冲击碾压技术在软土路基施工中的应用

邓可龙

（广东省长大公路工程有限公司 广东广州 510000）

1 引言

在公路施工的过程当中，如果不对软土路基问题进行专业有效的处理，那么在后续的公路使用中，往往会因此而引发各种各样的质量问题，严重威胁人民的生命财产安全。冲击碾压技术是目前在软土路基施工中常用到的有效手段之一，这种技术能够明显减少因软土路基表面不均匀沉陷所引发的路面受损现象，而且成本不高，施工快，效率高，路基的均匀性，稳定性以及整体强度等均能因此得到很大改善。

2 冲击碾压技术的施工原理

软土路基的主要组成成分为淤泥及粘土颗粒，同时还含有为数不多的有机物质，这就决定了软土路基不仅含水量相对较高，而且土壤颗粒内部及之间的间隙也比较大。因此，软土路基的公路在使用过程中，会因为地质变化以及外力作用而出现土壤强度和稳定性降低的现象，严重的公路甚至会流动。

冲击碾压技术的工作原理为用大功率牵引机带动大吨位的压实轮在路面上进行连续不断的滚动，利用及其自身的压实轮以及运动过程中产生的冲击惯性来破碎和压实路面。在机器行驶的过程中，压实轮所产生的冲击能不仅能够击碎表面软土，而且还能够将土壤碎块重新压入路基，同时压实轮周期性拍打地面所产生的有规律的冲击振动还能够重新对土壤颗粒进行排列，从而达到压密压实路基土层的目的。

3 冲击碾压技术的应用方案

冲击碾压技术以其高效性及可实行性被广泛应用到道路施工中，公路作为经济的载体，对国民经济的增长起着至关重要的作用。为了保障经济稳定增长，减少人民的财产损失，道路工程的建设质量必须精益求精。在软土路基的施工过程中，除了必要的冲击碾压技术支持外，全体工程人员还应齐心协力营造良好的施工环境，事先讨论出合理的施工方案，减少不必要的耗损，避免施工时间的浪费，努力确保冲击碾压技术能够充分发挥其技术优势。

3.1 施工场地的管理

施工场地确定后，应对图纸进行周密测量，用全站仪准确放出控制桩，然后确定边桩，中装的位置，还要设置明显标志并定期对其进行复核。此外，施工场地的环境维护也非常重要，应根据具体情况对其进行相应处理，使其适宜施工，还要及时清除杂物，排除隐患，等，总之要为工程的顺利施工创造良好的环境条件。

3.2 软土路基含水量的检测

在对土基进行冲击碾压前，应对其含水量进行精确测量，可以对该施工区域距地表一定距离的深层土样进行检测，检测指标包括土壤孔隙比、天然含水率、最大干密度等，如果含水量过高或过低则要对应采取晾晒或补水等措施，目的是维持最佳含水量以确保冲击碾压充分发挥其功能。

3.3 冲击碾压技术的应用

碾压前首先对施工环境进行调查，确定应拆除的通讯线路，管道，电缆等因素，确认可以开工后先采用振动压路机将整个路面冲压两遍，然后进行找平，最后再静压一遍；施工时要注意在合理范围内施工，避免意外发生；还要注意压路机的操作，然后以冲压面的中心线作轴进行拍压，遍数应在25遍以上，排压完成后，再转为向内冲压。对有拆除痕迹的路面则要在原有冲压次数上再进行15遍以上的重复工作；对某些起伏较大的路面，应及时用平地机处理，然后进行后续作业，确保达到理想压实度；如果两相邻路段同时进行冲压作业，则要确保两路段的搭接距离不小于15m；施工时要对地面进行洒水处理，减少扬尘；施工路段距居民居住地较近时要相应减少冲击次数，但是不应小于15遍；确保居民良好休息，尽量在工作时间施工。

3.3.1 碾压度与冲击碾压层厚的关系

下层土的碾压度直接影响着冲击碾压技术的最终效果，因此需要根据承包商所提供的标准来对施工路面进行碾压度的测量实验。比如分别选取不同厚度的碾压土层，进行相应的碾压后用瑞雷波法对其进行密度检测，然后在碾压完成后采用灌沙发法对其下层土进行碾压度的测量，从而得出不同土层厚度所对应的最佳碾压遍数。一般情况下，下层土的碾压度越高，则在相同的碾压次数下，该实验土层的碾压度也越高。

3.3.2 碾压度与冲击碾压次数的关系

以冲击碾压式压路机为例，该种压路机都是三瓣式的徽轮，因此对同种路表来说，该压路机进行一遍碾压相当于常规18t压路机碾压三遍，因为三瓣式压路机每压一遍对地表的接触概率为1/3。当施工土层越薄，路基的碾压度的分布越不均匀，碾压度的增长速度越快，且只有当土层厚度达到0.5m虚厚0.6m时两者之间才会有明显的线性规律，在冲击碾压6遍之前，每进行一次冲压，其碾压度的增长系数约为33%。

