■張曉蘭 ■廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司，廣東 廣州 510000

為保證路面功能的正常發(fā)揮，必須要求路基穩(wěn)定、均勻、密實(shí)，這點(diǎn)在公路建設(shè)的實(shí)踐中已經(jīng)得到證明。在修建高速公路中，路基施工受到諸多不利因素影響，如地基土質(zhì)條件、土石填料組成、斜坡地形等，過(guò)快速度建設(shè)的路基也會(huì)存在相應(yīng)的沉降問(wèn)題，這樣就會(huì)導(dǎo)致公路工程的病害問(wèn)題。為更好的解決路基工程質(zhì)量隱患問(wèn)題，應(yīng)該對(duì)沖擊碾壓技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用加以重視。通過(guò)增加沖碾遍數(shù)，有效減少工后沉降與差異沉降，提高路基整體穩(wěn)定性、均勻性和強(qiáng)度，既能保證工程質(zhì)量，還能有效加快施工進(jìn)度［1，2］。

1 沖擊碾壓技術(shù)在公路路基施工中的作用分析

1.1 有效提高公路路基的穩(wěn)定性

所謂的沖擊碾壓技術(shù)，就是在完成的路基上，利用25kJ 的高能量沖擊壓實(shí)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的連續(xù)的沖擊碾壓作業(yè)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，路基的密實(shí)度隨著沖擊碾壓遍數(shù)的增加而越來(lái)越高，這種由上到下的碾壓起到很好的效果，能夠形成厚度為1m-1.5m 的加固層，滿足優(yōu)質(zhì)路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。在進(jìn)行相關(guān)的沖擊式壓實(shí)機(jī)的作業(yè)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)相關(guān)的壓縮波(P 波)、剪切波(S 波)、瑞利波(R 波)，在半空間表面上的豎向沖擊能夠進(jìn)行聯(lián)合傳播，并傳遞給地基能量。其中，對(duì)于瑞利波來(lái)說(shuō)，其水平及豎向分量構(gòu)成了質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，與波陣面方向正交橫向的位移則是由于剪切波質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)所引起，對(duì)于壓縮波質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，這能實(shí)現(xiàn)上粒錯(cuò)位的效果，是一種平行于波陣面方向的推拉運(yùn)動(dòng)。土顆粒在剪切波和瑞利波的水平分量作用下，能使得土層變得更加密實(shí)，其沖擊壓實(shí)功能則能使得路基更加穩(wěn)定和堅(jiān)固。

1.2 有效降低公路路基施工工后沉降

分析影響沖擊效果的相關(guān)的因素，主要包括不同的填筑材料、不同的厚度、不同均勻性要求、不同地形環(huán)境等［3］。在此基礎(chǔ)上，還需要對(duì)于土石的自重因素進(jìn)行考慮，在上述因素共同影響下，沉降情況通常會(huì)出現(xiàn)在高速公路路基施工之后。根據(jù)相關(guān)的研究表明，裂縫以及變形等情況會(huì)出現(xiàn)在沉降量的梯度大于0.6%的情況下，這就會(huì)出現(xiàn)沉降。這樣的情況下，路面的交通安全和正常使用都受到較大影響。在實(shí)踐過(guò)程中，通過(guò)使用沖擊碾壓技術(shù)，高速公路路基沉降率能有效降到0.1%—0.15%，減少裂縫出現(xiàn)的概率，增加高速公路使用率。

2 某高速公路的路基施工中的應(yīng)用

在此主干道的高速公路段，設(shè)計(jì)路基面寬度23m，全長(zhǎng)為11.604km，路基填筑227.5 萬(wàn)m3。在分析路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)方面，其中，路床頂部彎沉值168.7(0.01mm)，路床97%，上路堤95%，下路堤93%。在分析路基填料最小強(qiáng)度(CBR)標(biāo)準(zhǔn)中，上路床8%，下路床5%，上路堤4%，下路堤3%。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，沖擊碾壓技術(shù)處理應(yīng)用在路基高于4m 的高路堤的路基中。

其中，沖擊碾壓試驗(yàn)在K19 +810～K19 +950 段路基進(jìn)行，此段的主線路基長(zhǎng)度為140m，路基的平均填高則為4.5m 左右，在進(jìn)行相關(guān)的沖擊碾壓時(shí)，本段路基已經(jīng)達(dá)到95 區(qū)的頂部。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，能夠順利完成各個(gè)試驗(yàn)段的工作，取得比較好的試驗(yàn)預(yù)期效果。

