郭志超

摘 要：路基建設是高速公路的建設施工中重要環(huán)節(jié)，而沖擊碾壓技術是高速公路路基施工經(jīng)濟實用且高效安全的一種技術，因此被廣泛使用。本文對沖擊碾壓在高填方路基中的應用進行簡單探討。

關鍵詞：沖擊碾壓；路基施工；技術應用

中圖分類號：U213文獻標識碼： A

一．引言

隨著我國經(jīng)濟和現(xiàn)代交通的高速發(fā)展，重載的車輛逐漸增加，對高速公路施工提出更高要求。而路基施工是高速公路施工中重要的環(huán)節(jié)，因此選擇高效安全、經(jīng)濟實用的路基施工技術就顯得非常重要。沖擊碾壓技術是新興的路基壓實法，主要工作原理是以沖擊輪進行快速滾動的方式?jīng)_壓，將勢能轉化為對地沖擊能，產(chǎn)生巨大壓力壓實地基。該方法具有壓實與重夯的作用，可明顯改善地下深層土的密實度，有效減少填方路基沉降現(xiàn)象，對暴露路基缺陷、提高工程質量和確保路基安全效果顯著。

二.沖擊碾壓技術概述

沖擊碾壓技術興起于20世紀末，是一種能夠有效提高路基承載力和穩(wěn)定性，并減少施工后路基沉降的新型技術。沖擊碾壓技術多應用于山區(qū)石方、土石混合等特殊地質條件的高速公路路基施工。截至目前，沖擊碾壓技術以被廣泛應用于公路路基施工中，特別是對于高速公路的路基施工。從實質上講，沖擊碾壓技術可解釋為“在路基施工中，運用強大的沖擊力起到?jīng)_擊壓實土體的目的，從而擠出路基土體中的水分和空氣，使原本松散的土體凝結為密度較高的板塊”以此來提高路基的承載力、較少施工后沉降。

沖擊壓路機是沖擊碾壓技術的主體組成部分，其通過牽引車的動力拉動非圓形輪/多邊形滾輪滾動，由滾動產(chǎn)生位能的巨大落差，以及對地面砂石和土體的沖擊、積壓，增加土體的密實度，如此連續(xù)施工作業(yè)，可達到提高路基承載能力和減少施工后沉降的目的?？偟膩碚f，沖擊壓路機的工作原理，即對路基實施高振幅、低頻率的沖擊壓實。沖擊壓路機滾輪形狀各不相同，有三邊形、四邊形、五邊形和六邊形，對于沖擊壓路機不同類型的選擇，應積極結合路基施工性質、填土設計和厚度等實際情況進行選擇，通常三邊形的沖擊壓路機較為普遍。

三.沖擊碾壓技術在高速公路路基施工中的作用

1.提高高速公路路基的穩(wěn)定性作用

沖擊碾壓技術采用25kJ的高能量沖擊壓實機在完成的路基上連續(xù)進行沖擊碾壓的作業(yè)。對路基進行由上至下的碾壓，隨著沖擊碾壓的遍數(shù)不斷增加，路基的密實度也增加，形成厚度為1.0m—1.5m的一道加固層，達到優(yōu)秀路基的穩(wěn)定性及強度要求。進行沖擊式壓實機的作業(yè)，半空間表面上的豎向沖擊由瑞利波（R 波）、剪切波（S 波）、壓縮波（P 波）聯(lián)合傳播給地基能量。瑞利波質點的運動是由水平及豎向分量組成，剪切波質點的運動引起與波陣面方向正交橫向的位移，而壓縮波質點的運動屬于平行于波陣面方向的推拉運動，可以使上粒錯位。

2.降低高速公路路基施工后沉降率作用

不同均勻性的要求、不同厚度、不同填筑材料、不同地形環(huán)境等情況對沖壓效果都有重要的影響。這些情況再加上土石的自重因素，造成高速公路路基施工后經(jīng)常出現(xiàn)沉降的情況。據(jù)相關的實驗及數(shù)據(jù)表明，當沉降量的梯度大于0.6%可能出現(xiàn)裂縫以及變形等情況，從而導致沉降的發(fā)生。沉降的發(fā)生又影響了路面的正常使用及交通安全。實踐及實驗表明沖擊碾壓技術可以使高速公路路基施工后沉降率降到0.1%—0.15%，減少出現(xiàn)裂縫等情況的概率，增強高速公路使用的效率。

四.沖擊碾壓的技術在工程施工中的應用

1、高填方的補強處理。

高填方路段出現(xiàn)的工后沉降現(xiàn)象，也一直是造成路面下沉開裂的主要原因。在高填方路基的施工中，一般是采用普通的振動壓實設備，每間隔2米的層厚就進行沖擊碾壓的補壓，這樣能夠用很小的經(jīng)濟投入獲得很好的壓實效果，能夠很好地解決高路堤工后的差異沉降問題，從而增強了路床的整體性和均勻性。公路路面下沉和開裂主要是由高填方路段形成的工后沉降造成的，一般情況下，會選取常用的振動壓實設備對高天方路基進行施工。施工期間碾壓的層厚間距為兩米，這樣做的好處是不僅降低了投入的施工資本，還能使壓實的效果達到最佳狀態(tài)。除此之外高填方路堤出現(xiàn)的差異沉降現(xiàn)象也能很好的處理，并且路床的整體性能以及均勻性都能得到增強。路面質量的高低直接影響到上路床以及零填挖地段的施工質量，其中壓實度必須保持在 95% 以上。盡管采用一般的壓實設備也能達到施工規(guī)定的壓實度，但是當壓實工作結束后，路基很可能順著層厚的方向發(fā)生下降，所以最好采用沖擊碾壓技術。沖擊碾壓的深度最高可以達到一米，便促使路基每一層的密實度曲線變得平緩，從而將路基的綜合強度以及承載力提高。采用排水固結方法來處理軟土地基后，再使用沖擊碾壓技術，可以促使軟土地基迅速沉降并且能夠起到加固的作用。一些軟土地段，排水處治過程壓實設備難以就位進行工作，考慮在路堤的填筑過程當中運用沖擊壓路機進行分層碾壓的工藝，在施工過程中提高軟基的固結速度，從而有助于軟基的沉降固結效果。

