高速公路路基施工中冲击碾压技术的运用分析

张 春 艳

(山西运城路桥有限责任公司，山西 运城 044000)



高速公路路基施工中冲击碾压技术的运用分析

张 春 艳

(山西运城路桥有限责任公司，山西 运城 044000)

介绍了高速公路路基施工中冲击碾压技术的特点，并结合工程实例，进行了冲击压实试验，阐述了路基冲击碾压的施工质量控制措施，指出冲击碾压技术可以提升路基的稳定性，降低工后沉降率。

高速公路，路基，冲击碾压技术，压实度

0 引言

路基是用石料或土修筑的线形结构物，具体用来承载路面重力、行车荷载及自身的岩土自重。与普通公路相比，高速公路所承载的震动和重量更大，因此也对路基的施工提出更高的要求。路基施工技术是路基施工质量的保障性条件。为此，一种新型的路基加固处理技术应运而生——冲击碾压技术。下文首先介绍冲击碾压技术的作用机理，然后再举例分析冲击碾压技术在高速公路路基施工中的应用，以供同行借鉴。

1 冲击碾压技术及特点

冲击压路机是一种利用非圆形冲击轮来快速滚动冲击碾压施工作业面的拖式压实机械。冲击轮运行过程，高位的势能及瞬时动能在低位时直接转换成对作业面的冲击能。冲击压路机的碾压边按顺序对路面进行连续冲击，以使土体被碾压密实，从而压实路基。根据冲击压路机的作用原理可归纳出，冲击碾压的技术特点如下：

1)填料压实时，冲击碾压的压实层厚0.6 m～1.5 m，约为传统压路机的2倍～3倍，且冲击碾压的压实效率超过传统压路机的3倍；2)原位地基压实时，冲击碾压的有效加固深度为2 m及影响深度为4 m～5 m；3)相对于强夯法，冲击碾压的加固深度更小，但对大面积浅层地基进行加固时，冲击碾压技术却表现出降低施工成本、缩短施工工期的优越性。

此外，据室内实验和现场试验数据显示，即使压实度达到要求的路基也存在约0.4%的工后沉降率；在斜坡地形的路基断面存在更大的沉降量，且当两点的沉降量梯度大于0.6%，易出现变形裂缝，而若采用冲击碾压技术，可使路基的工后沉降率降至0.1%～0.15%，从而可规避差异变形裂缝的产生。正因为冲击碾压技术无可比拟的优势，现正被广泛应用于公路等不良地基及软弱地基的加固处理中。

2 冲击碾压技术在高速公路路基施工中的应用

某高速公路路基的土石挖方69万m3，填方80万m3。全线有5处高填方路段，最高填方为18 m。考虑到工程的工期较紧，施工方决定采用冲击碾压技术压实路基，以降低路基的工后沉降量及保证路基的施工质量。下文是针对K6+560～K6+660标段高填方路基所开展的冲击压实试验，试验段全长100 m，分布着粘性土质。

2.1 冲击压实试验

1)布置测点。试验路段上共设8个压实度测点、2个压实度测点断面，且每个断面再设4个测点，具体按以下方案布设测点：距离路基中心线约5 m的位置各设1个测点；距离路基中心线约10 m的位置各设一个测点；用水准仪按照10%10 m的网格抄平测点的下沉量，最后取平均值，以测定路基碾压前与碾压后的相对高程。

2)测试结果。表1为不同冲击碾压遍数的下沉量测试值。图1为不同冲击碾压遍数的压实度测试曲线。

表1 不同碾压遍数的沉降量值

根据表1，图1可知，填方路基顶面的下沉量与冲击碾压遍数成正比，且碾压0遍～10遍的下沉量较明显，碾压10遍～20遍的下沉量较缓慢；当碾压20遍时，形成密实且均匀的加固硬层。但冲击压实机在碾压时产生的水平力不仅在路基表面形成波浪，并会在破坏表层的土体结构之后，形成厚2 cm～5 cm的浮土层，因此在检测路基压实度0 cm～20 cm时，应将松散土层去除。冲碾20遍之后，路基的压实度大于97%，且无论浅层或深层，土体压实度的增值均较大，由此说明冲击碾压对提高路基的压实度和均匀性均有重要作用，从而实现控制路基工后沉降的目的。

