冲击压实技术在路基工程中的应用分析

孟 德 鸿

(山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041051)

近年来，公路所负担的交通量越来越大，对路基的要求也越来越高，传统的路基压实设备已经无法满足现实公路施工中的要求。而冲击压路机与其他路基压实设备对比优势非常明显。冲击压路机是一种结合了强夯机和普通振动压路机的冲击压实机器。通过冲击可以明显提高路基的压实质量，尤其是在工期紧张的情况下，使用冲击压路机就显得非常必要。

1 冲击压路机的工作原理

冲击式压路机是通过装载机牵引，带动冲击轮，利用冲击轮自身的重和前进时的冲击力，对水泥路面和路基进行压实(如图1所示)。

冲击压实技术是20世纪90年代，我国引进的一项新的路基压实技术，在引进这项技术之前，我国的路基压实工作通常采用传统的振动压路机，为确保路基的安全性，我们需要控制好路基填料的质量，保证路基填料的含水量在限定范围内，避免路基因为填料含水量过高而出现下沉和变形等[1]。

1.1 冲击压实技术对填料要求低

以往的路基填料主要有两种处理措施：一种是在路基施工过程中加设排水通道，及时将路基中过量的水分排出，但这种方式受外部因素影响较大，属于被动保护措施。另一种方法是提前对路基填料进行处理，以此降低填料的含水量。冲击压实技术对填料的质量要求比较低，不需要对路基填料提前进行降水分处理。在路基施工过程中，只需要将路基填料刮平，即可利用冲击压路机对路基开展碾压工作。如果是干旱地区，则可在进行洒水作业后直接开始压实工作，不仅节约时间，而且节约成本。因此冲击压实技术在我国干旱地区有较大优势。冲击压实技术不仅适用于干旱地区的道路施工，同时也适合湿润土质和软土质地区。成为国内公路路基施工中常用的主流压实方法之一。

1.2 增加了填方厚度

传统碾压技术是分层回填、逐层碾压的。优势是可以保证每个阶段填料的压实质量，但是缺点也相对明显，因为这种方式对每层回填厚度有较严格的要求，通常在30 cm～40 cm左右，增加填方厚度会造成工程质量的总体下降。而冲击压实技术在不需要处理地表层的情况下，填方厚度可以达到80 cm～120 cm，而且碾压速度要比传统方式快好几倍，因此有效提高了工作效率的同时也节省了资金[2]。

1.3 提高路基强度

传统振动压路机施工过程中，路基密度主要取决于压路机本身的重量，压路机重量越大碾压效果越好。如果压路机本身的重量较小，则施工效果很可能达不到标准。冲击压路机对路基的压实，除了自身的重量之外，还有冲击设备的冲击力。经过测试发现，利用冲击压实技术压实20遍后，路基的压实度可以达到3%～5%，大大提高了路基强度，并且在路床顶面1 m～1.5 m的地方形成一条密度很高的加固层，进一步加强了路基施工中的强度与均匀度，通过对诸多路段的专业测试，我们发现经过冲击压实技术的反复压实后，冲击压实过的路基比普通路基的平均弹性有比较大的改善和提高[3]，见表1。

表1 不同深度的压实度随碾压次数的变化表

2 冲击压实技术有效减少路基沉降

道路交通工程建设完成后，在使用过程中由于各方面因素(如：当地土质问题、施工质量问题等)，容易造成压缩、变形等问题增加沉降率。如果存在严重问题，使沉降率持续变大，就可能会造成道路变形、裂缝、沉降等现象出现，对公共交通安全造成重大安全隐患，影响道路的使用年限。利用冲击压实技术，可以保持1%左右的沉降率，不会因为过大的沉降率而造成裂缝和塌陷，保证了公共交通的安全顺利运行。我们通过对不同省份的不同土质均进行碾压20遍的试验，在达到相应标准后，如果平均下沉7 cm以上，则宣告试验失败。通过冲击压实设备的试验结果为平均下降5 cm～7 cm，这个结果是合格的。根据土质不同，相应的标准也不同。当建设高速公路时，土质为黄土，而黄土的标准为20 cm,经过20遍碾压之后，下沉4 cm～5 cm为合格。以上数据总结了高速公路的沉降率问题。

