張 春 艷

(山西運城路橋有限責任公司，山西 運城 044000)

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高速公路路基施工中沖擊碾壓技術(shù)的運用分析

張 春 艷

(山西運城路橋有限責任公司，山西 運城 044000)

介紹了高速公路路基施工中沖擊碾壓技術(shù)的特點，并結(jié)合工程實例，進行了沖擊壓實試驗，闡述了路基沖擊碾壓的施工質(zhì)量控制措施，指出沖擊碾壓技術(shù)可以提升路基的穩(wěn)定性，降低工后沉降率。

高速公路，路基，沖擊碾壓技術(shù)，壓實度

0 引言

路基是用石料或土修筑的線形結(jié)構(gòu)物，具體用來承載路面重力、行車荷載及自身的巖土自重。與普通公路相比，高速公路所承載的震動和重量更大，因此也對路基的施工提出更高的要求。路基施工技術(shù)是路基施工質(zhì)量的保障性條件。為此，一種新型的路基加固處理技術(shù)應運而生——沖擊碾壓技術(shù)。下文首先介紹沖擊碾壓技術(shù)的作用機理，然后再舉例分析沖擊碾壓技術(shù)在高速公路路基施工中的應用，以供同行借鑒。

1 沖擊碾壓技術(shù)及特點

沖擊壓路機是一種利用非圓形沖擊輪來快速滾動沖擊碾壓施工作業(yè)面的拖式壓實機械。沖擊輪運行過程，高位的勢能及瞬時動能在低位時直接轉(zhuǎn)換成對作業(yè)面的沖擊能。沖擊壓路機的碾壓邊按順序?qū)β访孢M行連續(xù)沖擊，以使土體被碾壓密實，從而壓實路基。根據(jù)沖擊壓路機的作用原理可歸納出，沖擊碾壓的技術(shù)特點如下：

1)填料壓實時，沖擊碾壓的壓實層厚0.6 m～1.5 m，約為傳統(tǒng)壓路機的2倍～3倍，且沖擊碾壓的壓實效率超過傳統(tǒng)壓路機的3倍；2)原位地基壓實時，沖擊碾壓的有效加固深度為2 m及影響深度為4 m～5 m；3)相對于強夯法，沖擊碾壓的加固深度更小，但對大面積淺層地基進行加固時，沖擊碾壓技術(shù)卻表現(xiàn)出降低施工成本、縮短施工工期的優(yōu)越性。

此外，據(jù)室內(nèi)實驗和現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)顯示，即使壓實度達到要求的路基也存在約0.4%的工后沉降率；在斜坡地形的路基斷面存在更大的沉降量，且當兩點的沉降量梯度大于0.6%，易出現(xiàn)變形裂縫，而若采用沖擊碾壓技術(shù)，可使路基的工后沉降率降至0.1%～0.15%，從而可規(guī)避差異變形裂縫的產(chǎn)生。正因為沖擊碾壓技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢，現(xiàn)正被廣泛應用于公路等不良地基及軟弱地基的加固處理中。

2 沖擊碾壓技術(shù)在高速公路路基施工中的應用

某高速公路路基的土石挖方69萬m3，填方80萬m3。全線有5處高填方路段，最高填方為18 m。考慮到工程的工期較緊，施工方?jīng)Q定采用沖擊碾壓技術(shù)壓實路基，以降低路基的工后沉降量及保證路基的施工質(zhì)量。下文是針對K6+560～K6+660標段高填方路基所開展的沖擊壓實試驗，試驗段全長100 m，分布著粘性土質(zhì)。

2.1 沖擊壓實試驗

1)布置測點。試驗路段上共設8個壓實度測點、2個壓實度測點斷面，且每個斷面再設4個測點，具體按以下方案布設測點：距離路基中心線約5 m的位置各設1個測點；距離路基中心線約10 m的位置各設一個測點；用水準儀按照10%10 m的網(wǎng)格抄平測點的下沉量，最后取平均值，以測定路基碾壓前與碾壓后的相對高程。

2)測試結(jié)果。表1為不同沖擊碾壓遍數(shù)的下沉量測試值。圖1為不同沖擊碾壓遍數(shù)的壓實度測試曲線。

表1 不同碾壓遍數(shù)的沉降量值

根據(jù)表1，圖1可知，填方路基頂面的下沉量與沖擊碾壓遍數(shù)成正比，且碾壓0遍～10遍的下沉量較明顯，碾壓10遍～20遍的下沉量較緩慢；當碾壓20遍時，形成密實且均勻的加固硬層。但沖擊壓實機在碾壓時產(chǎn)生的水平力不僅在路基表面形成波浪，并會在破壞表層的土體結(jié)構(gòu)之后，形成厚2 cm～5 cm的浮土層，因此在檢測路基壓實度0 cm～20 cm時，應將松散土層去除。沖碾20遍之后，路基的壓實度大于97%，且無論淺層或深層，土體壓實度的增值均較大，由此說明沖擊碾壓對提高路基的壓實度和均勻性均有重要作用，從而實現(xiàn)控制路基工后沉降的目的。