由于沖擊壓路機的構造不同，壓實原理不同，沖擊碾壓的碾壓方式與傳統(tǒng)的壓實機具的壓實方法存在著較大區(qū)別，三邊形（ 25KJ） 雙輪沖擊式壓路機兩沖擊輪之間的外部寬度為 2.96m，輪寬為0.9m，輪隙寬度為1.16m，由于輪隙寬度大于輪寬，所以沖擊碾壓采用來回錯輪的方式，輪跡之間不重疊。沖擊碾壓時要注意沖擊波峰，錯峰壓實，沖壓5遍應改變沖壓方向。對于縱向排列，每遍應錯1/6 周長，這樣，每次沖擊工作面波峰均能有效作用于工作面，有利于沖擊點的滿布、均勻，增強沖壓整體效果。沖擊壓路機應保持10-12km/h勻速行駛。每碾壓5-10 遍將擊坑利用平地機刮平一次。沖壓路基邊角及機械轉彎區(qū)域機械無法施工的區(qū)間是壓實的薄弱環(huán)節(jié)，應配合以凸輪（ 羊角） 振動壓路機或沖擊夯等其他機械設備輔助施工。在路基進行沖擊碾壓前、沖壓當中及沖壓后需要及時對沖壓路段進行試驗數(shù)據(jù)檢測，檢測項目有： 沉降量、碾壓遍數(shù)、碾壓速度、壓實度、含水量土的物理力學參數(shù)檢測、平整度檢測等。沖擊碾壓路段測點布設為每 50m 一個斷面，每個斷面按左、左中、中、右中、右 5 個測點布設。觀測時利用護樁定位、人工挖開進行觀測，沉降觀測在施工期間采用精密水準儀進行 II 等水準測量。由技術人員進行壓實前后的高程、平整度的測量，并計算出壓實后相應的沉降量和補填量，試驗人員用灌砂法檢測壓實度。沉降量的檢測： 定點沉降量檢測包括沖壓前及每沖壓5遍或10遍后的標高。原狀土地基用長 6cm 鐵釘系紅布條作明確的標記，準確定點。平地機刮平時應注意保護帶有紅布條鐵釘?shù)臋z測點，距檢測點 20cm范圍內(nèi)不得擾動。

2、上路床于零填挖地段的處理。

上路床與零填挖地段因其和路面的質量密切相關，壓實度的要求往往超過95％，雖然普通的壓實設備同樣能夠達到要求，但是其壓實度沿著層厚方向的下降情況較為明顯。沖擊碾壓影響的深度可以達到1米，能夠使整個路基的各層密實度曲線都趨于平緩，同時路床頂面下大約1米的深度內(nèi)形成了連續(xù)、均勻和密實的加固層，進而提高了路基的綜合強度與承載力。

3、軟土地基加固的處理。

軟土地基的處理，一旦運用排水固結的處理方法時，沖擊碾壓就對軟土地基形成加速沉降和加固的作用。沖擊壓路機向地面進行沖擊能量施加后，土體開始受拉、壓作用，而軟土里的自由水通過塑料排水板排出，其速度得到明顯加快，從而使軟基的沉降固結速度加快。一些軟土地段，排水處治過程壓實設備難以就位進行工作，考慮在路堤的填筑過程當中運用沖擊壓路機進行分層碾壓的工藝，在施工過程中提高軟基的固結速度，從而有助于軟基的沉降固結效果。

4、舊路的改造工程。

在舊路的改造工程當中，多利用原路基能夠減少占地，節(jié)省填料。開挖路面和路床及路堤，重新回填進行分層壓實，從而達到計劃的壓實度。而對瀝青或者水泥路面就需要“破碎”、”翻挖”和“清除”，同樣是利用原路基，卻沒有真正的減少工程造價。而采用沖擊碾壓技術就不需要開挖路面和路基，能夠直接在原路面用沖擊壓路機沖碾施工，從而使路基達到質量合格標準。當新加寬的路基進行分層壓實路床后，并將新老路結合部和新路床進行沖擊碾檢驗性的補壓，然后再視完成的路基具體狀況，在結合部的路床里加鋪土工格柵，能夠較好的避免新老路結合而引發(fā)的沉降變形的裂縫。

五.結束語

沖擊碾壓技術具有節(jié)約壓實成本、縮短工期、提高路基填筑速度、提高路基的穩(wěn)定性、降低路基施工沉降率、處理特殊路基等優(yōu)勢，因此在高速公路路基施工中被廣泛使用。而運用沖擊碾壓技術要注意其地基檢測與測量放樣、填土與整平、沖擊碾壓、質量檢測技術的合理使用，再結合各地實際情況沖擊碾壓技術進行推廣、運用和改進。

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