冲击式压路机在路基施工中的应用

张昌桂

（海南路桥工程有限公司，海南 三亚 572000）

冲击式压路机在路基施工中的应用

张昌桂

（海南路桥工程有限公司，海南 三亚 572000）

在路基施工中，路基的压实较困难，尤其是高填方路基施工工期紧、成型路基的自然沉降时间又不足，而现有静碾及振动压路机的施工在客观上还不能有效地解决高填方路基的不均匀变形，容易引起路面的开裂、塌陷、下沉、变形及翻浆等多种病害。目前国内外提高路基压实密度的方法主要是采用冲击式压路机进行压实施工。现主要对冲击式压路机施工技术的应用进行若干探讨。

公路路基；冲击式压路机；施工应用

0 引言

公路路基是路面的基础，是整个公路构造的重要组成部分。路基承受由路面传来的行车荷载，以及路基本身及路面的重力，均可能使路基产生各种变形，直接导致路面的破坏。因此，路基应具有足够的强度和稳定性，以抵抗变形破坏的能力。路基压实是保证路基质量的重要环节。路基压实的目的是为了减少土壤颗粒间的空隙，增大密实度，保证路基具有一定的强度和稳定性，在荷载作用下不致发生沉陷、松散或变形，以确保上层路面结构不被破坏。路基在使用振动压路机压实达到设计的密实度标准后，再采用冲击压路机进行补强碾压，减少工后沉降，提高路基稳定性与抗变形能力。为提高路基的强度，对达标路床进行检验补压，有利于延缓路面的早期破损，提高路面质量。同时，可以使路基的均匀性和整体强度得到显著提高。

1 冲击式压路机的介绍

冲击压实技术是一种用非圆形、大功率、连续滚动冲击压实路面、路基的技术。它于20世纪50年代由南非Aub rey Berrange公司提出,但成为一种成熟的可供实用的非圆滚动冲击式压路机则是在20世纪70年代～80年代,并于90年代开始向全球推广。冲击式压路机1995年引入我国,它与传统压路机相比,最大特点是其非圆形的冲击轮外形,为了行驶的平稳和最低的能量消耗,其外形主要为三、四、五边的正多边形。冲击轮有一个或两个,分别称为单轮或双轮冲击式压路机。牵引方式有自行式和拖式。冲击式压路机所具有的动力来自于三部分:（1）冲击轮重心位置提升所蓄的势能;（2）冲击轮转动的动能;（3）冲击轮在滚动过程中克服土体变形所做的功。冲击能量的大小与碾轮的质量、质心的高度、牵引的速度、非圆形轮廓的边数和土质等参数有关。因冲击轮的势能是基本的,可表征的,所以用冲击轮的势能作为冲击式压路机的型号,如：15 kJ,20 kJ,25 kJ,30 kJ等[1]。

2 主要特点

（1）生产效率高（见表1）。（2）经济效益显著,减少环境污染。（3）能够减少路基的沉降量。（4）提高路基的整体强度。

表1 冲击式压路机与普通压路机各项指标对比表

3冲 击式压路机适用范围

冲击式压路机有多种类型，应根据工程性质、填料类型、填土厚度及设计要求等因素正确选择才能达到最佳效果。在一般情况下，新修路基、土路改造、泥石路改造、旧沥青路改造等选用三边形冲击式压路机，旧水泥路改造则选用五边形冲击式压路机。

3.1 检测性增强补压

由于冲击压实能量大，影响深度深，在振动压路机分层铺筑的高填方路段，每铺筑1.5 m再用冲击式压实机压实，还能获得明显的沉降。压实后可以直观地检测出振碾压实的不足，将可能在开放交通后产生的工后沉降，提前到路基竣工以前解决，从而提高路基的稳定性与抗变形能力，延缓路面的早期损坏，提高路面质量。

