劉 江

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

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談沖擊壓實(shí)技術(shù)在路基工程中的應(yīng)用

劉 江

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

根據(jù)沖擊壓實(shí)技術(shù)的原理，分析了沖擊壓實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)，并闡述了沖擊壓實(shí)技術(shù)在某公路路基工程中的應(yīng)用，指出該技術(shù)可提高路基的強(qiáng)度、加固軟弱地基、減少工程完工后的路基沉降率。

路基，沖擊壓實(shí)技術(shù)，填料，測量放樣

0 引言

隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，公路、鐵路項(xiàng)目建設(shè)有了極大發(fā)展。同時(shí)工程施工數(shù)量的增多，大眾開始對施工質(zhì)量進(jìn)行了關(guān)注。就我國現(xiàn)階段公路工程的建設(shè)與運(yùn)營狀況來看，很多公路工程的施工，因?yàn)楣こ塘看螅て诙痰脑?，造成質(zhì)量的不達(dá)標(biāo)，尤其是路基工程的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。導(dǎo)致路面損壞較為嚴(yán)重，驗(yàn)收不合格，即使驗(yàn)收勉強(qiáng)合格，也會大大縮短其工程的服務(wù)年限，甚至對公路交通都存在安全隱患。針對路基工程的要求，對路基工程建設(shè)中所使用的沖擊壓實(shí)技術(shù)進(jìn)行分析，規(guī)范其作業(yè)實(shí)施，確保路基工程的高質(zhì)量。

1 簡述沖擊壓實(shí)技術(shù)

我們之前在進(jìn)行路基壓實(shí)工作時(shí)一般采用傳統(tǒng)式的振動壓路機(jī)，而傳統(tǒng)的振動壓路機(jī)的高效碾壓速度是介于3 km/h～6 km/h之間的，且壓實(shí)厚度較淺，一般在0.3 m～0.5 m之間。我們都知道壓路機(jī)的碾壓速度決定了壓路機(jī)的工作效率，壓實(shí)厚度決定了路基工程的施工質(zhì)量。而現(xiàn)階段的公路交通施工，由于質(zhì)量要求高、工程量大、工期短，所以要求高效率，壓實(shí)厚度超過1 m以上。顯然傳統(tǒng)的振動式壓路機(jī)已不能滿足要求，必須尋找新的技術(shù)。

而沖擊壓實(shí)技術(shù)改變了傳統(tǒng)的碾壓方式，加快了碾壓速度，增加了壓實(shí)厚度，將原來的高頻率低振幅轉(zhuǎn)變?yōu)楦哒穹皖l率，大大解決了傳統(tǒng)碾壓方式帶來的不足，增加了對土方壓實(shí)功能。現(xiàn)在的壓路機(jī)為沖擊式壓路機(jī)，分為五邊形沖擊壓路機(jī)(見圖1)和三邊形沖擊壓路機(jī)(見圖2)。

例如:25 kJ三邊形沖擊壓實(shí)機(jī)的沖擊工程是傳統(tǒng)壓實(shí)機(jī)的10倍有余，而且壓實(shí)厚度由原來的0.3 m～0.5 m增加到現(xiàn)在1 m～1.5 m之間，影響深度更是達(dá)到了5 m，即使碾壓速度也是傳統(tǒng)振動壓路機(jī)的2倍，這在很多的工程中已經(jīng)得到了實(shí)踐。

如圖3所示，所謂的沖擊壓實(shí)技術(shù)的工作原理便是通過沖擊輪自身重量在前進(jìn)時(shí)會有向下的沖擊力，對路基進(jìn)行壓實(shí)，對水泥路面進(jìn)行破碎。沖擊壓實(shí)機(jī)的工作能量可以用重力勢能公式進(jìn)行計(jì)算：

E=mgh。

其中，E為沖擊壓實(shí)機(jī)帶來的能量，kJ；m為主動力部分的質(zhì)量，此處一般指滾輪的質(zhì)量，kg；g為地球的重力加速度,為固定值，取9.8 m/s2；h為滾輪外半徑與內(nèi)半徑的差值，m。

就如剛才我們提到的我國現(xiàn)階段路基工程中常使用到的沖擊壓路機(jī)的兩大主力25 kJ三邊形壓路機(jī)和15 kJ五邊形壓路機(jī)，根據(jù)不同碾壓要求我們會選擇不同的壓路機(jī)，對于原位碾壓和厚度小于1 m的土石填料碾壓，一般選擇25 kJ的三邊形壓路機(jī)，而對于厚度為50 cm～70 cm的土石料碾壓則會選擇15 kJ的五邊形壓路機(jī)進(jìn)行操作。五邊形壓路機(jī)因?yàn)闈L輪的原因，可以同比三邊形壓路機(jī)進(jìn)行較少的壓實(shí)次數(shù)，便可達(dá)到工程要求的壓實(shí)指數(shù)。而25 kJ三邊形壓路機(jī)的能量可以達(dá)到?jīng)_擊力2 500 kN，是檢驗(yàn)?zāi)雺旱挠行Х绞?。對于土質(zhì)松軟和含水量過多的地方，只要壓路機(jī)碾壓10多遍就會顯現(xiàn)出來，再著重碾壓即可補(bǔ)救。加強(qiáng)了路基的強(qiáng)度，避免完工后出現(xiàn)路基沉降的現(xiàn)象，對提高公路的建設(shè)質(zhì)量有著實(shí)際意義。

