吳青娟 山西臨汾市政工程集團(tuán)股份有限公司

1 前言

沖擊碾壓技術(shù)是道路碾壓施工中較為常見(jiàn)的技術(shù)形式，以沖擊式壓實(shí)機(jī)為主要設(shè)備，用牽引設(shè)備拖動(dòng)，滾動(dòng)期間對(duì)地面產(chǎn)生沖擊壓力，提高結(jié)構(gòu)的密實(shí)度；同時(shí)，還可提供滾壓、揉壓的功能，進(jìn)一步增強(qiáng)了土石顆粒結(jié)合的緊密性?？梢?jiàn)，沖擊碾壓施工技術(shù)的綜合應(yīng)用效果較好，有必要展開(kāi)探討，梳理具體的應(yīng)用要點(diǎn)，以便更為有效地應(yīng)用于市政道路工程建設(shè)中，充分發(fā)揮出該項(xiàng)施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2 沖擊碾壓施工技術(shù)的應(yīng)用概述

隨著工程技術(shù)的發(fā)展，相繼有更多的碾壓施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其中，沖擊碾壓施工技術(shù)則頗具代表性，具體的施工工藝流程如圖1所示。

圖1 沖擊碾壓施工技術(shù)流程

沖擊壓路機(jī)是沖擊碾壓施工中的關(guān)鍵設(shè)備，其具有低頻率、高振幅的特性，運(yùn)行時(shí)提供的沖擊力較強(qiáng)，通常為15kJ～30kJ，荷載達(dá)到2500kN～3500kN，性能較為優(yōu)越。

撓度是應(yīng)用沖擊碾壓施工技術(shù)時(shí)必須考慮的指標(biāo)，應(yīng)以合理的方法計(jì)算，根據(jù)結(jié)果采取控制措施。撓度計(jì)算需考慮多類數(shù)據(jù)，具體可按照“f=f1+f2+f3+f4”的方法計(jì)算。其中，f1、f2、f3、f4分別為上拱度、梁段靜載作用產(chǎn)生的下?lián)隙?、臨時(shí)荷載產(chǎn)生的下?lián)隙?、混凝土徐變系?shù)[1]。

理論研究以及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，沖擊碾壓施工技術(shù)所取得的碾壓效果良好，同時(shí)還具有操作便捷、效率高等多重優(yōu)勢(shì)。具體至市政道路路基壓實(shí)環(huán)節(jié)，若能夠合理配置壓路機(jī)等機(jī)械設(shè)備并準(zhǔn)確把握作業(yè)要點(diǎn)，路基壓實(shí)度通?？蛇_(dá)到95%以上，有效保證了路基的密實(shí)度與平整度。

3 沖擊碾壓施工技術(shù)在市政道路建設(shè)中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 測(cè)量放線

測(cè)量放線是路基施工全流程中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，有必要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙測(cè)定具體的中線、施工控制樁等，形成顯眼的標(biāo)記，作為正式施工的參照基準(zhǔn)。測(cè)量放線是一項(xiàng)精細(xì)化的工作，應(yīng)由專員按照規(guī)范完成。且為了全面保證測(cè)量放樣的精度，在完成測(cè)放后需做二次核對(duì)，對(duì)比分析兩次數(shù)據(jù)，確保兩者均一致，否則需查明實(shí)際情況，予以調(diào)整。

3.2 整平和填土

方格網(wǎng)鋪設(shè)施工階段，需要有效填筑，確保填筑寬度具有合理性。組織多次試驗(yàn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況做準(zhǔn)確的判斷，若發(fā)現(xiàn)有局部穩(wěn)定性不足的情況，則對(duì)該處及兩側(cè)做有效的處理，以免給后續(xù)施工造成不良影響。若情況加重，說(shuō)明施工空間較為狹小，此時(shí)不利于邊部壓實(shí)，有失穩(wěn)的可能[2]。作為參建人員，需對(duì)此方面的問(wèn)題予以高度的重視，采取有效的控制措施。

壓實(shí)施工中，注重對(duì)方法的優(yōu)化與應(yīng)用，有效加大控制力度，保證施工質(zhì)量。路基整體填土?xí)r，根據(jù)沖擊碾壓的施工要求開(kāi)展工作，注重對(duì)施工力度的把控，形成有效的填土覆蓋范圍，充分保證各處的填土施工質(zhì)量。

3.3 碾壓沖擊

（1）碾壓速度。碾壓速度的改變會(huì)帶來(lái)施工效果的變化，兩者具有類似于“反比”的關(guān)系。碾壓速度過(guò)快時(shí)，設(shè)備與待壓實(shí)區(qū)域的接觸時(shí)間不足，可能會(huì)影響壓實(shí)效果。但也不可過(guò)慢，否則會(huì)拖慢施工進(jìn)度，甚至?xí)谶^(guò)度碾壓作用下導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)的土壤受損。因此，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)特性、壓實(shí)度要求等多項(xiàng)條件采取針對(duì)性的控制措施，保證壓實(shí)速度的合理性。

