xiàn)2次，和低頻大振幅沖擊壓實(shí)路面一樣，可以按照周期的規(guī)律壓實(shí)路面，出現(xiàn)大頻率的沖擊波傳導(dǎo)給地下深層，擁有地震的傳播性質(zhì)，沖擊碾壓的次數(shù)越多壓實(shí)的深度越強(qiáng)。依據(jù)監(jiān)測探查的結(jié)果，可知沖擊碾壓的影響力度可以達(dá)到1.5m左右，沖擊碾壓的成效會伴隨著壓層的深度增加而相對減少。

4.3 降低路堤的工后下降概率

經(jīng)過對施工場地沉降度的檢測，路基在滿足設(shè)計需要壓實(shí)度時，施工完成的沉降概率大約在1%范圍之內(nèi)。然而沖擊碾壓機(jī)器施工時，機(jī)器以非圓形輪順著地面對材料實(shí)施連貫的不間斷施工，就會出現(xiàn)很強(qiáng)的沖擊波長，這樣的沖擊波可以出現(xiàn)超重型擊實(shí)的性能，增加深層土壤的密實(shí)度，致使原已壓實(shí)的路床繼續(xù)沉降6cm左右，能較好地避免差異變形所引發(fā)的裂縫，這也是解決土石高填方路堤變形病害的有效技術(shù)措施。

4.4 提升整體強(qiáng)度

高性能的沖擊碾壓機(jī)器壓路20次，伴隨著沖擊碾壓的次數(shù)不斷增多，會使路基從上而下增強(qiáng)壓實(shí)的密度，在1.5m的范圍內(nèi)可以提升4%左右，構(gòu)成比較均勻的碾壓加固層面。因?yàn)闆_擊碾壓發(fā)生在路床的表層，完成了路基補(bǔ)壓的需要，這樣連貫的不間斷的沖擊碾壓可以使路基的表面更加均勻穩(wěn)定。經(jīng)過沖擊碾壓過后的路床十分平整，可以很好地提升路基的整體性能，大大降低了路基過早損壞的可能，使路面的使用周期增強(qiáng)，提升路面的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)[4]。沖擊碾壓后的路基可以得到較好的壓實(shí)效果，有利于路床的穩(wěn)固，對于今后的使用帶來較好的穩(wěn)定性。這樣還可以提升路床的整體強(qiáng)度，延長使用時間，較好地保養(yǎng)路床，有效地提升路床的質(zhì)量。

5 結(jié)語

在公路施工過程中，使用沖擊碾壓的方法可以快速地對路基和路堤進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，提高路基的均勻性和整體強(qiáng)度，降低施工后路基的差異沉降，有效保證路堤的穩(wěn)定性。同時在提高路基質(zhì)量、降低施工工期、提高路面使用年限方面也有非常重要的作用，在碾壓次數(shù)不斷增加的情況下，壓實(shí)效果逐漸增加，壓實(shí)深度逐漸降低。在施工過程中，要根據(jù)具體的施工情況確定具體的碾壓次數(shù)，以保證工程施工質(zhì)量。

[1]曹深東.路基整修措施探討[J].技術(shù)與市場，2011（11）：112-113.

[2]郭溫生.高速公路路基施工工藝與治理控制的分析[J].2007（12）：123-124.

[3]張璐琰.沖擊碾壓原理及其在黃土路基施工中的應(yīng)用[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2009（2）：84-85.

[4]劉小力，劉其園.路基補(bǔ)強(qiáng)中的沖擊碾壓施工實(shí)驗(yàn)[J].人民長江，2009（12）：281-282.