沖擊壓實技術(shù)在路基工程中的應用分析

孟 德 鴻

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041051)

近年來，公路所負擔的交通量越來越大，對路基的要求也越來越高，傳統(tǒng)的路基壓實設備已經(jīng)無法滿足現(xiàn)實公路施工中的要求。而沖擊壓路機與其他路基壓實設備對比優(yōu)勢非常明顯。沖擊壓路機是一種結(jié)合了強夯機和普通振動壓路機的沖擊壓實機器。通過沖擊可以明顯提高路基的壓實質(zhì)量，尤其是在工期緊張的情況下，使用沖擊壓路機就顯得非常必要。

1 沖擊壓路機的工作原理

沖擊式壓路機是通過裝載機牽引，帶動沖擊輪，利用沖擊輪自身的重和前進時的沖擊力，對水泥路面和路基進行壓實(如圖1所示)。

沖擊壓實技術(shù)是20世紀90年代，我國引進的一項新的路基壓實技術(shù)，在引進這項技術(shù)之前，我國的路基壓實工作通常采用傳統(tǒng)的振動壓路機，為確保路基的安全性，我們需要控制好路基填料的質(zhì)量，保證路基填料的含水量在限定范圍內(nèi)，避免路基因為填料含水量過高而出現(xiàn)下沉和變形等[1]。

1.1 沖擊壓實技術(shù)對填料要求低

以往的路基填料主要有兩種處理措施：一種是在路基施工過程中加設排水通道，及時將路基中過量的水分排出，但這種方式受外部因素影響較大，屬于被動保護措施。另一種方法是提前對路基填料進行處理，以此降低填料的含水量。沖擊壓實技術(shù)對填料的質(zhì)量要求比較低，不需要對路基填料提前進行降水分處理。在路基施工過程中，只需要將路基填料刮平，即可利用沖擊壓路機對路基開展碾壓工作。如果是干旱地區(qū)，則可在進行灑水作業(yè)后直接開始壓實工作，不僅節(jié)約時間，而且節(jié)約成本。因此沖擊壓實技術(shù)在我國干旱地區(qū)有較大優(yōu)勢。沖擊壓實技術(shù)不僅適用于干旱地區(qū)的道路施工，同時也適合濕潤土質(zhì)和軟土質(zhì)地區(qū)。成為國內(nèi)公路路基施工中常用的主流壓實方法之一。

1.2 增加了填方厚度

傳統(tǒng)碾壓技術(shù)是分層回填、逐層碾壓的。優(yōu)勢是可以保證每個階段填料的壓實質(zhì)量，但是缺點也相對明顯，因為這種方式對每層回填厚度有較嚴格的要求，通常在30 cm～40 cm左右，增加填方厚度會造成工程質(zhì)量的總體下降。而沖擊壓實技術(shù)在不需要處理地表層的情況下，填方厚度可以達到80 cm～120 cm，而且碾壓速度要比傳統(tǒng)方式快好幾倍，因此有效提高了工作效率的同時也節(jié)省了資金[2]。

1.3 提高路基強度

傳統(tǒng)振動壓路機施工過程中，路基密度主要取決于壓路機本身的重量，壓路機重量越大碾壓效果越好。如果壓路機本身的重量較小，則施工效果很可能達不到標準。沖擊壓路機對路基的壓實，除了自身的重量之外，還有沖擊設備的沖擊力。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，利用沖擊壓實技術(shù)壓實20遍后，路基的壓實度可以達到3%～5%，大大提高了路基強度，并且在路床頂面1 m～1.5 m的地方形成一條密度很高的加固層，進一步加強了路基施工中的強度與均勻度，通過對諸多路段的專業(yè)測試，我們發(fā)現(xiàn)經(jīng)過沖擊壓實技術(shù)的反復壓實后，沖擊壓實過的路基比普通路基的平均彈性有比較大的改善和提高[3]，見表1。

表1 不同深度的壓實度隨碾壓次數(shù)的變化表

2 沖擊壓實技術(shù)有效減少路基沉降

道路交通工程建設完成后，在使用過程中由于各方面因素(如：當?shù)赝临|(zhì)問題、施工質(zhì)量問題等)，容易造成壓縮、變形等問題增加沉降率。如果存在嚴重問題，使沉降率持續(xù)變大，就可能會造成道路變形、裂縫、沉降等現(xiàn)象出現(xiàn)，對公共交通安全造成重大安全隱患，影響道路的使用年限。利用沖擊壓實技術(shù)，可以保持1%左右的沉降率，不會因為過大的沉降率而造成裂縫和塌陷，保證了公共交通的安全順利運行。我們通過對不同省份的不同土質(zhì)均進行碾壓20遍的試驗，在達到相應標準后，如果平均下沉7 cm以上，則宣告試驗失敗。通過沖擊壓實設備的試驗結(jié)果為平均下降5 cm～7 cm，這個結(jié)果是合格的。根據(jù)土質(zhì)不同，相應的標準也不同。當建設高速公路時，土質(zhì)為黃土，而黃土的標準為20 cm,經(jīng)過20遍碾壓之后，下沉4 cm～5 cm為合格。以上數(shù)據(jù)總結(jié)了高速公路的沉降率問題。

