沖擊碾壓技術在公路路基施工中的應用探析

薄方樹

（中鐵十九局集團第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

作為道路結構的重要組成，公路路基主要用于承載路面?zhèn)鲗У妮d荷，所以路基的抗壓強度關乎到路面的強度穩(wěn)定及使用壽命?？v觀以往的公路建設，由于路基壓實質量不達標而導致的路面凍脹、車轍、沉降、水泡等質量問題層出不窮?？茖W利用沖擊碾壓技術，可大幅度提升路基碾壓密實度，有效增加公路路基強度，對提高路基耐久性和穩(wěn)定性效果顯著，降低公路路基發(fā)生質量風險的可能性，提升路基的建設質量和使用安全。

1 沖擊碾壓技術在公路路基施工的工藝原理

沖擊碾壓技術的施工工藝原理是利用沖擊壓路機通過對巖土路基工程實施壓實操作，沖擊壓路機的不規(guī)則形狀滾輪由牽引車牽引帶動，因為滾輪具有不同尺寸的半徑，使得沖擊壓路機與路面通過產生的動能與不規(guī)則形狀滾輪的位能落差形成合力作用，達到對路基土質材料的靜壓、揉壓及沖擊操作，利用往復的沖擊作用力完成對公路路基的壓實作用。當前，公路路基沖擊碾壓工程中比較常見的25 t 級雙輪沖擊壓路設備，在10 km/h 的運行牽引速度下，可產生約2500 kN 的沖擊壓力。圖1 為比較常見的雙輪沖擊壓路設備。

圖1 雙輪沖擊壓路設備

應用沖擊碾壓技術使土質顆粒壓實整合，排出土基中多余的空氣和水分，縮小空隙，增加密度，將土質壓縮成密實的整體。通過往復沖擊碾壓，使得土基的黏聚力和內膜阻力提高，提升土質強度，增加土基穩(wěn)定性能。隨著土基密度增加，有效降低了土質毛細水作用和透水性能，可有效抵御后期水的腐蝕，增加了土基的水穩(wěn)性。沖擊碾壓技術繼承了傳統(tǒng)土基壓實工藝，通過沖擊壓路機滾輪的不規(guī)則形狀及巨大的質量進而垂直振動壓實土質密度，沖擊碾壓技術融合了振動碾壓、靜力碾壓、土質夯實等操作，公路路基壓實工藝原理先進科學，應用性較強。

2 應用沖擊碾壓技術路基施工的適用范圍

2.1 公路路基零填挖及路床路段施工

公路路基建設時，針對零填挖及路床路段的施工技術標準嚴格，由于路面與零填挖及路床路段尺寸接近，因此對路基壓實方面也有較嚴格的要求。應用沖擊碾壓技術對公路路基零填挖及路床路段進行壓實操作，可高效提升壓實質量，增加承載負荷。

2.2 公路路基的高填方施工補強

針對公路路基的高填方施工，常規(guī)的壓實操作易產生地基的土方沉降，嚴重時會導致公路表面的開裂甚至塌陷等質量問題。同時配合使用振動壓實機械一同操作，振動壓實處理的同時，每隔2 m 左右距離進行一次沖擊碾壓補壓操作，在既保證公路路基整體壓實高密度、平整效果的同時，也很好兼顧了公路路基的實用經濟性效果。

2.3 已有公路路基的翻新改造施工

針對已有公路路基的翻新改造施工，對施工技術要求較高，需處理好新老路基的施工，否則將導致路基的不均勻沉降質量缺陷。在已有公路路基的翻新改造施工中，應用沖擊碾壓技術進行土方開挖回填，可有效提升新老路基的壓實效果，降低施工后路基沉降的發(fā)生概率，提高已有公路的使用年限。

2.4 軟土路基的強化加固施工

軟土地基壓實處理不妥會引發(fā)后續(xù)使用的一系列道路質量問題。應用沖擊碾壓技術能夠使軟土地基土質本身受到強烈壓力及拉力作用，使軟土內部水分迅速擠壓排出，加速軟土地基的固結沉降速率。由于公路路基施工環(huán)境復雜，往往在一些軟土施工段進行排水碾壓施工的沖擊碾壓機械無法進入施工現(xiàn)場，此時應在已完成的軟土路基位置先行進行處理，而后進行路堤填筑沖擊碾壓，以提升軟土固結沉降質量。

3 沖擊碾壓技術在公路路基施工的應用分析

3.1 施工前的準備

（1）施工土基地質勘測。沖擊碾壓施工前，應根據(jù)路基施工環(huán)境特點進行充分的地質勘查，檢測土質的含水量及土質顆粒成分，測算出土質的最大干密度并記錄分析。地質測算人員應對施工地質表面20 cm 以下的土質含水率進行準確測算，通過勘測數(shù)據(jù)分析是否有必要進行后續(xù)的壓實操作工序。應保證公路路基土質含水率在施工允許標準范疇以內，壓實施工效果在90%以上，才滿足后續(xù)沖擊碾壓操作條件。