3.3.3 质量控制

在进行实际施工时要注意：①要确保碾压面下1m左右深度的地基系数应不小于80MPa/m，或其土体压实系数大于等于0.9。②对地面完成规定次数的碾压后，应该对其进行精确检测，没间隔100m就要检查“6点2面”，注意断面与路基边缘的距离。③当施工地面为湿陷性黄土地基时，要保证其湿陷系数在0.015以下。

此外，由于冲击式压路机和平轮式压路机的工作原理略有不同，因此需要制定相应的操作方案来保证发挥最大工作效率。比如说可以通过提高冲击式压路机的速度的方法，来提高虚厚条件下冲击式碾压机的工作效率，增加追密力度，保证位于冲击土层下方的土层仍然可以沉降，这种处理方式在加固路基，减少沉降方面都是非常有效的。

3.4 压实度及沉降度的检测

要检测路基的沉降度和压实度，首先需要在路基上设置好沉降点。一般应设在整个道路的车道中心到外缘的位置，确定好沉降点后须用沙子将沉降板埋到地下相应位置。待冲击碾压过程完成后，分别记录所设各点在冲压前和冲压后的高度。压实度的检测则需要器械辅助来完成路面的清理以及稳定，检测压实度需要在冲压完成后用灌沙法进行测量，测量频率视具体情况而定。

4 实例分析

本文以广东中山东部快线工程为例来说明冲击碾压技术在软土路基施工中的具体应用。

该公路路基宽32.0～45.5m，是中山至顺德快速路工程的一部分，该公路沿用双向六车道的设计，行车速度80km/h。该公路所处的自然环境为三角洲平原区，因此土壤构成多为黄土，某些路段为软粘土，淤泥土，承载力较低。其物理力学指标如表1。

表1 软土层物理力学性质指标表

4.1 施工方案

跟具该公路所处的自然环境，所以须在施工前对工地进行相应处理，清除地表杂物，顺利排出地下水，减少土壤含水量，进而降低水分冻胀等问题对工程造成的影响。该路段的处理方案包括以下几点：

（1）铺设防水土工布。

（2）采用填石法处理路基中出现的水草地，浅坑，沼泽等地段，根据淤泥的量来确定填石厚度。

（3）铺设防水土工布前，对已填筑路基进行冲击，对路基进行增强补压、减少路基后期出现沉降。

（4）在填石层上铺筑透水性良好的砂砾等材料，并铺下反压护坡道。

4.2 冲击碾压施工方案

从工程的实际情况出发，结合科学理论，确定该工程所采用的压路机为三边形双轮冲击压路机，牵引车采用400马力。压路机的工作速度应该在10～20km/h的范围内，还要保证冲击轮每圈压实1/6的运行轨迹。冲击轮宽0.9m，轮距1.2m，每次碾压重叠范围为0.2m，两次错轮碾压即可将轮间距完全覆盖。这样就确定施工时需纵向冲击6次，横向冲击2次，即可保证路基能收到均匀的冲击压力，进而统一路基的强度提高幅度，避免漏冲，过冲等意外情况的出现，提高工程质量。

4.3 施工控制

（1）把压路机的行驶速度控制在合理的范围内，过快或过慢都会影响最后的施工效果。

（2）及时观测冲击碾压的效果，在碾压完成后对路基的沉降数据进行及时准确的观测，一般选取的是冲击碾压5、10、20遍后的路基作为测量对象，待沉降量小于总量的15%时，即可停止冲击碾压。

（3）路表含水量也需要精确测量，偏高需要进行晾晒，偏低则需要洒水，确保进行冲击时路面处于最佳含水状态，以保证施工效果。

4.4 注意事项

（1）注意施工的安全距离。

（2）施工过程要根据实际情况随机应变，碾压前清除地表杂物，对坑洼路面需要进行填补，并在规定碾压遍数的基础上再增加碾压次数；对起伏路面则需要借助平地机进行平整。

（3）对需要施工但是却在施工安全范围意外的路段需要挖隔震沟，冲击碾压时还需要降低机器的行驶速度，同时反复冲压；对构造物的处理应该在地基冲击碾压完成后再进行。

（4）注意施工时间，减少对周围居民造成的影响。

5 结束语

综上所述，冲击碾压技术作为道路施工中应用最为广泛的技术之一，其操作过程和实用性直接影响着工程最后的质量。因此在施工，中应牢牢把握科学原理，结合工程具体的实际情况，主动创造最适宜的施工条件，同时还要严格遵守施工工序，反复检查施工效果，保证冲击碾压技术能发挥其最大的工作效率，确保工程质量，为人民的生命财产安全提供有力保障。

[1]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，2005：1～5.

[2]刘胜华，张伟东，竹青.高速公路路基填方冲击压实施工方法[J].广东科技，2008：20～26.