初 磊

山東恒建工程監(jiān)理咨詢有限公司，山東濰坊 261061

0 引言

路基(subgrade)指的是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的作為路面基礎(chǔ)的帶狀構(gòu)造物，路基是用土或石料修筑而成的線形結(jié)構(gòu)物。它承受著本身的巖土自重和路面重力，以及由路面?zhèn)鬟f而來的行車荷載，是整個(gè)公路構(gòu)造的重要組成部分。高速公路相對(duì)于普通公路需要承受更大的重量以及震動(dòng)，它對(duì)路基的要求會(huì)更高。這也對(duì)高速公路路基的施工提出了技術(shù)性要求，其中，沖擊碾壓技術(shù)對(duì)于提高高速公路路基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性、降低工后沉降的風(fēng)險(xiǎn)有著顯著效果，是得到愈發(fā)廣泛運(yùn)用的新技術(shù)。

1 沖擊碾壓技術(shù)在高速公路路基施工中的運(yùn)用效果分析

沖擊碾壓已成路基是提高路基強(qiáng)度與穩(wěn)定，加快公路建設(shè)，確保工程質(zhì)量的一種創(chuàng)新技術(shù)。運(yùn)用效果在工程界受到了良好的評(píng)價(jià)。

1.1 提高路基的穩(wěn)定性

沖擊碾壓技術(shù)的要點(diǎn)是采用25kJ高能量沖擊壓實(shí)機(jī)，在已完成的路基上進(jìn)行沖擊碾壓的連續(xù)作業(yè)，隨著沖擊碾壓遍數(shù)的增加，使路基由上至下碾壓而增加密實(shí)度，形成厚1.0m～1.5m的加固層，完成優(yōu)質(zhì)路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性要求。沖擊式壓實(shí)機(jī)作業(yè)時(shí)，在半空間表面上豎向沖擊能傳給地基的能量是由壓縮波（P波）、剪切波（S波）和瑞利波（R波）聯(lián)合傳播的。壓縮波的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是屬于平行于波陣面方向的一種推拉運(yùn)動(dòng)，它使上粒錯(cuò)位；剪切波的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)引起和波陣面方向正交的橫向位移；而瑞利波的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)則是由水平和豎向分量所組成。剪切波和瑞利波的水平分量使土顆粒間受剪，可使土得到密實(shí)，其沖擊壓實(shí)功能反映的擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)大于目前國際上修正葡氏擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，所產(chǎn)生的高能量沖擊功能使路基進(jìn)一步密實(shí)堅(jiān)固穩(wěn)定。

1.2 降低工后沉降率

不同的地形環(huán)境、不同的填筑材料、不同的厚度及均勻性要求等情況對(duì)對(duì)沖壓效果的影響都是不可以忽略的。再加上土石自重的因素，工后沉降的情況經(jīng)常出現(xiàn)。相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)沉降量梯度在0.6%以上的時(shí)候（此時(shí)，工后沉降率會(huì)接近0.4%），就可能出現(xiàn)變形和裂縫等情況，從而發(fā)生沉降，影響路面交通安全和正常使用。實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐表明，使用沖擊碾壓技術(shù)可以使高速公路的工后沉降率下降到0.1%～0.15%之間，從而可以有效地減少裂縫等情況的出現(xiàn)，從而增強(qiáng)高速公路的使用效率。

2 沖擊碾壓技術(shù)在高速公路路基施工中的施工工藝的運(yùn)用

2.1 沖擊碾壓技術(shù)的適用范圍

沖擊碾壓技術(shù)在路基填土高度、填筑材料和作業(yè)面的要求等方面有著特殊的適用范圍。如果路基填土的高度在150cm以上，則適合使用沖擊碾壓技術(shù)；如果路基在150cm以下，則適合使用普通的碾壓技術(shù)。路基的填筑材料以砂型土為宜，且塑性指數(shù)應(yīng)小于12，天然含水率不能高于2%，但亦最好不低于-4%。至于作業(yè)面范圍，主要是說施工段長度不能短于100m，而最好位于300m～500m之間，而對(duì)轉(zhuǎn)彎路段的沖擊碾壓則計(jì)入下一段施工計(jì)劃。

2.2 沖擊碾壓技術(shù)的施工工藝的運(yùn)用

在高速公路路基的施工中，運(yùn)用沖擊碾壓技術(shù)需要在流程、設(shè)備和具體實(shí)施方面注重工藝的運(yùn)用，從而做到技術(shù)使用效果的最大化。

1）工藝流程

一般地說，在高速公路路基施工中運(yùn)用沖擊碾壓技術(shù)要遵循以下流程：地基檢測(cè)-測(cè)量放樣-填土穩(wěn)壓與整平-埋設(shè)檢測(cè)點(diǎn)-沖擊碾壓-質(zhì)量檢測(cè)。這樣的流程可以保證沖擊碾壓的有序進(jìn)行，并保證一次性達(dá)標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于減少返工和降低工后沉降率具有流程性保障。

