作者簡(jiǎn)介：

胡振山（1980—），碩士，高級(jí)工程師，研究方向：公路工程。

摘要：文章依托實(shí)際工程，探究沖擊碾壓施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的使用效果，并與其他壓實(shí)方式進(jìn)行比較對(duì)照。試驗(yàn)結(jié)果表明，沖擊碾壓技術(shù)相較于其他技術(shù)，壓應(yīng)力與壓實(shí)度增加得最快，可減少路面施工時(shí)間，對(duì)提升公路路基施工效率具有明顯的效果。

關(guān)鍵詞：高速公路;路基施工;沖擊碾壓;質(zhì)量控制

中國(guó)分類號(hào)：U416.1+1A190703

0 引言

由于交通荷載的日益增加，公路會(huì)因?yàn)橥临|(zhì)、含水率等因素變化出現(xiàn)沉降等現(xiàn)象。因此保證路基在修建過(guò)程中具有足夠的穩(wěn)定性及承載力，使其能承受路面?zhèn)鱽?lái)的行車荷載具有十分重要的意義。沖擊碾壓技術(shù)是在牽引車的帶動(dòng)下利用沖擊輪對(duì)路面進(jìn)行夯擊碾壓，對(duì)提升公路路基的抗壓性具有明顯效果。本文依托實(shí)際工程，通過(guò)選擇不同的壓實(shí)方式及碾壓頻率，探究沖擊碾壓施工技術(shù)在不同因素作用下對(duì)路基處理的實(shí)際效果，為推動(dòng)沖擊碾壓技術(shù)在公路路基施工中的使用有實(shí)際意義。

1 工程概況

某高速公路全長(zhǎng)178.6 km，采用路基寬度為28 m、設(shè)計(jì)車速為120 km/h的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該高速公路修建路段底基層主要是粉質(zhì)黏土，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)松軟、壓縮性較高、空隙較大。由于沖擊碾壓技術(shù)作為一種新型的淺地表層加固技術(shù)，通過(guò)沖擊輪的夯擊，使其處理效果明顯大于傳統(tǒng)的振動(dòng)平板夯實(shí)。本文采用沖擊碾壓技術(shù)對(duì)路基進(jìn)行處理，同時(shí)在與試驗(yàn)場(chǎng)地較近的區(qū)域選擇了振動(dòng)壓實(shí)法進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)。

2 沖擊碾壓技術(shù)施工流程

2.1 施工原理

沖擊碾壓技術(shù)能夠給路基處理帶來(lái)良好的效果，隨著沖擊壓路機(jī)的行駛，牽引車帶動(dòng)具有較大質(zhì)量的沖擊輪垂直下落，重復(fù)夯擊碾壓土體，使土顆粒重新組合，彼此擠緊，使土壤原有空隙中的水、空氣等被擠出，土質(zhì)孔隙減小，達(dá)到密度增大的目的。同時(shí)，伴隨著內(nèi)摩擦力與粘聚力增大，原有土體強(qiáng)度增強(qiáng)，穩(wěn)定[JP+2]性上升[1]。沖擊碾壓施工技術(shù)在施工中具有振動(dòng)碾壓、強(qiáng)夯的特點(diǎn)，相較于其他路基壓實(shí)處理技術(shù)，效率更高，土質(zhì)碾壓后穩(wěn)定性更好，在路基處理的施工中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

2.2 瓣?duì)钔馆喌男螤钸x擇

目前常見的沖擊輪有三瓣、四瓣、五瓣三種多用瓣?duì)钔馆啠ぷ鲿r(shí)沖擊輪運(yùn)動(dòng)到凸形圓弧與地面觸碰點(diǎn)和沖擊輪軸心在同一條垂直線上時(shí)，沖擊輪升到最高點(diǎn)，此時(shí)，形成的重力沖擊輪下降，在重力的作用下對(duì)地面進(jìn)行碾壓，并利用牽引車的帶動(dòng)重復(fù)碾壓[2]。根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)，本路段選擇三瓣沖擊輪對(duì)路面進(jìn)行碾壓沖擊，每條路段需來(lái)回碾壓約60遍才具有碾壓效果。