（2）碾壓遍數(shù)。隨著碾壓次數(shù)的增加，待處理部分的密實(shí)度有提高的變化，但其存在某極限值，即達(dá)到特定的遍數(shù)后，無(wú)論后續(xù)如何碾壓，土壤的壓實(shí)度幾乎不會(huì)有大幅的改變，即土壤達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。通常，碾壓遍數(shù)以20遍為宜；而對(duì)于路基周邊的部位，考慮到其更易失穩(wěn)的情況，碾壓遍數(shù)可增加至24遍左右，具體視實(shí)際施工條件而定。

（3）碾壓形式。三邊形沖擊式壓路機(jī)是碾壓施工中較為常見(jiàn)的設(shè)備，具體如圖2所示。設(shè)備的運(yùn)行性能穩(wěn)定，效率較高，在采取部分重疊碾壓的作業(yè)方法后，有利于提升碾壓施工效果。施工順序方面，通常從外側(cè)開(kāi)始，逐步向內(nèi)側(cè)推進(jìn)，富有秩序性地將碾壓工作落實(shí)到位。

圖2 三邊形沖擊式壓路機(jī)示意圖

3.4 沖擊碾壓施工注意事項(xiàng)

市政道路碾壓施工的工作量較大，合理應(yīng)用機(jī)械化施工模式是保證質(zhì)量、提高效率的關(guān)鍵，需根據(jù)具體施工條件以及工程要求合理選用機(jī)械設(shè)備，規(guī)范操作設(shè)備，充分發(fā)揮出其生產(chǎn)力優(yōu)勢(shì)。在沖擊碾壓施工技術(shù)日益成熟的行業(yè)背景下，施工單位應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確掌握施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，有效推進(jìn)施工進(jìn)程。此外，密切關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)的水文、地質(zhì)條件，存在干擾因素時(shí)采取處理措施[3]。

施工參數(shù)的設(shè)定與控制也較為關(guān)鍵。正式施工前，依據(jù)所掌握的工程信息確定具有可行性的施工參數(shù)，將其作為施工的依據(jù)；而在實(shí)際施工中，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，可能會(huì)遇到前期未考慮到的因素，此時(shí)施工條件發(fā)生改變，需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整施工參數(shù)，通過(guò)檢驗(yàn)后方可投入使用。

3.5 沖擊碾壓施工的質(zhì)量控制措施

（1）含水量的控制。著重考慮的是原表層以下20cm范圍，檢測(cè)該部分的含水量，若不滿足要求則適當(dāng)調(diào)整。實(shí)測(cè)含水量偏低時(shí)，用灑水的方法提高該值；實(shí)測(cè)含水量偏高時(shí)，安排晾曬，降低該值。沖擊碾壓施工中，以輪跡搭接布滿表面視為1遍，根據(jù)要求完成相應(yīng)遍數(shù)的碾壓作業(yè)。對(duì)于施工期間含水量偏低的情況，可適量灑水，一方面將含水量調(diào)節(jié)至正常水平，另一方面撲滅揚(yáng)塵，滿足文明施工的要求。

（2）壓實(shí)作業(yè)細(xì)節(jié)。設(shè)備宜選用沖擊壓輪機(jī)，輪寬0.9m，內(nèi)邊距1.17m，正常運(yùn)行工況下的有效沖服寬度為4m。就理論層面而言，以規(guī)范的方式完成30遍沖擊碾壓施工后，可形成約1m的加厚層，使路基具有足夠的穩(wěn)定性。具體至實(shí)際施工中，為保證整體施工效果，可將沖擊碾壓作業(yè)劃分為兩個(gè)階段，逐步推進(jìn)，具體做如下分析。

①動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能。在設(shè)備的牽引作用下，帶動(dòng)壓實(shí)輪向外廓曲線前滾動(dòng)，在該運(yùn)行軌跡中，重心集中在曲線的最低點(diǎn)；隨著運(yùn)動(dòng)距離的延長(zhǎng)，重心逐步向上移動(dòng)，牽引力所提供的動(dòng)能發(fā)生變化，轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能，此條件下可充分發(fā)揮出緩沖機(jī)構(gòu)的性能優(yōu)勢(shì)。②勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。結(jié)合前述分析可知，壓實(shí)輪的重心會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)其達(dá)到曲線最高點(diǎn)時(shí)，蓄能器緩沖液壓缸壓力得以釋放，勢(shì)能轉(zhuǎn)為動(dòng)能。在該狀態(tài)下，壓實(shí)輪的速度有提升的變化（超過(guò)機(jī)身自身的速度），得益于該速度關(guān)系，可彌補(bǔ)上段滯后的位移。