2 沖擊壓實(shí)技術(shù)在路基工程中的應(yīng)用

2.1 沖擊壓實(shí)技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)

1)沖擊能量大。

就像我們在前文提到的，沖擊壓實(shí)技術(shù)帶來的沖擊能量是傳統(tǒng)振動技術(shù)下帶來能量的數(shù)倍甚至于十幾倍。在如此沖擊力下壓實(shí)的地基將更加堅(jiān)固，工程質(zhì)量也會得到保障。

2)填料要求很低。

在道路交通施工尤其是公路施工中，要想保證地基的安全性，首先我們要做好的便是填料質(zhì)量的控制，與傳統(tǒng)的振動壓實(shí)技術(shù)相比，沖擊壓實(shí)技術(shù)對填料的要求很低，尤其是含水量方面。對處于干旱與半干旱的地區(qū)，只需將地基的填料刮平便可進(jìn)行沖擊壓實(shí)。如果填料含水量較低，可進(jìn)行灑水作業(yè)后直接進(jìn)行壓實(shí)工作，這樣不僅提高了壓實(shí)施工效率，加快了施工速度而且節(jié)約了施工成本。因此在我國的西北，新疆地區(qū)干旱半干旱的環(huán)境下，沖擊壓實(shí)技術(shù)具有較大優(yōu)勢。

3)填方厚度得到增加。

眾所周知傳統(tǒng)的碾壓技術(shù)是進(jìn)行分層碾壓，需要對地表層提前處理，而且每層的厚度控制的十分嚴(yán)格，一般在40 cm左右，填方厚度的增加，會嚴(yán)重影響地基工程質(zhì)量，造成工程整體的質(zhì)量下降。而沖擊壓實(shí)技術(shù)在地表層無需處理的前提下，填方厚度可以達(dá)到1 m，而且碾壓速度更快。由此可以看出沖擊壓實(shí)技術(shù)的工作效率會是傳統(tǒng)壓實(shí)技術(shù)的好幾倍有余，大大提高了工作效率。

2.2 路基工程采用沖擊壓實(shí)技術(shù)效果

1)提高了路基強(qiáng)度與均勻。

我們發(fā)現(xiàn)采用沖擊壓實(shí)技術(shù)壓實(shí)20遍后，路基的壓實(shí)度能達(dá)到3%～5%，這極大的提高了路基的強(qiáng)度。而且在路床頂面的1 m～1.5 m的地方形成一條很均勻且密實(shí)的加固層，這就更加加強(qiáng)了路基工程的路基強(qiáng)度與均勻性。

2)減少了工程完工后的路基沉降率。

道路工程在建設(shè)以及建設(shè)完成后的使用服務(wù)過程中，由于多種因素，例如：施工質(zhì)量問題，當(dāng)?shù)赝临|(zhì)條件問題及環(huán)境影響容易造成密壓變形，造成拉伸，壓縮現(xiàn)象的出現(xiàn)，而使沉降率變大。如果問題嚴(yán)重，造成沉降率過大的話，就會引起道路裂縫，變形，沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，造成公共交通的重大隱患，而且降低了道路的使用服務(wù)年限。而一般使用沖擊壓實(shí)技術(shù)處理的路基工程能夠使沉降率保持在0.1%左右，不會因?yàn)槌两德蔬^大而造成裂縫，沉降現(xiàn)象的發(fā)生，保證了公共交通安全的順利運(yùn)行。

3)使軟弱地基得到了充分加固。

在道路施工過程中，工程環(huán)境復(fù)雜，各地的地形條件與地形環(huán)境各不相同，因此存在很多軟弱的地基，類似濕陷的黃土質(zhì)，需要進(jìn)行重點(diǎn)加固。傳統(tǒng)方法一般采用強(qiáng)夯法進(jìn)行加固，而現(xiàn)階段我們用沖擊壓實(shí)技術(shù)多進(jìn)行碾壓幾遍即可，經(jīng)過充實(shí)的沖擊壓實(shí)過程，可以增加干密度，以此來提高地基的穩(wěn)固，保證質(zhì)量的安全。

