冲击碾压技术在高速公路施工中的应用

王秉泽

（河北省高速公路承赤筹建处，河北 承德 067000）

1 冲击碾压技术概述

所谓的冲击碾压技术实际上是岩石工程压实相关技术最新的发展之一，其在路基工程隐患解决方面有着极为显著的效果，并且得到了较为广泛的应用，能有效减少路基施工后出现的沉降以及相关的差异沉降问题，在提高路基的整体稳定性、整体强度和均匀性方面都有显著的效果。

所谓的冲击碾压施工实际上指的是采用一种冲击式的压实机器（注：一种通过高振幅但是低频率进行工作的压实设备），并且在这种压实机器上配备有压实轮，而压实轮在相应的牵引机的拖动作用下将高位的势能转变为动能对工作地面进行冲击作用，进而使得整个土体的深层部位能够产生比较强力的冲击能量，与此同时，随着一些揉压、滚压等综合作用，使得所有土粒之间产生一定的变形、剪切或者是位移。随着路面岩石部位的密实度增加，其产生的影响也更大，进而使得整个土体随冲击波的深入传播而得到压实。

2 工程实际情况分析

2.1 工程简介

试验高速公路路基中土石方工程挖方大约为69万m3，主要路基填方大小为80万m3，在填方体积中有大约5处的高填方路段，其中填方高度的最大值为17m，并且这5处路基大半部分在洼地以及水田中。

针对这一段高填路堤以及洼地等软弱路基比较多的情况，以及实际工期要求紧迫等特点，为了使施工质量得到最大限度的保障，实现有效的增、补压，使施工后产生的沉降减小，在整个施工过程中每填高120m，并且实际路基的压实程度已经达到了标准要求后，采用Y25型号 （三边都是弧形形式）的冲击式压路机进行冲击增强，并且要求冲击的次数保持在20遍以上。

2.2 试验段施工概述

为了使得Y25型号（三边都是弧形）冲击式压路机在进行冲击增强补压时效果得到保障，并且使施工工艺获得最大效果，在第94#区域内进行冲击碾压工程的试验。

2.3 试验前的准备工作

冲击碾压测试前统计冲击路段填筑高度、层次、填料的物理（力学）性能实验结果（包括颗粒分析、液塑限、最大干密度、最佳含水量、CBR值及天然含水量），在路基上有规律的布置一系列测点，并使用白灰色进行标记。试验段填料为低液限粘土（最大干密度PD＝2.11、最佳含水量W＝8.12%），每20m布置3个测点，分别在路基中线、距离左、右边线1m处。然后用水准仪测量高程（或相对于某固定点的读数），记录第一组测量数据（即冲碾前的高程），再用灌砂法检测所布测点的压实度，记录第一组试验数据（即冲碾前的压实度）。压实度的测点应避免与高程点重复，此时的压实度应是测点以下30cm的数据。

2.4 冲击碾压过程

2.4.1 冲击碾压施工

在进行冲击碾压施工时，需要将压路机自路基的一侧驶向道路中点后，并经过转弯驶回起点；同时再向路基的两侧行驶，牵引机车在行驶过程中，应当使得压实轮产生的轮迹相互重叠率达到30%以上，这样才能保证整个作业路面被有效的冲击碾压到，并且连续进行冲击碾压工序。

2.4.2 测点回复以及数据记录

准确地对测点进行数据回复，测试出此时的测点高程值，对第二组数据进行详细的记录。因为整个路基的上半部分大约30cm厚度范围内，所有的土块经过冲击碾压以后，成为了块状或者整体松散开来，所以在进行压实度检测的同时必须将这30cm深度的土样进行挖掉处理，然后再根据正常的检测方法进行详细的检测，同时对第二组数据进行详细的记录。

2.4.3 表格记录

继续进行冲击碾压工作，并且详细地记录下第10遍、第15遍、第20遍的高程值以及相关的压实数据，最后将其整理汇总成表格形式（见表1）。

表1 试验阶段数据统计汇总

2.5 试验阶段小结

通过表1可以看出，当对路基进行一定的压实后，其压实程度已经符合了相关规范的要求，并且当每一次填筑层厚度达到1.5m时，都必须进行20遍以上的冲击碾压方可以进行更近一步的工序——压沉（要求：3.8～5.3cm），此时压实度能够有效提升大约3%左右，能够实现增强补压的目的。当整个冲击碾压工序（20遍以上）完成后，实际的冲击碾压效果已经较为理想了。所以，笔者建议进行冲击碾压实际次数应当保持在20次以上，并且对厚度的控制应当保持在每一次冲击碾压1.5m的程度。当进行分成冲击碾压的过程时，应当将重合的部分保持在2m以上。