2）填土及整平

在地基檢測(cè)和測(cè)量放樣工作完成以后，便會(huì)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性工作階段，也即是路基填土和整平。這會(huì)按照鋪設(shè)好的方格網(wǎng)進(jìn)行。填筑的寬度一般來說要比設(shè)計(jì)的寬度每側(cè)多1m以上，這是因?yàn)樵跊_壓過程中，邊部圖會(huì)向兩側(cè)移動(dòng)，如果不預(yù)留寬度就會(huì)導(dǎo)致邊部壓實(shí)難以實(shí)現(xiàn)。在整平過程中，需要注意的細(xì)節(jié)是要檢測(cè)表面下20cm處填土的含水率，要保證每2 000m2的填土的含水率不少于8%，只有在這項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到以后才可以運(yùn)用沖擊碾壓技術(shù)進(jìn)行沖壓，否則會(huì)造成路面難以壓平壓實(shí)。

3）沖擊碾壓

在進(jìn)入沖擊碾壓環(huán)節(jié)以后，沖壓順序、沖壓方法、沖壓遍數(shù)和沖壓速度的控制直接關(guān)系到?jīng)_壓效果。

在沖壓順序上，以道路中心線為對(duì)稱軸， 采用錯(cuò)輪回轉(zhuǎn)法進(jìn)行沖擊碾壓在實(shí)踐中得到了很好的反饋。在沖壓速度上，在保持安全距離（離路肩邊緣1m）的前提下，以10km/h～12km/h的速度平穩(wěn)行進(jìn)是實(shí)踐中通用的做法。至于沖壓遍數(shù)，則根據(jù)松鋪厚度和壓實(shí)度要求來確定，一般來說，20遍～25遍是合理的范圍，另外對(duì)于路基邊部約5m的寬度要比其他部分多壓4便以保證邊部壓實(shí)。

在沖壓方法上，為了保證平穩(wěn)和均勻，來回錯(cuò)輪沖壓的沖壓方式被證實(shí)是最為有效的，這要求輪跡間不得重疊，錯(cuò)輪的橫向間隙應(yīng)留25cm左右，縱向每一沖壓的交錯(cuò)為1/6周長，且每5遍改變一次沖壓方向以壓實(shí)波峰和錯(cuò)峰，從而做到整體沖壓效果的達(dá)標(biāo)。對(duì)于沖壓后表層土較為松散的情況，可采用直接下層填補(bǔ)的方法或者采用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行補(bǔ)壓。

4）質(zhì)量檢測(cè)

對(duì)沖擊碾壓效果的檢測(cè)可以從厚度檢測(cè)和壓實(shí)度檢測(cè)兩點(diǎn)入手。厚度方面，從松鋪厚度到壓實(shí)厚度都需要加以控制，運(yùn)用定點(diǎn)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行抽樣控制。厚度值用鐵釘系紅布條或者工后方格網(wǎng)抄平，然后取平均值計(jì)算即可。比如，某高速公訴段的施工中測(cè)量數(shù)據(jù)表明，松鋪厚度100cm，沖壓23遍以后為78cm（沉降22cm）。壓實(shí)度檢測(cè)通常使用的是灌沙法，在每個(gè)實(shí)短的斷面設(shè)計(jì)上不少于3個(gè)，而每個(gè)斷面又會(huì)選擇至少5個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。檢測(cè)點(diǎn)的最佳分布為：路線中心一個(gè)點(diǎn)、中線15m兩邊2個(gè)點(diǎn)、坡腳線內(nèi)側(cè)一米處兩邊共2個(gè)點(diǎn)。檢測(cè)深度一般以20cm為梯度測(cè)量上、中、下三層的壓實(shí)度。

3 結(jié)論

沖擊碾壓技術(shù)運(yùn)用在高速公路的路基施工以來，效果和效益正如試驗(yàn)階段的預(yù)測(cè)那樣，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面具備了相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)越性。以每平方米的填筑壓實(shí)成本來看的話，采用沖擊碾壓技術(shù)可以節(jié)約成本0.8元，這對(duì)工程量浩大的高速公路而言，成本控制效果十分可觀。除了節(jié)約壓實(shí)成本，沖擊碾壓技術(shù)對(duì)于縮短工期、提高路基填筑速度也具備顯著效果。比如，一高速公路路段長為300m，路基的壓實(shí)厚度要達(dá)到60cm，如果采用傳統(tǒng)的施工方法壓實(shí)可能需要12個(gè)工期，而采用沖擊碾壓技術(shù)則只需要7個(gè)工期，這樣就有效地加快了施工進(jìn)度，同時(shí)也制造了足弓的沉降時(shí)間以保障路基的自然夯實(shí)，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都十分明顯?？梢?，沖擊碾壓技術(shù)在高速公路路基施工中的運(yùn)用值得肯定，如果結(jié)合各地實(shí)際地加以推廣、運(yùn)用和改進(jìn)，對(duì)于我國高速公路的建設(shè)將是十分有益的。

總之，沖擊碾壓技術(shù)在提供高速公路路基的強(qiáng)度和均勻性、降低工后沉降率、加快施工進(jìn)度、處理特殊路基以及節(jié)約施工費(fèi)用等方面有著顯著效果。

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