冲击碾压技术在路基施工中的应用

张海升

(山东恒建工程监理咨询有限公司，山东潍坊 261000)

冲击碾压技术在路基施工中的应用

张海升

(山东恒建工程监理咨询有限公司，山东潍坊 261000)

本文主要围绕冲击碾压技术的相关原理和实际应用进行分析和研究，对技术所用设备及原理作了介绍，阐述了工艺流程，并以具体工程为例，对冲击碾压技术在路基中的应用进行了探讨。

冲击碾压技术；路基施工；冲击压路机

路基为带状构造物，常依照一定路线位置修筑，以此做为道路建设基础。为保证公路建设质量，路基施工通常有严格的技术要求，以确保其自身承载力能够支撑道路自重和行车荷载。这就需要路基具有符合技术标准的强度及稳定性。冲击碾压技术是用于路基压实工作的先进技术之一，它不仅能够有效提高路基各项指标，同时能够有效防范工后沉降，当前使用愈加广泛。

1 冲击碾压技术概述

1.1 机械简介

公路项目建设中，冲击压路机多用于路基施工，它不仅具有很好的碾压作用，实际应用中也具有明显的冲击夯实效果。冲击压路机由 3部分组成，冲击轮是其最主要部件，根据牵引方式的不同，冲击压路机可分为自行式与拖式两种。对比传统压路机，非圆形冲击轮是其最明显的外部特征，为在平稳、低耗中优化压实效果，冲击压路机的冲击轮多为中心对称多边形或弧形，其中以三边最为常见，本文以三边型冲击压路机为对象，对冲击碾压技术的应用进行研究，其效果图详见图1。有些冲击压路机，其冲击轮带有条状突出以增大触地面积，依据冲击轮数量的不同，冲击压路机亦可分为单轮与双轮两种。

表1 冲击压路机（三边型）

1.2 技术原理分析

与传统压实方法相同，冲击碾压技术也以垂直震动的方式来达到夯实路基的目的。冲击压实机在行进过程中，在重力势能、动能及有用功等动力作用下能使冲击轮碾压下方的图颗粒挤密，土颗粒空隙中原有的空气和水被排出，密度加大进而变得更加密实。此外，冲击轮作用下土粒内摩阻力增大，原有黏聚力提高，透水性降低，也有利于增强土体强度及水稳性，具体原理如下所示：

图2 冲击碾压技术原理

1.3 技术特点

首先，冲击碾压技术低频高振幅，这是其与传统碾压截然相反的技术特点。通常，冲击压路机频率为2击/s，落距在15cm左右，而冲击能量和荷载最高则可达到30KJ、3500kN。其次，冲击能量大且作用效果深。例如25KJ双轮冲击压路机：轮重12t，在行驶速度在12km/h时，其对地面的冲击力最高可到2500kN，相当于1543kPa。最后，夯实路基效果好且工期短。通常，经压实碾压技术作用的路基其压实度可高达 95%，且强度大、稳定性好，能够有效降低路基沉降、变形几率，保证基体整体均匀性。

2 冲击碾压技术工艺流程

道路路基建设中，为实现效果最优化，应用冲击碾压技术时应注意合理选用设备，灵活设计施工流程，细化施工环节并作细致准备。一般来说，冲击碾压技术在路基施工中的应用流程如下：①场地检测→②测量→③放样→④填土→⑤稳压、整平→⑥埋设检测点→⑦冲击碾压→⑧质量检测。现针对冲击碾压技术工艺流程中的几个重要环节进行详细介绍。

（1）填土的稳压与整平环节。填土并稳压、整平属路基施工实质性阶段，在检测、放样工作完成后，通常以已经铺设的方格网为参照进行填土工作。填筑时，实际填筑宽度应多于设计宽度，以避免压实过程中，冲击力造成路基边侧填土移动，影响压实效果，通常两侧预留宽度≥1m。填土完成后，在进行稳压与整平前，需对填土进行含水率检测，具体方法是取填土距表层 20cm位置处的土壤进行检测，标准单位内含水率≥8%视为达标，可进行冲压。如含水量未达标，则需进行相应处理，避免影响路基压实效果。