3 冲击碾压相关施工工艺

冲击碾压相关施工工艺步骤包括：

a）使用平地机对相应的冲击碾压作业面进行仔细的清理以及整平；

b）设置相应的观测点标志，对沉降标志的实际高度进行观测；

c）在进行冲击碾压工序前，对相关的路基含水量以及压实程度进行检测；

d）冲击压路机一般有两个冲击轮，两轮之间有一定的间隙，而且介质受冲击后落点间断分布，所以冲击压实采用来回错轮的方式，轮迹之间不重叠，第二趟错轮时，一个单轮从第一趟轮迹间隙通过，依次类推，直至整个表面被全部压实一遍，第一遍后在纵向上错开冲击碾压落点1／6冲击轮周长，保证每一个点都被压实，达到落点均匀分布、整体增强的目的；

e）冲击压实过程中，冲击压路机的行走线路采用环形法，对于较宽的路基，可先从路基中线开始，到冲击碾压一端时转向一边侧，沿路基边侧返回，到端头然后再转向路基内，沿路基另外一侧接近中线的位置开始进行第二趟错轮方式冲击碾压，并且每一次冲击碾压次数必须大于20遍，这样才能使有效压实深度所属范围内的路基实现一定程度的均匀密实；

f）冲击碾压过程中如因轮迹过深而影响压实进行时，可用平地机平整后再冲击压实，若路基表面扬尘，可用洒水车适量均匀洒水继续冲击碾压；

g）当整个冲击碾压结束时，用平地机整平施工冲击碾压路段，采用重型钢轮压路机将路基表面碾压密实平整。

4 施工过程中的注意事项

4.1 在进行冲击压实操作以前，应该对作业面的平整度进行保证，并同时使用重型的压路机（振动压路机）进行压实，当这两道工序完成后方可进行冲击压实操作；如果作业面过于干燥，可以适当的洒一些水，避免表面出现粉尘化现象，防止能量传递受到阻碍。

4.2 在车辆转弯过程中，应当对转弯路线进行及时的调整，保证冲击落点不会与前面施工的落点相重合，尽量减少波浪现象的发生；在冲击碾压施工过程中，应保证匀速冲击碾压，如需要变速必须停机操作，并且在进行一个完整的冲击碾压过程中不可变速。

4.3 在进行冲击碾压施工过程中，保证正确的前进方向，并且对可能出现的漏压进行有效的预防。从路基的中间部分向两侧进行冲击碾压时，与路基边缘距离保持在110m以上。

4.4 如果是在傍山条件下进行冲击碾压，应保持从内到外的冲击碾压顺序，与边缘位置的安全距离保持在115m以上。

4.5 如果在施工过程中遇到了结构物，应该及时调头，并与之距离保证在5m以上，而距离背台之间的距离应当小于2m加上台高的大小，或者是接近15m的距离范围内。

4.6 距涵洞顶填土高小于215m的范围和填石路基的石块强度大于15MPa时，距涵洞顶小于4m的范围不适宜冲击压实；有路肩式挡土墙的路段，或路堤式挡土墙的墙背部位不适宜冲击压实。

4.7 冲击碾压作业前，各系统管路及接头部分应无裂纹、松动和泄漏现象，确认正常后方可启动。

4.8 在整个施工过程中，应当避免噪声对周围生活或环境的影响，对施工时间进行合理的安排。

5 结语

相关的试验结果表明，在经过20遍以上的冲击碾压后，路基的压实度得到不同程度的提高，并且原有路基的整体强度得到一个较大的提升。经过冲击碾压的路基，达到了相应的增强补压的效果，并且路基施工后所出现的沉落现象得到一定程度的减少，提高了相应的承载能力以及稳定性。随着行驶速度的不断增加，载具能力提升、相关需求增加的情况下，对道路质量的要求也随之增加，冲击碾压技术在我国目前道路施工中将被得到更为广泛的推广及应用。

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