3 沖壓技術(shù)在施工中的應用

3.1 沖擊壓實技術(shù)可充分加固軟弱地基

在進行道路施工的過程中，由于施工環(huán)境復雜，各地區(qū)基礎環(huán)境和土質(zhì)都不盡相同，還存在很多較軟弱地基，例如西北、華北地區(qū)有大片需要重點加固的濕陷性黃土，黃土由于其遇水易濕陷的特性，嚴重影響路基施工質(zhì)量。傳統(tǒng)操作模式是用強夯法進行加固路基，而利用沖擊壓實技術(shù)我們只要反復碾壓至符合標準就可以了。利用沖擊壓實技術(shù)聯(lián)合排水加固法，還可以使軟弱地基加速沉降與固結(jié)，解決了在路基施工中的軟基囤結(jié)問題。

3.2 高填方補強的處理方法

高填方路段出現(xiàn)路面開裂和下沉的主要原因是路基工后出現(xiàn)了沉降。在高填方地段進行路基施工時，一般都是采用普通的振動壓實設備。在進行補強的時候可以每隔2 m的層厚進行沖擊壓實補強。此種做法可以有效解決高路堤工后出現(xiàn)的各種差異和沉降問題，而且還可以增強路床的均勻性和平整度，以小的投入取得大的回報。

3.3 零填挖地段與上路床的處理方法

零填挖地段與上路床因其與路面的質(zhì)量密切相關，對壓實密度的要求往往更高，雖然利用普通設備也可以達到相應標準，但其有較為明顯的沿著壓實度向下沉降的情況。沖擊壓實設備壓實深度可達1 m，甚至影響更深，可以使路基的各層密度基本保持一致，從而大大的提高了路基的承載力與綜合強度。

4 沖擊壓實的施工方法

4.1 準備工作

路基成型以后，為保證在施工過程中不會影響到路基結(jié)構(gòu)，應用石灰標記出外部距離輪廓線。具體數(shù)據(jù)為：離墻2 cm；橋洞10 cm；涵洞10 cm。視路基長度每20 m～30 m設置兩處沉降量的檢測點；每40 m設計一處壓實度觀測點。

4.2 施工設備

視道路具體情況準備：沖擊式壓路機、圓形振動壓路機、平地機、推土機、灑水車等。

4.3 注意事項

在沖擊碾壓過程中，要注意通過轉(zhuǎn)彎半徑來調(diào)整碾壓地點，使路基得到充分沖壓。在避開障礙物的前提下，沖壓距離保持在500 m以內(nèi)為宜。沖壓過程中如果路基表面干燥要及時進行灑水作業(yè)，以免路面粉塵化。沖壓段間的搭接要求不小于50 m。要記錄好沖壓次數(shù)、壓實度與沉降量，方便對數(shù)據(jù)作出比較。

5 沖擊壓實設備在路基填方中的應用

在路基填方過程中，須嚴格控制填料。通常情況下用透水性填料的路基比用土質(zhì)填料的路基更耐用，穩(wěn)定性好、變形率小。

另外也要嚴格控制填方的厚度，合理范圍內(nèi)選用噸位大的沖壓設備，對之后的彎沉值和壓實度都有更好的效果。

在對路基工施工過程中，沖擊壓路機碾壓土方時，土方的含水量在最佳含水量的±2%時，碾壓出來的效果相比其他含水量的效果更好。

要注意處理好零填挖地段與填方地段的交界處，通過沖擊壓實處理后，兩地段交界處的問題會顯現(xiàn)出來，再著重處理效果更好。

路基施工過程中，等所有路槽成型后，再統(tǒng)一對所有路槽進行補強?？梢詫σ院蟮穆访骈_裂情況和下沉率起到一定預防作用。雖然對路槽進行補強加壓會增加既有成本，但是會明顯減少路基在缺陷修補期的二次修補費用，綜合結(jié)算對路槽補強才是上策。并且禁止對路槽加壓的過程中薄層找補，否則會造成嚴重的跳殼起皮。

6 結(jié)語

在我國交通事業(yè)飛速發(fā)展的今天，沖擊壓實技術(shù)優(yōu)勢非常明顯。通過實踐證明，沖擊壓實技術(shù)的技術(shù)含量較高，沖擊壓實施工者的技術(shù)水平將直接影響道路路基建設的質(zhì)量。因此，在施工過程中一定要嚴格按照施工標準，最大限度的保證施工質(zhì)量，延長路基使用壽命。

參考文獻：

[1] 王珍賢.論沖擊壓實技術(shù)在路基填方加固中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用,2017(22):143,145.

[2] 王 磊.沖擊壓實技術(shù)在路基工程中的應用[J].交通世界(上旬刊),2016(4):44-45.

[3] 竇寶華.沖擊壓實技術(shù)在路基工程中的應用[J].工程建設標準化,2015(3):121.