冲击碾压技术在高速公路路基施工中的运用分析

初 磊

山东恒建工程监理咨询有限公司，山东潍坊 261061

0 引言

路基(subgrade)指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。它承受着本身的岩土自重和路面重力，以及由路面传递而来的行车荷载，是整个公路构造的重要组成部分。高速公路相对于普通公路需要承受更大的重量以及震动，它对路基的要求会更高。这也对高速公路路基的施工提出了技术性要求，其中，冲击碾压技术对于提高高速公路路基的强度及稳定性、降低工后沉降的风险有着显著效果，是得到愈发广泛运用的新技术。

1 冲击碾压技术在高速公路路基施工中的运用效果分析

冲击碾压已成路基是提高路基强度与稳定，加快公路建设，确保工程质量的一种创新技术。运用效果在工程界受到了良好的评价。

1.1 提高路基的稳定性

冲击碾压技术的要点是采用25kJ高能量冲击压实机，在已完成的路基上进行冲击碾压的连续作业，随着冲击碾压遍数的增加，使路基由上至下碾压而增加密实度，形成厚1.0m～1.5m的加固层，完成优质路基的强度与稳定性要求。冲击式压实机作业时，在半空间表面上竖向冲击能传给地基的能量是由压缩波（P波）、剪切波（S波）和瑞利波（R波）联合传播的。压缩波的质点运动是属于平行于波阵面方向的一种推拉运动，它使上粒错位；剪切波的质点运动引起和波阵面方向正交的横向位移；而瑞利波的质点运动则是由水平和竖向分量所组成。剪切波和瑞利波的水平分量使土颗粒间受剪，可使土得到密实，其冲击压实功能反映的击实标准大于目前国际上修正葡氏击实标准，所产生的高能量冲击功能使路基进一步密实坚固稳定。

1.2 降低工后沉降率

不同的地形环境、不同的填筑材料、不同的厚度及均匀性要求等情况对对冲压效果的影响都是不可以忽略的。再加上土石自重的因素，工后沉降的情况经常出现。相关实验表明，当沉降量梯度在0.6%以上的时候（此时，工后沉降率会接近0.4%），就可能出现变形和裂缝等情况，从而发生沉降，影响路面交通安全和正常使用。实验和实践表明，使用冲击碾压技术可以使高速公路的工后沉降率下降到0.1%～0.15%之间，从而可以有效地减少裂缝等情况的出现，从而增强高速公路的使用效率。

2 冲击碾压技术在高速公路路基施工中的施工工艺的运用

2.1 冲击碾压技术的适用范围

冲击碾压技术在路基填土高度、填筑材料和作业面的要求等方面有着特殊的适用范围。如果路基填土的高度在150cm以上，则适合使用冲击碾压技术；如果路基在150cm以下，则适合使用普通的碾压技术。路基的填筑材料以砂型土为宜，且塑性指数应小于12，天然含水率不能高于2%，但亦最好不低于-4%。至于作业面范围，主要是说施工段长度不能短于100m，而最好位于300m～500m之间，而对转弯路段的冲击碾压则计入下一段施工计划。

2.2 冲击碾压技术的施工工艺的运用

在高速公路路基的施工中，运用冲击碾压技术需要在流程、设备和具体实施方面注重工艺的运用，从而做到技术使用效果的最大化。

1）工艺流程

一般地说，在高速公路路基施工中运用冲击碾压技术要遵循以下流程：地基检测-测量放样-填土稳压与整平-埋设检测点-冲击碾压-质量检测。这样的流程可以保证冲击碾压的有序进行，并保证一次性达标的实现，对于减少返工和降低工后沉降率具有流程性保障。

2）填土及整平

在地基检测和测量放样工作完成以后，便会进入实质性工作阶段，也即是路基填土和整平。这会按照铺设好的方格网进行。填筑的宽度一般来说要比设计的宽度每侧多1m以上，这是因为在冲压过程中，边部图会向两侧移动，如果不预留宽度就会导致边部压实难以实现。在整平过程中，需要注意的细节是要检测表面下20cm处填土的含水率，要保证每2 000m2的填土的含水率不少于8%，只有在这项指标达到以后才可以运用冲击碾压技术进行冲压，否则会造成路面难以压平压实。

3）冲击碾压

在进入冲击碾压环节以后，冲压顺序、冲压方法、冲压遍数和冲压速度的控制直接关系到冲压效果。

在冲压顺序上，以道路中心线为对称轴， 采用错轮回转法进行冲击碾压在实践中得到了很好的反馈。在冲压速度上，在保持安全距离（离路肩边缘1m）的前提下，以10km/h～12km/h的速度平稳行进是实践中通用的做法。至于冲压遍数，则根据松铺厚度和压实度要求来确定，一般来说，20遍～25遍是合理的范围，另外对于路基边部约5m的宽度要比其他部分多压4便以保证边部压实。

在冲压方法上，为了保证平稳和均匀，来回错轮冲压的冲压方式被证实是最为有效的，这要求轮迹间不得重叠，错轮的横向间隙应留25cm左右，纵向每一冲压的交错为1/6周长，且每5遍改变一次冲压方向以压实波峰和错峰，从而做到整体冲压效果的达标。对于冲压后表层土较为松散的情况，可采用直接下层填补的方法或者采用振动压路机进行补压。

4）质量检测

对冲击碾压效果的检测可以从厚度检测和压实度检测两点入手。厚度方面，从松铺厚度到压实厚度都需要加以控制，运用定点观测点进行抽样控制。厚度值用铁钉系红布条或者工后方格网抄平，然后取平均值计算即可。比如，某高速公诉段的施工中测量数据表明，松铺厚度100cm，冲压23遍以后为78cm（沉降22cm）。压实度检测通常使用的是灌沙法，在每个实短的断面设计上不少于3个，而每个断面又会选择至少5个检测点。检测点的最佳分布为：路线中心一个点、中线15m两边2个点、坡脚线内侧一米处两边共2个点。检测深度一般以20cm为梯度测量上、中、下三层的压实度。

3 结论

冲击碾压技术运用在高速公路的路基施工以来，效果和效益正如试验阶段的预测那样，在技术经济方面具备了相对传统技术的优越性。以每平方米的填筑压实成本来看的话，采用冲击碾压技术可以节约成本0.8元，这对工程量浩大的高速公路而言，成本控制效果十分可观。除了节约压实成本，冲击碾压技术对于缩短工期、提高路基填筑速度也具备显著效果。比如，一高速公路路段长为300m，路基的压实厚度要达到60cm，如果采用传统的施工方法压实可能需要12个工期，而采用冲击碾压技术则只需要7个工期，这样就有效地加快了施工进度，同时也制造了足弓的沉降时间以保障路基的自然夯实，经济效益和社会效益都十分明显。可见，冲击碾压技术在高速公路路基施工中的运用值得肯定，如果结合各地实际地加以推广、运用和改进，对于我国高速公路的建设将是十分有益的。

总之，冲击碾压技术在提供高速公路路基的强度和均匀性、降低工后沉降率、加快施工进度、处理特殊路基以及节约施工费用等方面有着显著效果。

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