（2）合理設計路基壓實參數(shù)。沖擊碾壓施工前，應根據(jù)公路應用需求及土基勘測數(shù)據(jù)，精確分析計算數(shù)據(jù)形成路基設計標準，合理設計沖擊碾壓的壓實度等參數(shù)，保證土基的沉降值符合實際要求。根據(jù)施工設計合理安排沖擊碾壓頻次，通過合理設計路基壓實參數(shù)保證路基沖擊碾壓施工滿足質量要求。

（3）路基表面整理工作。正式沖擊碾壓操作前，應先對公路路基進行表面清理操作，針對可能對沖擊碾壓操作產生妨礙的公路路基表面物體進行清理、排障，對公路表面的妨礙建筑進行控制處理，如洞穴等。對于影響施工的地下管線應進行分類標記，如有必要應做遷移處理，以免對沖擊碾壓施工造成阻礙。同時，應對土基表面土質進行整理，需進行必要的碾壓、密實、排水等操作，以防止沖擊碾壓施工導致土質散離，無法繼續(xù)施工。

（4）路基測量放線。路基測量放線包括路基的控制邊線和控制軸線測量，根據(jù)測量結果制定合理的沖擊碾壓技術方案。路基測量放線工作能夠確定場地平整度、填土厚度、填土寬度等指標數(shù)據(jù)，在得出計算結果的基礎上進行適當預留，防止碾壓后產生數(shù)據(jù)誤差。

（5）沖擊碾壓機械設備準備。沖擊碾壓施工前應準備好沖擊碾壓機械設備，測量明確路基的填土高度、壓實度等數(shù)據(jù)，保證測量數(shù)據(jù)符合沖擊碾壓機械設備施工要求。技術操作人員應使用平地機械實現(xiàn)操作現(xiàn)場的整平操作，為后續(xù)的沖擊碾壓操作實現(xiàn)路基碾壓平整、均勻質量控制。

3.2 沖擊碾壓施工重點

應用沖擊碾壓機械進行沖擊碾壓時，壓路機應通過圈形路線從公路的一端向另一端進行沖擊碾壓，圖2 為沖擊碾壓行走路線示意。公路路基沖擊碾壓操作完成，需進行必要的平整操作，然后進行公路路基表面的二次碾壓操作，使得路基處理更加平整。主要通過對沖擊碾壓操作次數(shù)及速度加以有效控制，可最大限度地發(fā)揮沖擊碾壓技術優(yōu)勢，提高公路路基施工質量。施工要點如下：

圖2 沖擊碾壓行走路線

（1）合理限定沖擊碾壓操作次數(shù)。公路路基沖擊碾壓操作中，路基的壓實度如果達到一定范圍，即便增加碾壓次數(shù)也不能對土質的密實度造成較大影響，公路路基沖擊碾壓次數(shù)與壓實密實度成正比關系是在一定的碾壓頻次范圍內才有效的。沖擊碾壓施工時的碾壓操作次數(shù)，應根據(jù)土質密實度及沖擊碾壓機械的參數(shù)科學確定，以保證施工質量，降低資源浪費。

（2）合理限定沖擊碾壓的操作速度。通常在規(guī)定情況下，沖擊碾壓頻次與壓實效果呈反比例關系，即隨著沖擊碾壓速度的提升，公路路基內部結構的穩(wěn)定性會相應受到破壞，碾壓的質量效果也會變差。因此，沖擊壓路機牽引速度應控制在6～10 km/h。

3.3 沖擊碾壓技術應用特殊路基加固的要點

路基的土質對沖擊碾壓施工影響較大，針對特殊土質的地基應制定配套的碾壓方案：①針對水泥、瀝青公路路基沖擊碾壓施工，應利用沖擊碾壓機械對路基進行直接碾壓操作，以更好地實現(xiàn)路基壓實穩(wěn)定效果；②針對已投產使用的路基碾壓施工，應對原有路基進行重挖回填，以最大限度地降低原有路基存在的質量缺陷，保證沖擊碾壓施工質量；③針對軟土地基進行沖擊碾壓操作時，應利用分層壓實碾壓法對其進行沖擊碾壓，以提高軟土土基的固結速度，降低投入使用后產生沉降的概率。

3.4 沖擊碾壓技術在公路路基施工應用的控制措施

應用沖擊碾壓技術對公路路基施工時，應進行必要的控制措施。如對施工位置進行往復沖擊碾壓過程中，如出現(xiàn)很大的操作行駛起伏，應立刻停止操作，進行將土基整平操作后再進行沖擊碾壓操作。為了保證公路路基沖擊碾壓操作的平整性、均勻性，應科學控制沖擊碾壓機械的操作運行半徑，壓實操作后應進行路基平整度、壓實度檢測，如發(fā)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)與設計標準有差距，應通過必要的二次沖擊碾壓操作加以修正，直至壓實質量符合標準，防止路基結構失穩(wěn)等缺陷發(fā)生。

4 結語

應用沖擊碾壓技術對公路路基施工，可較大幅度提升路基碾壓密實度，增加公路路基強度，對提高路基耐久性和穩(wěn)定性效果明顯，可以有效提升路基壓實施工質量，防止路基沉降、失穩(wěn)等缺陷的出現(xiàn)，提高公路使用年限。施工時應根據(jù)不同的路基土質等施工環(huán)境應用合理的沖擊碾壓技術，采取必要的技術控制措施，以提升公路路基壓實施工效果。