高速公路路基施工中冲击碾压技术的运用分析

2020-10-21崔军原

名城绘 2020年2期

崔军原

摘要：近年来我国综合实力不断提升，人民普遍进入小康状态，饥饿不再是困扰我国居民的问题，因此国家的目光向基建行业聚集，其中高速公路能够联通两地，节约出行时间，此外，它还能影响城市群的结构演化，可以吸引大批的工业企业在沿途选址建设，带动当地经济发展，并能够分散铁路和航空的运输压力，因此高速公路的建设有着十分重要的意义。本文结合高速公路路基建设的实际问题，提出冲击碾压技术的运用分析。

关键词：高速公路路基施工冲击碾压技术运用分析

路基乃是修路的基础，能够为路面的铺设提供必要条件，并承受大量机动车辆通行时造成的负载，以及来自路面材料的静荷载，同时将来自两者的应力进行传导和扩散，保证路面不因承压过大而开裂。此外，路基还能保证路面的高程，与桥梁和隧道等互相连接，形成通路。在道路建设中，路基具有十分重要的地位，尤其是在高速公路中，它关系到公路的安全性能，关系到千千万万通行车辆的安全，因此路基的建设必须引起重视。冲击碾压技术能够将路面压实，提高路基的稳定性，具有重要意义。

1、高速公路路基建设的重要性与特点

1.1重要性

高速公路是交通工程中的重点，它具有许多优势，例如凭借着路线笔直、没有交叉口的特点可以提高行车车速，节省人们运送货物或者旅行的时间，提高通行的效率;此外，汽车高速行驶还可降低耗油量，缩短出行时间可以减少生鲜蔬菜和肉类变质的现象，因此降低运输成本;它还能够减少交通事故的发生并节约土地资源，大大提高交通质量。最后，高速公路相比铁路和航空而言，覆盖面更加广泛，能够到达许多铁路无法深入和航空无法通行的区域，为偏远地区的人们提供运送货物的渠道，从而带动当地经济的发展，推动全国人民致富，为我国实现全面小康的大计提供强大助力。

而高速公路之所以能够有着较高的安全性，与其路基的建设不可分割。众所周知，在高速公路上，每天都有不计其数的大型货车通过，对路面施加压力，另外高速公路本身占地面积大、路面厚度较大，重量也高，因此对于路基的压力比普通公路高出许多，这些压力再加上路基材料的自重，都需要由路基来承担，若路基不稳、不实，很容易造成高速路面塌陷和沉降等问题，最轻的也会产生大量裂缝，不仅影响居民出行的顺利，还会带来巨大的安全隐患。因此，想要保证高速公路的安全性，就必须重视路基的建设。

1.2特点

高速公路的路基是线性结构物，它有着十分鲜明的特点：由于高速公路长度较大，因此路基长度也很大，并且和自然环境有着较大接触面积。而自然环境对于路基稳定性具有很重要的作用，选址时应避免地形恶劣的路段，从而减少成本，节约人力物力。此外，为了提高线路的质量和防止安全事故的发生，必须在路基的设计到施工过程中每一个环节都引起重视，严格按照国家制定的相关标准进行，提升路基质量。

2、冲击碾压技术分析

2.1冲击碾压技术的机理

（1）作用机理

冲击碾压技术乃是建立在岩土工程压实技术的基础上，对其施工流程和设备等进行改进后的产物，其主要用到的设备是冲击压路机，它由牵引车进行牵拉提供动力，利用滚轮转动过程中产生的未能落差和牵引车提供的动能来对地面的岩石和土壤等进行完整的碾压、冲击作业，凭借着较高的振幅和较低的振动频率，使得土壤的密实度不断提高，稳定性也随之提升。同以往的压路机相比，其效率能够高出数倍，而能源消耗却没有太大差距。

（2）适用范围

冲击碾压的适用范围很广泛，它对于碎石土、砂土、粘性土、杂填土等土质的处理都能达到较好的效果，都能将其紧密压实，还能对土石混填等路堤进行分层夯实，保证岩石层和土壤层都具有很高的密度。

从消耗能源所引发的成本与实际效益的角度来考虑，当路基填土的厚度大于150毫米时，适合采用冲击碾压技术来保证深层土壤的密实程度，若路基填土厚度较小，为了节省资金，可采用其它技术进行路面压实。