2.2 高速公路路基沖擊碾壓的施工質(zhì)量控制

沖擊碾壓技術(shù)的施工流程為：地基檢測→測量放樣→填土穩(wěn)壓和整平→埋設檢測點→沖擊碾壓→質(zhì)量檢測。據(jù)此工藝流程，本文分別從以下幾點討論高速公路路基沖擊碾壓的施工及質(zhì)量控制。

1)施工準備。

沖碾施工之前，統(tǒng)計分析沖擊路段的物理力學性能，從而得出路基土體的最大干密度、最佳含水量、液塑限及GBR值等，同時按試驗所示要求布設測點，并用白灰標記。在施工的準備階段，應合理選定施工所用的機型。當前市面上的沖擊壓路機類別繁多，一旦使用不當，便會影響到最終的碾壓結(jié)果。根據(jù)分層壓實的試驗數(shù)據(jù)，本工程擬選用25kj型三邊和五邊形雙輪沖擊壓路機。

2)沖擊碾壓施工。

a.研究表明，沖擊碾壓施工時，沖壓的方法、 順序、速度及遍數(shù)均會影響到最終的沖碾效果。據(jù)此，根據(jù)施工要求及沖擊碾壓的技術(shù)原理，施工方?jīng)Q定采用以下作業(yè)方案：壓路機先從高速公路路基的單側(cè)駛向道路中間，并在轉(zhuǎn)彎之后駛回起點，然后再駛向路基兩側(cè)，注意牽引機車在行駛時，應確保壓實輪前后輪跡的重疊率大于30%，從而保障路基沖擊碾壓的施工質(zhì)量。

b.沖擊壓路機的壓實功能很強，且重型壓實度含水量的擴大范圍不超出最佳含水量的范圍，則土壤的稠度應不小于1.1～1.2，否則當土層厚度為80 cm～100 cm時，沖擊碾壓施工會使土壤變?yōu)閺椈赏粒y以壓實。

c.沖擊碾壓施工過程，應控制好機具與建筑物之間的安全距離，即沖擊壓路機輪邊應與建筑物保持1 m的安全距離，橋涵建筑物上的填土厚度應不小于2.5 m；沖擊壓路機壓實邊緣與路肩邊緣之間應留有1 m的安全距離，因為工作中的沖擊壓路機會產(chǎn)生較大的能量，一旦與路肩近距離接觸，便會損壞路肩；工作中，沖擊壓路機應與建筑物保持5 m的安全距離，并及時調(diào)頭，注意當拱涵、管涵上的填方大于2.5 m及板涵頂?shù)奶钔链笥? m時，才可安排路床的沖擊壓實作業(yè)。此外，路床補強壓實和高填方時，應每補強壓實2 m便松鋪厚度超過30 cm的填料，若路床表面較干燥，則應先進行灑水處理，以防路床表面粉塵化。與此同時，車輛每次轉(zhuǎn)彎時均應調(diào)整轉(zhuǎn)彎路線，以免沖擊凸輪前后落點重復，從而防止產(chǎn)生波浪現(xiàn)象。

3 結(jié)語

沖擊碾壓技術(shù)在高速公路路基施工中的運用是可行的，符合現(xiàn)代社會發(fā)展的要求。

總的來講，與其他路基加固處理技術(shù)相比，沖擊碾壓技術(shù)主要從以下兩個方面來體現(xiàn)自身的優(yōu)越性：

一是提升路基的穩(wěn)定性，即路基的密實度與沖擊碾壓的遍數(shù)成正比，并最終形成1 m～1.5 m的加固層；二是降低工后沉降率，即沖擊碾壓技術(shù)可使路基的工后沉降率降至0.1%～0.15%，從而有效防止了沉降裂縫的產(chǎn)生。需要強調(diào)的是，任何道路工程均應把握好沖擊碾壓技術(shù)的應用范圍，以免造成不必要的損失，即沖擊碾壓技術(shù)的應用條件為：路基填土高度大于1.5 m，路基的填料最好為塑性指數(shù)小于12、天然含水率不大于2%(≥-4%)的砂型土，施工段長度應不小于100 m，最好為300 m～500 m。若施工條件不允許，則盡量選取最佳的路基加固方法，以均衡工程的施工質(zhì)量、施工進度、施工成本、施工安全之間的關系。

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Application analysis of the impact-rolling technique in highway subgrade construction process

Zhang Chunyan

(ShanxiYunchengHighway&BridgeCo.,Ltd,Yuncheng044000,China)

The paper introduces the features of impact-rolling technique in highway subgrade construction process. Combining with engineering examples, it carries out impact-rolling test, describes subgrade impact-rolling construction quality control measures, and finally points out that: the impact-rolling technique can improve subgrade stability and reduce post subsidence rate.

express highway, subgrade, impact-rolling technique, compactness

1009-6825(2016)05-0172-02

2015-12-02

張春艷(1980- )，女，助理工程師

U416.1

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