2.1 施工工藝

(1)在此路段選取四個(gè)斷面，分別在每個(gè)斷面左、中、右三個(gè)方向打入3 根水平樁，其中在中線位置則為中樁;距離路基兩側(cè)邊緣3m 左右則為邊樁;要求在路基預(yù)定深度埋入鋼筋樁。在沖擊碾壓高程下部0.3m 位置則是水平樁頂部高程。(2)類似于前面工藝，但沖擊碾壓高程下部0.5m 則是水平樁頂部高程的位置;(3)抄平及壓實(shí)度檢測(cè)則是在審定深入埋入水平樁以后進(jìn)行，這樣就可以獲得在水平樁未沖擊碾壓前的壓實(shí)度和高程。然后，為了進(jìn)行同一地方的壓實(shí)度和高程的檢測(cè)，在沖擊碾壓101520 遍情況下進(jìn)行，相比之前得到的結(jié)果，就可以得到經(jīng)過(guò)沖擊碾壓路基的壓實(shí)效果和沉降效果，這樣就有助于得到碾壓遍數(shù)和最佳的碾壓方法。(4)對(duì)沖擊壓路機(jī)來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)備1 臺(tái)平地機(jī)在進(jìn)行沖擊碾壓過(guò)程中，控制速度在10～15km/h;為了避免因?yàn)槁坊叩推鸱绊憠簩?shí)效果和沖擊碾壓速度，先用平地機(jī)整平路基表面比較大的突起，然后進(jìn)行相關(guān)的沖擊碾壓。為了盡量避免出現(xiàn)含水量過(guò)大而造成的“彈簧”、“翻漿”等現(xiàn)象，在進(jìn)行沖擊碾壓時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制含水量。(5)專人值班負(fù)責(zé)試驗(yàn)段的沖擊碾壓，對(duì)于碾壓遍數(shù)進(jìn)行認(rèn)真記錄，對(duì)路基變化進(jìn)行仔細(xì)觀察。(6)在進(jìn)行沖擊壓實(shí)以后，用平地機(jī)刮平處理，然后用光輪壓路機(jī)碾壓成型。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論

(1)在現(xiàn)場(chǎng)記錄的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在對(duì)路基進(jìn)行沖擊碾壓10遍后，分別檢測(cè)了K19 +810 到K19 +950 的六個(gè)點(diǎn)的沉降量，分別在左、中、右三個(gè)位置。其中，沉降量最小為2mm，最大為12mm，經(jīng)過(guò)計(jì)算平均沉降量則為8mm;對(duì)壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果可以參考表1，一共檢測(cè)了4個(gè)點(diǎn)，其中，壓實(shí)度增加最小增加則為0.2%，最大增加2.5%，平均能夠增加1.05%。

表1 沖擊碾壓壓實(shí)度計(jì)算

(2)碾壓沖擊15 遍以后，經(jīng)過(guò)對(duì)六個(gè)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)，最小沉降量的為8mm，最大的沉降量為14mm，平均沉降量則達(dá)到10mm。相比于沖擊碾壓前，壓實(shí)度能夠最大增加2.9%，最小增加0.4%，相比沖擊碾壓前，則能夠增加1.45%。

(3)對(duì)碾壓沖擊20 遍以后的路基進(jìn)行檢測(cè)，這24 個(gè)水平樁的沉降量中，最小沉降量則為4mm，最大沉降量則為24mm，平均達(dá)到14mm。相比沖擊碾壓前，壓實(shí)度能夠增加最大達(dá)到3.3%，最小為0.5%，相比沖擊碾壓前，平均能夠增加2%。

2.3 技術(shù)效果分析

(1)在進(jìn)行沖擊壓實(shí)施工的情況下，能夠有效加速路基的下沉，使得路基的工后沉降明顯減少;(2)為使路床達(dá)到要求，使用沖擊壓路機(jī)分層沖擊碾壓高路堤，還進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)壓振碾，這樣能較好的確保路基的均勻性，有效提高路基的整體強(qiáng)度，使路面服務(wù)水平提高，有效避免出現(xiàn)路面的早期損壞。在試驗(yàn)段中，采用CA20 型振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行原路基填筑，20cm 一層進(jìn)行分層碾壓。其中壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)為94%的壓實(shí)度，經(jīng)過(guò)20 遍的補(bǔ)壓沖擊碾壓，有效壓實(shí)深度達(dá)到1.5m，平均的下沉量能夠達(dá)到3.4cm，使得壓實(shí)度能夠平均提高96.4%。對(duì)于高度為4.2m 的路基來(lái)說(shuō)，沖擊碾壓完成的沉降率則達(dá)到0.8%。正是由于上述明顯效果，在特殊地質(zhì)的路基路段和高填方路段中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)路基采用沖擊碾壓技術(shù)，就是利用巨大的沖擊力對(duì)于土體進(jìn)行施加，使得相應(yīng)的空氣和水分在土體中被擠出，在這種強(qiáng)大的沖擠力下土顆粒進(jìn)行重排列，二次沉降由此形成，較大顆粒的縫隙中擠入較小的顆粒，這樣能夠使土體成為較高密度的板塊，使得路基的承載力和強(qiáng)度有所提高，能有效減少路基工后沉降變形。經(jīng)過(guò)沖碾的路段，能夠保證密實(shí)度有效提高3%左右，沉降量在0 -4cm 范圍。經(jīng)過(guò)暴雨沖刷以后，相比未經(jīng)過(guò)沖碾路段，沖碾路段則表現(xiàn)出表面堅(jiān)實(shí)的特點(diǎn)，雨水難以滲入，也不容易出現(xiàn)濕陷情況。經(jīng)過(guò)路基沉降觀測(cè)，可以充分證明，該工藝的實(shí)施能夠有效保證填方路基的填筑質(zhì)量，大大減少填方路基的工后沉降。

［1］馬志明，喬俊芳.沖擊碾壓施工技術(shù)在軟基處理中的應(yīng)用［J］.技術(shù)與市場(chǎng)，2014，(8).

［2］譚鵬，楊戈，呂奮，等.沖擊碾壓處理濱海粉細(xì)砂地基試驗(yàn)研究［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2014，42(20).

［3］胡昌斌，闕云.沖擊碾壓改建舊水泥混凝土路面施工時(shí)的地基振動(dòng)特性［J］.振動(dòng)與沖擊，2010，29(11).