（3）先进性

以往的压实技术多采用高频率小振幅，耗能较高，但效果并不理想，而冲击碾压技术在此基础上进行大胆革新，改为低频率大振幅，能够将冲击作用和揉搓作用相结合，增加作用力和能量，将粘性较高的土壤和较为分散的深层岩土都压实，能够以冲击波的形式将能量分散传递给路基的岩土层，改变其分布结构，减小孔隙率，并增大土壤的粘聚力，使之紧密相连，提高抗剪能力。此外，它还能使土壤未来将会发生的沉降在被冲击和振动、压实的过程中提前发生，从而避免道路建成后可能发生的路面沉降现象，达到加固和防范效果。

2.2冲击碾压技术的要求

（1）设备要求

冲击碾压工作要求使用装载机牵引的冲击式压路机。

（2）参数的取得和防震措施

在进行冲击碾压之前，应当采用实验的方式获取碾压深度、速度、遍数等数据，若预定的高速公路地址周边有其它建筑，还应当测试其对于周边建筑的影响，并做好防震措施，此外还需调查建筑的振荡频率，避免共振现象带来的影响。

2.3冲击碾压技术的效果

（1）提高稳定性

冲击碾压技术要求连续作业，在多次冲击中路基的密实度逐渐升高，从而提高稳定性。此外，冲击式压实机所产生的能量会以波的形式进行传导，它能均匀稳定地减小土壤中颗粒的间隙，使岩土更加紧密。

（2）降低施工后路基沉降和整体位移几率

一直以来，频繁产生的道路裂缝都是高速公路后续维护过程中的一大难题，这些裂缝对于道路的破坏是毋庸置疑的，湿润天气中必定会有水进入裂缝，在低温天气，水结冰时体积膨胀，因此裂缝长度和宽度都会随之增加，导致道路整体发胀，出现面层材料拱起、导致路面凹凸不平，长期得不到修复和治理的道路甚至会出现较大的坑凹，最后难以继续使用。此外，裂缝的形成也必然会对高速公路上行驶的往来车辆产生威胁，在汽车以高速行驶时，一条小小的裂缝都可能使得汽车的行驶方向产生偏差，若是裂縫较大或者产生凹坑，就很容易导致翻车、撞车等事故，在高速公路上，由于车辆数量多、速度快，还可能引发连锁反应，导致重大交通事故，尤其是在夜间行驶时，高速公路并没有降速规定，司机很难发现路面上的问题。

而道路裂缝频繁产生的一个重大原因便是路基沉降和位移，例如，当对道路进行延长、拓宽或者增加匝道时，新旧路基无法完美契合，因而发生沉降，产生裂缝;又如，路基土较为湿润，在高速公路建成通车后，护栏周围的部分和紧急停车部分由于几乎没有车辆通行，因此水分蒸发较少，而道路中央水分迅速蒸发，之后不同位置的路基会发生一定的沉降，而在它基础上建立的路面也会不可避免地随之发生水平高度的变化，这个过程中产生的水平向应力会导致裂缝的产生。由于路基自重和路面、车辆的压力影响，高速公路在建成通车后发生沉降是屡见不鲜的现象，这极大地影响公路的安全性。

2.4冲击碾压技术在高速公路路基建设中的应用流程

（1）测量与检查工作

在进行冲击碾压之前，应当对地基进行详细的测量与调查，检测各项指标是否能够满足要求，并测量表面是否平整，能否顺利进行冲击碾压。另外，还应对土质、路基厚度等进行精确测量，保证冲击碾压能够顺利开展。

（2）填土与整平

相关单位在完成对于地基的检测和放样工作后，就可以开展路基修建的实际工作，首先要对其进行填土和整平。填土之前需要移除路基范围内的植被，然后进行后续工作。

（3）冲击碾压

当准备工作就绪后，进行冲击碾压工作，此时需要按照原定计划的冲压次序和次数等完成施工，结束后需对碾压前后的路基沉降量与表层压实度进行详细检测，确保其满足设计要求，否则需要进行返工。

2.5注意事项

（1）冲击碾压的各项指标的确定

不同土质的特性存在差异，进行冲击碾压时的各项参数也不同，应当根据路基的实际情况进行施工计划的制定，或者根据当地经验、现场冲击碾压实验等确定压实深度。

（2）适量洒水

当填层表面过于干燥时，应当及时进行洒水湿润处理，防止表面粉尘化，从而影响力和能量的传递，降低压实效果。