公路路基施工中冲击碾压技术的应用研究

公路路基施工中冲击碾压技术的应用研究

姜炎宁

湖北交投建设集团有限公司  湖北 武汉 430000

摘要：在公路路基施工过程中，路基碾压是一个重要的环节，它决定了路基的稳定性和强度，进而影响后续路面的施工和使用。传统的压实方法虽然可以使路基达到基本的压实，但压实工作工作量低，需要的时间长，而且对于湿陷性黄土等特殊条件，很难达到要求的压实程度。冲击碾压技术的应用可以解决这些问题，为路基碾压提供新的技术途径。

关键词：公路路基；冲击碾压技术；应用

一、冲击碾压技术应用到公路路基施工中的原因

1.冲击碾压技术的原理

冲击式碾压施工技术的基本运行原则是指冲击式压路机被牵引机带动着非圆型压实向前，将其高位的势能转换成动力，对地面和路基的深层土体进行冲击，也对于土体深层造成巨大的冲击力量，再经过综合利用滚压和搓压，让土体材料之间发生移动，变形及剪切。这样就会提高土壤碾压地基的密实性，而随着其密实性的提高，影响深度也逐渐扩大，随之而来就会使土体的深层随着冲击波的传播而被压实。这样既能够提前消除施工后沉降的问题又能提高碾压基础的压碎度。

2.冲击碾压技术的特点

与其他传统压路机相比，传统的压路机在填料和压实工艺方面所能够达到的压实厚度应该是0．2m～0．5m，而采用冲击式碾压技术的填料和压实厚度所能够达到的应该是0．6m～1．5m，这相当于传统压路机的2～3倍。

而且冲击碾压技术在施工过程中会引起较为明显的地面震动，地面震动肯定会影响周围建筑物和周围居住人群的舒适度。但这对施工来说，因为振动影响范围较大，所以涉及的地面震动范围也较大，这可以便于施工速度提高。

此外，冲击式碾压技术的施工效率也大大高于传统振动压实机器，施工速度也会大大地加快。这种明显的差异可以从数据中看得出来，比如使用传统振动压路机1h的施工进度大约为600m3，速度3km/h，但相比之下，冲击式压路机的碾压速度达到12km/h。两者的差距很明显，在同等要求下的施工项目中，必然优先选择应用冲击碾压技术，这样不仅可以加快工程的施工速度，也可以提高工程的效率。

另外，采用了冲击式的碾压技术可以节约工程施工的时间和成本，在与传统的强夯法进行相比后，虽然采用冲击式的碾压技术后加固深度仅达2m，影响的深度可以到达4～5m，加固的深度也是较小的，但是在进行大面积浅层建筑地基的加固这一点上却能够极大地节约了施工的成本。传统的压实技术不仅这方面与冲击碾压技术存在一定的差距，在施工进展中也存在差异。因为采用的是传统压实技术，并没有与现代高新技术能够很好地结合和发展，在施工中的每一个步骤都相对比较多，前期的准备和正式投入应用需要更多的步骤，而这样就会大大增加工程施工的时间和成本。如果更换成冲击碾压技术，反而会简化施工步骤，同时也大大节省了人力、物力、财力。

3.对于此项技术应用范围的分析

公路路基施工前，有关人员分析了施工现场地质条件、气候变化等因素，并根据冲击碾压技术的相关要求，从而可以更加有效的来控制影响公路路基施工。包括填料量、工作面尺寸以及所选填料的一般性能。同时，将公路路基施工分为不同的施工场地，确切相关技术的使用场所。此外，在应用冲击碾压技术时，必须有效分析路基高度与标准高度之间的差距，从公路路基的高度来进行相关的考虑，确保这项技术可以很好的应用到现实场地的施工之中。公路路基的施工期间，施工人员要根据施工的实际情况来选择合适的填料，从而确保所选填料符合材料要求冲击碾压技术。由此看来，在施工前为了了解砂质土的塑性指数和自然湿度，必须对砂质土进行指标试验。在实行整个技术的过程中，项目工作面长度将控制在规定范围内，将根据冲击碾压的技术要求选择相应的技术手段，来提高整个公路路基的施工质量，保证公路的使用安全。