（3）控制指標(biāo)分析。壓實(shí)度是評(píng)價(jià)路基施工質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一，需要以合理的方法施工，提高壓實(shí)度。路基填料的類型、性質(zhì)存在差異，各自參照的標(biāo)準(zhǔn)有所區(qū)別，若僅采用傳統(tǒng)的質(zhì)量管控方法，難以全面保證路基的施工質(zhì)量。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)注重多個(gè)維度的工作，例如提高路基的承載力、保證路床的整體性、對(duì)沖擊碾壓指標(biāo)做合理的優(yōu)化。此處從如下幾個(gè)方面展開(kāi)分析。

①碾壓速度。如前文所述，碾壓速度的增加會(huì)在一定程度上影響碾壓施工效果，在適當(dāng)放慢碾壓速度時(shí)，可取得較好的碾壓效果。但工程環(huán)境頗為復(fù)雜，除了考慮到放慢碾壓速度的要求外，還需考慮到施工效率的要求，若一味降低碾壓速度，可能會(huì)出現(xiàn)無(wú)法在指定工期順利完成碾壓工作的情況。因此，在設(shè)定碾壓速度時(shí)，必須充分兼顧碾壓效果和施工效率的雙重要求，在兩者間尋求均衡點(diǎn)。②碾壓遍數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，碾壓遍數(shù)的增加會(huì)促進(jìn)壓實(shí)度的提高，因此通過(guò)增加碾壓遍數(shù)的方式改善碾壓效果具有可行性。但需考慮到限值問(wèn)題，即碾壓遍數(shù)存在某極限值，其對(duì)應(yīng)的碾壓效果最佳，而在此基礎(chǔ)上增加碾壓遍數(shù)后，碾壓效果幾乎無(wú)提升的跡象，甚至?xí)霈F(xiàn)施工周期延長(zhǎng)、碾壓效果下降等負(fù)面影響。對(duì)此，應(yīng)合理設(shè)定碾壓遍數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)特性以及工程碾壓要求而定；從設(shè)備優(yōu)化的角度來(lái)看，增加壓路機(jī)的噸位是可行的方法。③鋪層厚度。綜合考慮施工設(shè)備運(yùn)行性能、工況，確定合適的鋪層厚度。對(duì)于沖擊壓路機(jī)而言，虛鋪層厚度以100mm～120mm較為合適，經(jīng)壓實(shí)處理后的厚度需達(dá)到80mm～100mm。④碾壓方式。遵循先弱振后強(qiáng)振、先輕后重的基本原則，并由具有資質(zhì)的人員操作。

（4）其他質(zhì)量控制措施。壓路機(jī)的基礎(chǔ)參數(shù)會(huì)對(duì)碾壓效果造成影響，從尺寸方面來(lái)看，輪寬以90cm為宜，兩輪間距1177cm、跨度4m。為使壓實(shí)設(shè)備全面覆蓋至作業(yè)區(qū)域的各個(gè)部位，至少安排2遍碾壓，第1遍對(duì)主體進(jìn)行碾壓，第2遍著重處理前期未處理的部位，同時(shí)加強(qiáng)已經(jīng)碾壓的部位。必要時(shí)安排第3遍碾壓，全面提升碾壓效果。碾壓過(guò)程中，嚴(yán)格控制設(shè)備的運(yùn)行速度，將該值穩(wěn)定在合理的區(qū)間內(nèi)，且盡可能避免速度大幅度變更的情況。對(duì)于碾壓遍數(shù)的控制，需要與施工要求一致，此外土石顆粒等現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)條件也需得到充分的考慮。以沖擊壓路機(jī)為例，可按照20遍的要求碾壓，期間做好質(zhì)量檢驗(yàn)，若不滿足要求則適當(dāng)增加碾壓遍數(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在市政道路施工中，沖擊碾壓施工技術(shù)是重要的技術(shù)形式，其應(yīng)用水平將直接關(guān)系到碾壓效果乃至道路的最終使用情況。作為施工單位，則需正確認(rèn)識(shí)碾壓施工技術(shù)，經(jīng)勘察后明確現(xiàn)場(chǎng)水文、地質(zhì)等基礎(chǔ)條件，制定相適應(yīng)的施工方案，配備材料、機(jī)械設(shè)備，由專員按照規(guī)劃推進(jìn)施工進(jìn)程。碾壓期間，還需加強(qiáng)對(duì)施工質(zhì)量的檢測(cè)與控制力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并處理，為整體施工質(zhì)量提供保障。