3 沖擊壓實(shí)技術(shù)在工程實(shí)例中的應(yīng)用

3.1 工程概述

某公路路基工程，施工全長26.6 km合同路段內(nèi)無淤泥軟土地段，但部分路段存在承載力過低的現(xiàn)象。為了保證施工的質(zhì)量決定采用沖擊壓實(shí)技術(shù)進(jìn)行路基工程的建設(shè)。其中沖擊壓實(shí)長度為26 km，寬度為40 m。

3.2 施工過程分析

1)施工準(zhǔn)備階段。

在正式施工之前我們要做好施工的準(zhǔn)備工作，確保填料土和施工設(shè)備是否準(zhǔn)備完成。并檢查填料土的質(zhì)量是否符合要求，含水量是否符合設(shè)計(jì)要求，做好灑水或者曬干工作。同時(shí)選擇好壓路機(jī)的型號，針對不同的施工環(huán)境和施工要求我國有多種沖擊壓路機(jī)，如果在壓路機(jī)方面選擇錯(cuò)誤，則會對我們的路基工程的質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此針對我們現(xiàn)在的公路路基建設(shè)，我們應(yīng)采用25 kJ三邊形壓路機(jī)最為實(shí)用。

2)施工測量放樣。

首先利用儀器敷設(shè)邊緣施工控制線和線路中樁控制線，以此作為壓實(shí)工作的依據(jù)。并且在沖擊壓實(shí)之前要對路基的邊線進(jìn)行放樣，以確保路基的寬度符合建設(shè)工程的施工要求，在進(jìn)行準(zhǔn)確的復(fù)核無誤后方可進(jìn)行施工。其次也要對路表面的清理工作進(jìn)行復(fù)核并結(jié)合設(shè)計(jì)橫斷面來完成路基橫斷面的繪制工作。

3)沖擊壓實(shí)技術(shù)施工過程。

在本次的工程中我們將使用的是三邊形沖擊壓路機(jī)，其規(guī)格如下：輪寬0.9 m；兩輪間距1.18 m；沖擊壓實(shí)寬度2 m。我們將一個(gè)沖擊壓實(shí)來回的寬度看做是4 m。我們需要這樣循環(huán)操作兩次完成。在進(jìn)行第二次沖擊壓實(shí)過程中，壓路機(jī)的單輪從第一次的雙輪中間通過，這樣可以形成全面覆蓋，多進(jìn)行幾次循環(huán)，達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度即可。在進(jìn)行操作作業(yè)過程中我們要嚴(yán)格控制好壓路機(jī)的運(yùn)行速度，即保持在11 km/h左右，上下浮動不可超過1 km/h。同時(shí)操作過程要遵照先兩邊后中間的原則進(jìn)行施工。

4 結(jié)語

在我國交通事業(yè)快速發(fā)展的今天，沖擊壓實(shí)技術(shù)在路基工程的建設(shè)施工中優(yōu)勢是不言而喻的，沖擊壓實(shí)技術(shù)的技術(shù)水平與施工質(zhì)量將直接影響路基建設(shè)的施工質(zhì)量，因此在施工過程中我們一定要嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，同時(shí)要進(jìn)行不斷的學(xué)習(xí)，將新的科學(xué)技術(shù)與更為先進(jìn)的操作方法融入到我們的施工中。真正的保證施工的質(zhì)量，做好路基工程的建設(shè)，保證其穩(wěn)定性與安全性，在安全的運(yùn)營過程中，延長道路的服務(wù)年限，為我國現(xiàn)代化進(jìn)程貢獻(xiàn)自己的一份力量。

[1] 何翠玲.沖擊壓實(shí)技術(shù)在公路路基工程施工中的應(yīng)用[J].交通世界，2016(10)：32-33.

[2] 湛 龍.淺談沖擊壓實(shí)技術(shù)在公路路基施工中的應(yīng)用[J].江西建材，2014(17)：153.

[3] 孫立臣.沖擊壓實(shí)技術(shù)在路基工程中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技，2014(1):53,55.

[4] 楊仲偉.沖擊壓實(shí)技術(shù)在路基工程中的應(yīng)用[J].交通世界：建養(yǎng)機(jī)械，2015(10)：90-91.

Discussion on the application of impact compaction technology in roadbed engineering

Liu Jiang

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupLimitedCompany,Jinzhong030600,China)

According to the principle of impact compaction technology, this paper analyzed the characteristics of impact compaction technology, and elaborated the application of impact compaction technology in highway roadbed engineering, pointed out that the technology could improve the strength of roadbed, reinforcement of soft foundation, reduced the roadbed settlement rate after the engineering completion.

roadbed, impact compaction technology, filler, surveying and lining

1009-6825(2017)10-0156-02

2017-01-21

劉 江(1981- ),男,工程師

U416.1

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