二、冲击碾压技术在公路路基施工中的应用

1.排压方案

采用不同轮瓣数量的冲压机，可产生的冲击作用与效果也不尽相同。以三瓣凸轮的冲压机为例，其车轮旋转一周后，共进行了3次冲压，车轮每完成一周旋转，土体上受到的冲击作用概率为1/6，所以当纵向错开1/6周，且横向错开半个轮迹时，重复碾压6遍即可将所有部位均碾压到位。基于此，如果路基要求碾压3遍，则采用冲压机施工时，需连续碾压20遍，而若路基要求碾压6遍，则采用冲压机施工时，需连续碾压40遍。

按照以上方案施工时，在冲压完成后，对粗粒土层而言，其表面基本可以达到均匀，高差不超过5~8mm。而对细粒土而言，其不平处的高差往往较大，在15~18mm范围内。根据压实要求，在最后一次碾压过程中，对于因冲击产生的变形达到4cm以上的部分，应继续进行碾压，到实际变形量在4cm以内为止。

此外，无论路基为原土或后期填土，对其进行的冲压都不能少于6次，在这种情况下需在碾压完6次后进行洒水，待水充分渗透至土层后，再继续进行冲压，这样是为了防止路基表面产生松散层。

2.作业参数

（1）正式碾压开始前，应先对待碾压的部分实施取样试验，以确定各项基本数据，为之后各项作业参数的确定提供参考依据。

（2）采用冲击压路机对处于湿陷性黄土区的路基实施填前碾压的过程中，为确定适宜的压实遍数与补压过程中的土层厚度，并确定合理可行的处理流程，必须做好相关试验，由此确定压实度和冲压层层厚、冲压遍数等参数之间的关系。

（3）经填前碾压试验可知，当压实遍数达到40遍以上时，路基产生的沉降较小，且压实度并未显著增加。基于此，冲压遍数以40遍为宜。

（4）根据振压完成后的补压试验结果可知，当冲压补强遍数为20时，压实度明显增大，土体干密度提高10.4%，弹性模量增加30MPa，沉降量在4cm左右。如果将碾压遍数增加至40，则土体干密度及沉降量实际增长均不明显，这与土层沉降变化基本规律相符。因此，在土层完成分层碾压后，补压遍数以20遍为宜。

3.施工工艺要点

3.1湿陷性黄土地基处理

采用冲压法对湿陷性黄土地基进行处理时，需严格按照以下步骤进行施工：

（1）做好地质勘探与补充。

（2）根据现场具体情况做好地面预处理，包括整平、测量与洒水，之后按照设计与施工要求设置沉降标，同时进行标高实测，为冲压做好准备。

（3）连续冲压6遍后，开始沉降量及压实度实测，并根据实测结果进行必要的整平、洒水，同时重新设置沉降标，继续压实。按此重复多次，直至达到要求。

（4）冲压结束后尽快用平地机整平，并用静力压路机进行静压，使表面平整度及压实度均达到要求。

3.2路基填筑

对于黄土路基，其填筑方式以全断面+水平分层法为宜，完成填筑后及时压实并做好试验。在黄土路基施工中通过冲压可起到避免填料溃散的作用，保证路基整体性，提高强度。

3.2.1施工测量

对线点进行重新测量、确认与必要的加密，并增设标准点，以设计要求的填筑高度及斜率为依据对填筑宽度进行计算，然后采用设置测桩的方式标出，为现场施工提供参考依据。

3.2.2填土

当填料的有机质含量超过4%，或液限超过50、塑性指数超过26，则不可在路基施工中使用。填土过程中需根据最大压实厚度通过计算确定卸车量，并用网格法进行卸料。

结束语

综上所述，研究冲击碾压施工技术在公路路基施工中的应用，既能保证公路路基施工的稳定性，又能保证公路的安全，促进公路建设的发展，进而促进国民经济的发展。

参考文献

［1］高瑞娟．公路施工中冲击碾压技术的运用［J］．ValueEngineering，2018．

［2］高绪清．公路路基施工中冲击碾压技术［J］．交通世界，2018，(19)．