3.2 旧水泥路改造

水泥混凝土路面在损坏后加铺覆盖层的方法之一是破碎原路面，以避免温度反射裂缝，消除板下脱空。改造路段长度越长，就越能显示冲击技术的优点。和其他方法相比，它可以克服局部处理不彻底所隐藏的日后隐患，提高工作效率，降低工程造价，保证工程质量。

3.3 不良土质压实

目前，在公路路基施工中，主要采用的是各种振动压实机械，但其对粉土、过饱和土、湿陷性黄土及填石路基的压实有一定难度。从国内很多公路建设项目来看，应用冲击压实技术取得了较好的压实效果。

4 不宜采用冲击碾压的路段

（1）加筋土挡土墙路段;

（2）旧路改建中挡土墙、桥梁和涵洞等的承载力不足以承受冲击碾压荷载的路段;

（3）含水量超出范围,经冲击碾压试验验证效果不明显的路段;

（4）路基增强补压试验段冲击碾压20遍后平均下沉量不大于30 mm的路段;

（5）建筑物安全间距不足的路段;

（6）有需要特别保护的建筑物路段。

5 三边形双轮冲击式压路机施工工艺

（1）施工段落要求:路基填筑有效长度不小于300 m,填筑材料适用于含水量在最佳含水量+2%～-3%范围内土质均匀的砂性土,路堤的分层冲击碾压高度限于下路床底面以下的93%、94%区,路床部分要符合公路路基施工技术规范要求的材料并用振动压路机分层压实,冲击碾压的转弯区域应位于距桥台等构造20～30 m范围内,冲击碾压范围每侧应加宽1～1.5 m,据此放样定出坡脚界线桩。当受限不能加宽时,应采用振动压路机将路堤边缘2～3 m分层压实。

（2）在施工时,牵引车的功率应与冲击式压路机的型号、吨位相匹配,保证行驶速度在10～15 km/h,施工场地宽度大于冲击式压路机转弯半径的4倍时,以道路中心线对称地将场地分成两半,压实行驶路线如图1所示;施工场地的宽度小于4倍转弯半径时,可按如图2所示的冲压方式进行。

图1 施工场地宽度大于转弯半径4倍时压实行驶路线示意图

图2 施工场地宽度小于转弯半径4倍时冲压路线示意图

根据实际情况在施工场地的两端设置所需的转弯场地,压实行驶路线应设置易于机手辨识的临时标记物,便于按相应的标线冲击碾压。

（3）冲压采用错轮的方式,轮迹之间不重叠,对三边形双轮冲击式压路机错轮时横向留有26 cm的空隙,冲压1次的计算压实宽度为2 m,经错1个轮宽冲压1个来回后,计算冲压宽度4 m,按此方法计算,整个场地全部压完为1遍。对于纵向排列,每遍应错1/6周长,每次冲击工作面波峰,达到冲击点的满布、均匀,增强冲压整体效果。

（4）若工作面起伏过大,应停止冲压,用平地机每5遍整平一次再继续施工。扬尘情况严重时，应洒水,当含水量较低时,宜在前一天洒水湿润,冲压时应注意冲击波峰,错峰压实,冲压5遍应改变冲压方向。

（5）在施工中，出现弹簧翻浆现象,应暂停施工,采取相应的技术措施后方可继续施工(一般采用换填或掺灰处理)。

（6）路基的冲压施工工序为:基地检测合格→冲压层填土→ 表面稳压与平整→ 埋设检测点→冲击碾压→质量检测。

（7）路堤的分层填筑冲压后表面松土20 cm，不必重新整平和振动碾压,可直接按计入下一层上土的松铺厚度,进行下一层冲击碾压。

（8）当冲压施工场地附近有构造物时,应注意观察,发现异常情况时,立即中断施工。当路堤填筑路段有圆管涵或箱涵时,涵顶填土厚度达到1.5 m以上方可进行冲压,以避免构造物损伤。