3 冲压技术在施工中的应用

3.1 冲击压实技术可充分加固软弱地基

在进行道路施工的过程中，由于施工环境复杂，各地区基础环境和土质都不尽相同，还存在很多较软弱地基，例如西北、华北地区有大片需要重点加固的湿陷性黄土，黄土由于其遇水易湿陷的特性，严重影响路基施工质量。传统操作模式是用强夯法进行加固路基，而利用冲击压实技术我们只要反复碾压至符合标准就可以了。利用冲击压实技术联合排水加固法，还可以使软弱地基加速沉降与固结，解决了在路基施工中的软基囤结问题。

3.2 高填方补强的处理方法

高填方路段出现路面开裂和下沉的主要原因是路基工后出现了沉降。在高填方地段进行路基施工时，一般都是采用普通的振动压实设备。在进行补强的时候可以每隔2 m的层厚进行冲击压实补强。此种做法可以有效解决高路堤工后出现的各种差异和沉降问题，而且还可以增强路床的均匀性和平整度，以小的投入取得大的回报。

3.3 零填挖地段与上路床的处理方法

零填挖地段与上路床因其与路面的质量密切相关，对压实密度的要求往往更高，虽然利用普通设备也可以达到相应标准，但其有较为明显的沿着压实度向下沉降的情况。冲击压实设备压实深度可达1 m，甚至影响更深，可以使路基的各层密度基本保持一致，从而大大的提高了路基的承载力与综合强度。

4 冲击压实的施工方法

4.1 准备工作

路基成型以后，为保证在施工过程中不会影响到路基结构，应用石灰标记出外部距离轮廓线。具体数据为：离墙2 cm；桥洞10 cm；涵洞10 cm。视路基长度每20 m～30 m设置两处沉降量的检测点；每40 m设计一处压实度观测点。

4.2 施工设备

视道路具体情况准备：冲击式压路机、圆形振动压路机、平地机、推土机、洒水车等。

4.3 注意事项

在冲击碾压过程中，要注意通过转弯半径来调整碾压地点，使路基得到充分冲压。在避开障碍物的前提下，冲压距离保持在500 m以内为宜。冲压过程中如果路基表面干燥要及时进行洒水作业，以免路面粉尘化。冲压段间的搭接要求不小于50 m。要记录好冲压次数、压实度与沉降量，方便对数据作出比较。

5 冲击压实设备在路基填方中的应用

在路基填方过程中，须严格控制填料。通常情况下用透水性填料的路基比用土质填料的路基更耐用，稳定性好、变形率小。

另外也要严格控制填方的厚度，合理范围内选用吨位大的冲压设备，对之后的弯沉值和压实度都有更好的效果。

在对路基工施工过程中，冲击压路机碾压土方时，土方的含水量在最佳含水量的±2%时，碾压出来的效果相比其他含水量的效果更好。

要注意处理好零填挖地段与填方地段的交界处，通过冲击压实处理后，两地段交界处的问题会显现出来，再着重处理效果更好。

路基施工过程中，等所有路槽成型后，再统一对所有路槽进行补强。可以对以后的路面开裂情况和下沉率起到一定预防作用。虽然对路槽进行补强加压会增加既有成本，但是会明显减少路基在缺陷修补期的二次修补费用，综合结算对路槽补强才是上策。并且禁止对路槽加压的过程中薄层找补，否则会造成严重的跳壳起皮。

6 结语

在我国交通事业飞速发展的今天，冲击压实技术优势非常明显。通过实践证明，冲击压实技术的技术含量较高，冲击压实施工者的技术水平将直接影响道路路基建设的质量。因此，在施工过程中一定要严格按照施工标准，最大限度的保证施工质量，延长路基使用寿命。

参考文献：

[1] 王珍贤.论冲击压实技术在路基填方加固中的应用[J].科技创新与应用,2017(22):143,145.

[2] 王 磊.冲击压实技术在路基工程中的应用[J].交通世界(上旬刊),2016(4):44-45.

[3] 窦宝华.冲击压实技术在路基工程中的应用[J].工程建设标准化,2015(3):121.