探究冲击碾压技术在高速公路路基施工的运用

王　鹏　张　博

（浙江省宏途交通建设有限公司　浙江　杭州　310051）

探究冲击碾压技术在高速公路路基施工的运用

王鹏张博

（浙江省宏途交通建设有限公司浙江杭州310051）

本文以实际高速公路工程为例，通过对冲击碾压技术的压实原理、施工工艺等介绍，阐述了其在工程实际中的应用。

高速公路；路基施工；冲击碾压；压实原理；施工工艺；质量控制

引言

随着我国经济建设的高速发展，高速公路建设对国民经济的作用愈发重要。路基作为高速公路的基础，是确保高速公路正常使用的基础，也是保障道路工程质量的关键。因此，高速公路路基施工技术影响重大，目前高速公路路基施工中常用的碾压补强技术是冲击碾压技术，冲击碾压能对路基进行有效碾压并补强，能有效提高路基施工质量。

1　冲击碾压的原理

冲击碾压是利用冲击压路机对路基进行循环滚动从而将路面达到均匀压实的效果。从物理原理上将，该技术中其压实作用的就是压路机的冲击轮，通过轮子转动可以将机械能高效地转化为碾压所需能量，该方法不仅高效节能同时也环保，相比传统压实方法，冲击压路机能在单位时间内产生更多的低频高幅冲击波，更高效地完成路面压实工作，提升路面强度和反渗能力。

2　冲击碾压技术的工程应用

2.1实际应用

本文以浙江地区某高速公路为例阐述冲击碾压技术的实际应用，该高速公路全长60余公里，设计双向四车道且时速为100km/h，道路宽度26m。由于高速公路所处地区多以砂砾土和低液限黏土地质为主，全线桥梁较多高填方路基工程量比较庞大。考虑到冲击碾压技术施工时具有低频高振幅且周期性的碾压特点，能对路基深层进行充分的压实，此外通过增加碾压遍数也能增加碾压深度从而提高压实性能。比较传统压实技术，冲击碾压具有速度快、效率高、缩短工期、分层厚度大等诸多优点，因此冲击碾压在该工程中对细粒土路基的构建施工也能得到很好的应用。

2.2施工准备工作

（1）冲击压路机选用

在实际工程应用，常选用的冲击压路机主要有正多边形单轮或双轮压路机，多边形分三、四、五正多边形，车辆方式又分为自行式和拖架式。从冲击能量上分，主要的型号有15kJ、20kJ、25kJ和30kJ等几种。工程中可根据施工要求、施工地质、路面设计要求等选用合适的冲击压路机。

（2）填土高度和填筑材料

对于填土高度高于150cm的该类路基适合采用分层冲击碾压技术。冲击碾压会使得路基表面平整度变得较差，所以工程中常在93%、94%区路床以下区采用冲击碾压技术，对于路床区则采用传统振动压路机进行压实。

填料主要考察材料的塑性指数、含水率等。工程中多采用塑性指数低于12的砂性土，同时控制其含水率，一旦含水率过高施工时会出现裂纹、局部隆起等现象，而含水率过低则进行冲压施工时施工面填土会变得松散并进而失去粘力出现扬尘。工程实践表明，填料含水率控制在+2～-4%之间较为适应。

（3）作业面要求

高速公路施工中，施工段的长度常控制在300～500m，进行冲压的最短直线距离不宜过短，常在100m以上。对于施工的转弯路段常算入下一个施工段。

3　施工工艺

3.1工艺流程和机械设备

冲击碾压的施工工艺如图1所示，机械设备通常包括：冲击压路机、推土机、挖掘机、运输车等，通常前面三者分别配备两到三两，运输车则一般需要10～20个以上，对于细粒土作为填料的工程则还需一定数量的平地机和洒水车。

图1　工艺流程图

3.2填土稳压和整平

在填土工序时，先事前划定方格网，再依照划分的网格进行路基填土达到路基的填筑和整平。需要注意的是，对于试验的路基路段，松铺厚度需要进行有效控制达到稳压100cm，同时施工过程中为防止由于冲击使得路边土侧移导致侧边路基无法压实，填筑时路面宽度应适当比设计值加宽。之后，使用平地机进行精平工序，对填土含水率进行检测，保证施工面下20里面含水率值每2000m2不低于8点，确保检测合格后进行冲压工序。

3.3冲击碾压

（1）冲压方法

冲压路线常采用错轮回转的方法，依照道路中间线为对称轴。若采用三边形双轮冲压机，每次冲压压实的路面宽度可为2m，错轮进行一个来回施工，则冲压宽度为4m，这样场地全压完为一遍，冲压行程每五遍则改变下方向来增加冲压下过。经过冲压后路面的表层土结构会较松散，实践表明可继续进行下层填筑，利用表层的松散性能更好地与下层进行结合。实际工程中，对于表层土的处置可根据工程实际情况采取相应措施。

（2）冲压速度

为保持冲压施工的平稳，冲压进行时滚轮与路肩边缘的安全距离应控制在1m以上，冲压行车时速则控制在10～12km之间。此外如果施工面有起伏情况出现则会影响到行车速度，对于该情况应采用平地机每冲压五遍进行一次整平施工。若施工表面出现扬尘情况应及时开展洒水工序，若土质含水率出现较低情况通常在前一天也应进行洒水工序。

（3）冲压遍数

根据工程实际中实验数据分析，当松铺厚度为100cm左右时，应控制压路机的时速在10km，同时确保压实度在93%时达到20遍的碾压次数，压实度在94%时达到25遍的碾压次数。另外实践数据表明，路肩边缘一般压实度会较低，对此可适当对边缘一定范围内增加5次碾压。

4　质量控制

4.1检测方法

（1）厚度检测

松铺厚度的控制常根据由松铺系数推导的没车土的摊铺面积。沉降量和压实厚度的检测则是通过测量冲压前后高程来确定。设置定点观测点时，用红条系铁钉或采用平整作业面，再按10m×10m方格网取均值。

（2）压实度检测

工程中压实度检测方法常采用灌砂法。检测时对每个压实区间取至少三个断面，在每个断面取至少五个测点。具体情况可如此分布：在路线中心先取一点，再在中线两边15m出取两点、坡脚线内侧1m处取两点。压实度检测时，在检测截面取三层检测，每20cm取一个检测面，再进行三层面的检测。

4.2质量控制标准

①确定松铺厚度及碾压遍数，根据实际工程中的试验数据结构，对于施工路段应适当降低其填土的厚度，取80cm进行控制同时压实厚度为60cm，同时控制93%区、94%区的压实遍数为25遍。②确定压实度标准，根据路基填筑压实高度，准确界定压实度的区域（93%区和94%区）。③确定路桥过渡段。

5　总结

冲击碾压技术已经在工程实际中得到了较为广泛且成熟的应用，已经成为高速公路路基施工中的重要技术。然而，冲击碾压技术应用时，由于压路机冲击力大、施工过程漫长、施工重型机械较多，因此施工必须加强安全防范措施。一方面采取设置安全带、隔振沟等措施，加强施工安全管理；另一方面加强安全生产教育，提高机械操作人员安全意识。如此，才能促进冲击碾压技术在工程实际中得到安全、有效的应用。

[1]中交第一公路工程局有限公司.《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）[S].人民交通出版社，2006.

[2]金英.冲击碾压的施工工艺及质量控制措施[J].交通标准化，2010（Z1）：25～27.

[3]交通部公路科学研究院.公路冲击碾压应用技术指南[M].北京：人民交通出版社，2006.

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2015-10-18