2.3 施工準(zhǔn)備

試驗(yàn)前需要對(duì)場(chǎng)地內(nèi)雜草進(jìn)行清除，然后按照工程實(shí)際狀況要求對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行整平，并均勻地在場(chǎng)地上灑水，為路面碾壓沖擊做準(zhǔn)備。同時(shí)在道路兩側(cè)布設(shè)沉降標(biāo)，確認(rèn)各沉降標(biāo)所處位置，添加標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)驗(yàn)證各標(biāo)點(diǎn)的中心線，以保證碾壓過(guò)程中對(duì)路面壓實(shí)效果變化可通過(guò)沉降標(biāo)位置變化直觀顯示。

此外，需要在與該路基相距不遠(yuǎn)處設(shè)置對(duì)照路段，并對(duì)對(duì)照路段進(jìn)行整平、灑水等相同步驟，保證所選對(duì)照路段所處土質(zhì)、含水率等相差較小，并排除其他因素的干擾。

2.4 路面碾壓標(biāo)準(zhǔn)（表1）

采用全斷面、水平分層填筑的方式對(duì)施工路段路基進(jìn)行填筑，待路基填料填筑完成后再進(jìn)行碾壓，盡量保證各層的填筑厚度一致。沖擊碾壓設(shè)備在碾壓的過(guò)程中，行進(jìn)速度需保持穩(wěn)定，約為12～15 km/h，以確保足夠的沖擊力使路面每一點(diǎn)均能夠被碾壓夯擊。在沖擊壓路機(jī)碾壓路基過(guò)程中，每10次碾壓結(jié)束后灑水一次。

2.5 不同壓實(shí)方式對(duì)路面的實(shí)際效果

本試驗(yàn)采用振動(dòng)碾壓機(jī)械設(shè)備與沖擊碾壓機(jī)械設(shè)備對(duì)路基進(jìn)行處理，通過(guò)不同壓實(shí)機(jī)械設(shè)備對(duì)路基進(jìn)行處理，探究沖擊碾壓施工方式的實(shí)際效果，且兩條路基的土質(zhì)、地貌及所經(jīng)歷的氣候因素大致相同。所得壓實(shí)數(shù)據(jù)檢測(cè)如表2所示。

當(dāng)采用沖擊碾壓施工與振動(dòng)碾壓施工兩種不同方式對(duì)路基進(jìn)行處理時(shí)，分別對(duì)這兩種不同碾壓方式每碾壓20次后的路面平整度進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)平整度評(píng)價(jià)路基處理后的道路使用性能。具體檢測(cè)數(shù)據(jù)如表3所示。

如圖1所示，當(dāng)采用沖擊碾壓施工技術(shù)處理路基時(shí)，在碾壓過(guò)程中相較于振動(dòng)碾壓技術(shù)路面平整度較高。同時(shí)，當(dāng)使用沖擊碾壓設(shè)備進(jìn)行碾壓時(shí)，牽引車以12～15 km/h對(duì)路基進(jìn)行碾壓時(shí)，當(dāng)壓實(shí)遍數(shù)<40次時(shí)，路基沉降量較大，難以達(dá)到穩(wěn)定的效果，當(dāng)壓實(shí)次數(shù)>60次時(shí)，路面沉降量變化不大，因此沖壓遍數(shù)達(dá)到60次時(shí)最為合適。對(duì)圖1振動(dòng)碾壓施工關(guān)系圖進(jìn)行擬合分析，y=-6x+24.667，R2=0.871。同時(shí)，上述施工數(shù)據(jù)表明，沖擊碾壓施工技術(shù)相較于振動(dòng)碾壓施工技術(shù)所需要的碾壓遍數(shù)少，路面沉降趨于穩(wěn)定時(shí)所需要的施工時(shí)間更短，效率更高。