（9）在施工过程中，应合理安排施工时间,减少噪声与振动对环境的影响。

（10）冲压边角及转弯区域应增加适当的压实遍数,达到压实标准并保证与中部压实效果的均匀性。对冲压边角及转弯区域应采用强夯机夯实工艺措施达到压实标准,或者是在台背回填时将有效压实断面以外的填料全部挖除重新填筑。

（11）在施工冲压过程中，要有专人负责,指挥行驶路线,记录冲压遍数,调度平地机和洒水车做好辅助工作。

（12）加强对员工的安全生产教育,树立安全第一的观念,操作机手上机前必须经严格的培训,合格后方能上机。每台至少配备2名机手,轮流作业,每名机手每次冲压时间不宜超过2 h,冲击碾压范围内的出入口应有醒目的安全标志,禁止无关车辆与人员出入[2]。

6 施工注意事项

施工中的注意事项如下：

（1）冲击式压路机工作时冲击能量大，压实外缘应与路肩外缘保持1 m距离，以免损坏路肩。

（2）工作时遇结构物应调头，安全距离应保持5 m，管涵、拱涵以上的填方大于2.5 m，板涵顶上填土大于3 m时，方可对路床进行压实作业，否则仍应视为遇结构物应调头。

（3）在路床的补强压实与高填方时，最好每2 m松铺一层30 cm以上的填料。

（4）如表面干燥要适量洒水，以防表面粉尘化而影响能量深层传递。

（5）在车辆每次转弯时，应调整转弯路线，使冲击凸轮落点不致重复前次落点，以减少波浪现象。

7 结语

目前冲击式压路机的施工效果已为广大工程技术人员认可。但由于冲击式压路机施工属于新技术,应做好试验段工作,同时在施工过程中，积极探索总结经验,不断总结完善施工工艺、检测方法与质量管理措施,加强施工过程的检查和记录,经常和设计单位进行技术上的沟通和交流,使冲击式压路机更好地服务于路基工程的施工。

[1]吴立坚.公路冲击碾压应用技术指南[Z].2007.

[2]马颖欧.关于等级公路路基压实度的探讨[J].山西建筑,2009,35(11):257-258.

重庆即将开工建设3条高速公路

日前，重庆市政府发布消息，今年高速公路建设项目计划投资214亿元，年内计划建成通车九永高速永川段等4个项目183.6 km。今年将开工建设合潼安、合璧津、渝广支线3条高速公路。

合潼安高速公路起点在合川草街信息安全产业园，与三环合长高速相接，重庆境内止于潼南川渝交界处，重庆境内全长约95 km，合川境内约50 km，途径草街、双凤、云门、大石、太和、隆兴6个镇街23个行政村，设云门互通、大石互通、太和互通和隆兴服务区4个下道出口。预计总投资90亿元，合川境内约50亿元。预计今年10月中旬在草街九石村与合长高速相接处开工，将率先启动3座大桥等控制性工程。

合璧津高速公路起于三环铜合高速十塘互通，穿九峰山至璧山，经大路、正兴、丁家、广谱至江津油溪跨长江至刁家连接江合高速、江习高速。该工程全长约96 km，采用双向4车道高速公路标准建设，设计时速100 km/h，工程总投资估算金额约127亿元人民币，力争2017年开工，建设工期4 a。合川境内约3 km，涉及南津街街道2个行政村，力争年内率先启动合川十塘段建设。目前，合璧津高速公路项目投资人已初步确定为中国铁建股份有限公司。

渝广支线高速公路，合川境内约13 km，涉及三汇镇、小沔镇5个村，该项目有渝广高速枢纽、小沔落地互通。

预计今年11月动工建设，将率先启动高转告枢纽等控制性工程。

U415.51

B

1009-7716（2017）10-0139-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.042

2017-5-26

张昌桂（1981-），男，海南屯昌人，助理工程师，从事道路与桥梁工程（机械）施工技术工作。