2.2 高速公路路基冲击碾压的施工质量控制

冲击碾压技术的施工流程为：地基检测→测量放样→填土稳压和整平→埋设检测点→冲击碾压→质量检测。据此工艺流程，本文分别从以下几点讨论高速公路路基冲击碾压的施工及质量控制。

1)施工准备。

冲碾施工之前，统计分析冲击路段的物理力学性能，从而得出路基土体的最大干密度、最佳含水量、液塑限及GBR值等，同时按试验所示要求布设测点，并用白灰标记。在施工的准备阶段，应合理选定施工所用的机型。当前市面上的冲击压路机类别繁多，一旦使用不当，便会影响到最终的碾压结果。根据分层压实的试验数据，本工程拟选用25kj型三边和五边形双轮冲击压路机。

2)冲击碾压施工。

a.研究表明，冲击碾压施工时，冲压的方法、 顺序、速度及遍数均会影响到最终的冲碾效果。据此，根据施工要求及冲击碾压的技术原理，施工方决定采用以下作业方案：压路机先从高速公路路基的单侧驶向道路中间，并在转弯之后驶回起点，然后再驶向路基两侧，注意牵引机车在行驶时，应确保压实轮前后轮迹的重叠率大于30%，从而保障路基冲击碾压的施工质量。

b.冲击压路机的压实功能很强，且重型压实度含水量的扩大范围不超出最佳含水量的范围，则土壤的稠度应不小于1.1～1.2，否则当土层厚度为80 cm～100 cm时，冲击碾压施工会使土壤变为弹簧土，难以压实。

c.冲击碾压施工过程，应控制好机具与建筑物之间的安全距离，即冲击压路机轮边应与建筑物保持1 m的安全距离，桥涵建筑物上的填土厚度应不小于2.5 m；冲击压路机压实边缘与路肩边缘之间应留有1 m的安全距离，因为工作中的冲击压路机会产生较大的能量，一旦与路肩近距离接触，便会损坏路肩；工作中，冲击压路机应与建筑物保持5 m的安全距离，并及时调头，注意当拱涵、管涵上的填方大于2.5 m及板涵顶的填土大于3 m时，才可安排路床的冲击压实作业。此外，路床补强压实和高填方时，应每补强压实2 m便松铺厚度超过30 cm的填料，若路床表面较干燥，则应先进行洒水处理，以防路床表面粉尘化。与此同时，车辆每次转弯时均应调整转弯路线，以免冲击凸轮前后落点重复，从而防止产生波浪现象。

3 结语

冲击碾压技术在高速公路路基施工中的运用是可行的，符合现代社会发展的要求。

总的来讲，与其他路基加固处理技术相比，冲击碾压技术主要从以下两个方面来体现自身的优越性：

一是提升路基的稳定性，即路基的密实度与冲击碾压的遍数成正比，并最终形成1 m～1.5 m的加固层；二是降低工后沉降率，即冲击碾压技术可使路基的工后沉降率降至0.1%～0.15%，从而有效防止了沉降裂缝的产生。需要强调的是，任何道路工程均应把握好冲击碾压技术的应用范围，以免造成不必要的损失，即冲击碾压技术的应用条件为：路基填土高度大于1.5 m，路基的填料最好为塑性指数小于12、天然含水率不大于2%(≥-4%)的砂型土，施工段长度应不小于100 m，最好为300 m～500 m。若施工条件不允许，则尽量选取最佳的路基加固方法，以均衡工程的施工质量、施工进度、施工成本、施工安全之间的关系。

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Application analysis of the impact-rolling technique in highway subgrade construction process

Zhang Chunyan

(ShanxiYunchengHighway&BridgeCo.,Ltd,Yuncheng044000,China)

The paper introduces the features of impact-rolling technique in highway subgrade construction process. Combining with engineering examples, it carries out impact-rolling test, describes subgrade impact-rolling construction quality control measures, and finally points out that: the impact-rolling technique can improve subgrade stability and reduce post subsidence rate.

express highway, subgrade, impact-rolling technique, compactness

1009-6825(2016)05-0172-02

2015-12-02

张春艳(1980- )，女，助理工程师

U416.1

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