2.6 行駛速度對(duì)路面的實(shí)際效果

除了探究不同壓實(shí)方式對(duì)于實(shí)際施工效果的影響，牽引設(shè)備的不同行駛速度也會(huì)使沖擊輪對(duì)于路基的沖擊及碾壓產(chǎn)生不同效果[3]。為了使路基的每一點(diǎn)均能被沖擊到，并完成0～150 cm深度范圍內(nèi)的土體物理指標(biāo)，本文在試驗(yàn)路段A采用行駛速度為5～8 km/h，在試驗(yàn)路段B采用行駛速度為8～12 km/h，在試驗(yàn)路段C采用行駛速度為12～15 km/h，在試驗(yàn)路段D采用行駛速度為15～18 km/h，以研究不同速度對(duì)于路面壓實(shí)效果的影響。檢測(cè)結(jié)果具體如表4所示。

如圖2所示，相較于其他牽引速度，當(dāng)速度維持在12～15 km/h時(shí)，牽引車帶動(dòng)沖擊輪對(duì)路基的壓實(shí)效果最好，60次碾壓便能使路基碾壓趨于穩(wěn)定，此時(shí)沖擊輪的工作效率最高。

3 質(zhì)量控制

（1）用推土機(jī)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行大致推平，再用平地機(jī)進(jìn)行精平。整平過(guò)程是由路中向兩側(cè)緩慢推進(jìn)，來(lái)回多次，以保證整平后的路面平整度更好。對(duì)于路基范圍內(nèi)>5 cm的土質(zhì)應(yīng)進(jìn)行打碎，以免影響夯實(shí)碾壓效果。及時(shí)清除路基范圍內(nèi)的雜草、樹根、草皮等雜物，以免影響路基的穩(wěn)定性及承載力。

（2）碾壓時(shí)盡量保證在沖擊式壓路機(jī)沖擊路面的過(guò)程中，每完成10次碾壓便灑水一次，并確保車輛處于穩(wěn)定的行駛速度帶動(dòng)沖擊輪對(duì)路基進(jìn)行夯實(shí)碾壓。碾壓時(shí)由兩側(cè)至路中進(jìn)行碾壓，確保每一遍碾壓區(qū)域略有重疊，并保證碾壓接頭必須重疊，橫向接頭一般重疊0.4～0.6 m，縱向接頭一般重疊1.0～1.5 m，以免發(fā)生局部區(qū)域未碾壓或碾壓不到位的情況。

（3）試驗(yàn)前需要對(duì)碾壓路段土壤進(jìn)行取樣和試驗(yàn)，得到土壤的壓實(shí)度、干密度、含水率、彈性模量等基本數(shù)據(jù)，為確定碾壓遍數(shù)、選擇沖擊輪瓣葉提供數(shù)據(jù)支撐，減少實(shí)驗(yàn)的探索過(guò)程，節(jié)省資金。

（4）及時(shí)考慮環(huán)境、氣候等因素。雖然環(huán)境因素與氣候因素不可控，但在施工過(guò)程中可盡量避免環(huán)境氣候?qū)κ┕さ挠绊憽Ｔ谑┕で皯?yīng)提前關(guān)注天氣情況，避免在施工過(guò)程中出現(xiàn)下雨等天氣，影響路基壓實(shí)效果。

（5）及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修及養(yǎng)護(hù)。由于需要多臺(tái)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，試驗(yàn)過(guò)程中需要預(yù)留設(shè)備養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

4 結(jié)語(yǔ)

沖擊碾壓施工技術(shù)在公路修建過(guò)程中，可快速高效地對(duì)路基進(jìn)行整平壓實(shí)，對(duì)提高路基承載力及穩(wěn)定性具有明顯的效果。同時(shí)，相較于其他壓實(shí)機(jī)械，采用沖擊壓路機(jī)可提升壓實(shí)速率，保證工程質(zhì)量。本文依托實(shí)際工程，采用對(duì)照試驗(yàn)的方式探究沖擊碾壓施工對(duì)路基的實(shí)際效果。結(jié)果表明：相較于其他的壓實(shí)方式，沖擊碾壓施工的壓實(shí)效果更加明顯，在保證壓實(shí)質(zhì)量的前提下，可有效提升壓實(shí)速率，減少壓實(shí)遍數(shù)，節(jié)約壓實(shí)施工時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

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