（2）冲击碾压环节。冲击碾压路基时，其作用效果不仅同冲压顺序、方法密切相关，同时也会受到冲压遍数与速度的影响。第一，冲压顺序方面，可借助错轮回转法以路基中线为轴进行碾压，此法的可行性在实际应用中已经得到证实；第二，冲压速度方面需尽量将速度控制在11km/h左右，上下浮动不得超过1km/h。同时，行进过程中需保持安全距离，以冲击压路机与路肩边缘间的距离为1m为宜。第三，冲压遍数选择方面，通常依据填土厚度、压实度及施工标准来确定，灵活性较强。通常压路遍数为15～25遍，有时依工程实际适当增减，冲压遍数以满足质量要求为宜。此外，为确保路基边缘部位压实效果，通常此处压实次数比路基中心处位置要多。第四，冲压方法方面，来回错轮冲压较为常用，此法要求轮迹不重叠，错轮间隙宽于20cm，每冲压5遍做一次方向调整，压实波峰、错峰，以保证路基平稳、均匀。对于表层填土松散的路基，冲压后可以振动压实方式补压，直至压实操作达标为止。

3 冲击碾压技术的实际应用

3.1 工程概况

某城区改建公路，该改建工程计划2014年3月开工，2014年10月竣工。道路全长12.8km，施工工期较紧。道路填筑路基均高约2m，鉴于施工时间紧张，以自然方式沉降路基规定时间内无法达到施工标准，故为提高路基密度，增强其承载力，确保其使用寿命，工程决定以冲击碾压技术补压填筑路基，从而提高路床均匀性，避免工后沉降，保证施工质量。

3.2 冲击碾压试验路段施工

为检验以冲击碾压技术夯实路基的作用效果，施工前该工程从改建公路中，取100m无涵洞路段进行碾压试验。试验所用冲击压路机为双轮三边型，型号25KJ。主要实验操作内容如下：

①清理试验段路基，清除场地内杂物；②以转面冲碾方式施工；

③冲碾坚持“先两边，后中间”原则；

④试验场地共冲碾20遍，碾压15遍后行一次检验测量，后继续5次碾压。

实验过程中，针对轮迹较深处，可先做平整处理，然后再行冲压。如路基表面扬尘，则可适当洒水，但需注意保证填土含水率不超过标准上线。此外，冲压之后，部分路床顶面可能相对松散或平整度不高，摊铺路基层前可先铲除或平整松土，再以常规压路机压实。

3.3 试验结果

试验段公路碾压施工完成后，该工程技术人员以《公路工程质量检验评定标准》为依据，对试验路段的路基压实度进行检测，并测量其弯沉情况。从填土顶面标高方面来看，经15遍碾压，其高度平均降低5cm，20遍碾压之后，其降低高度只在15遍碾压基础上多处0.5cm；压实度方面，15遍碾压后试验段路基压实度提高约0.8个点，20遍碾压后压实度变化不大，故工程综合考虑决定选择15遍碾压次数。

此外，冲击碾压前，试验段路基弯沉实测值约为350（0.01mm），碾压后这一数值降至约115（0.01mm），补强效果明显，符合施工标准，表明以冲击碾压技术在该工程常规路段路基夯实施工中具有可行性。随后，该工程在试验标准基础上以冲击碾压技术施工路基，完成了该公路的改建工作。直至现在，该改建公路运营状况依旧良好，说明了冲击碾压技术在路基施工中的应用具有现实意义。

3.4 小结

综上所述，冲击碾压技术在路基施工中的应用具有其独特的技术优势，与常规压实技术相比，其静压大、压实能力强且碾压过程中不会出现锯齿形实度曲线，压实质量好。此外，冲击压路机行进速度也高于传统压实机，能大大提高工作效率，它的出现是科技进步发展的必然，值得扩宽应用领域，加大推广使用。

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1007-6344（2015）09-0329-01