公路路基工程中的沖擊碾壓施工工藝

侯昀昊

（中鐵十九局集團(tuán)第三工程有限公司，遼寧沈陽 110136）

0 引言

沖擊碾壓指的是同時(shí)利用沖擊式壓實(shí)機(jī)和壓實(shí)輪組裝完成公路路基施工，其中壓實(shí)輪組裝可以將沖擊式壓實(shí)機(jī)中的高位勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使原本深基坑的地面得到動(dòng)能沖擊，再通過揉壓和滾壓相結(jié)合的方式，增強(qiáng)土層的密度和強(qiáng)度。另外，公路路基在沖壓式壓實(shí)機(jī)的反復(fù)碾壓中，路基得以碾壓成型。

1 案例概況

某公路路基工程處于洼地區(qū)域，根據(jù)對施工現(xiàn)場勘察得出：高填方路段有6 處，填方最大高度16 m，軟土路基居多。為保證本工程項(xiàng)目施工質(zhì)量，預(yù)防路基出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，決定采用沖擊碾壓施工工藝對路基實(shí)施碾壓。

2 沖擊碾壓施工工藝的作用與特點(diǎn)

2.1 沖擊碾壓施工工藝的作用

公路路基在較大的沖擊作用下，其碾壓效果會(huì)明顯增強(qiáng)，施工進(jìn)度和效率將明顯提升。沖擊碾壓施工工藝在本工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，95%以上的路基壓實(shí)度可以滿足施工設(shè)計(jì)要求，切實(shí)地提升路基的安全性與穩(wěn)定性。另外，有學(xué)者和專家對路基最大干密度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果表明：沖擊碾壓施工技術(shù)既可以有效縮小土體縫隙，還可以減少路基沉陷問題的產(chǎn)生。

2.2 沖擊碾壓施工工藝特點(diǎn)

（1）低頻率、高振幅。傳統(tǒng)的壓路機(jī)采用高頻率、低振幅的設(shè)計(jì)模式，沖擊碾壓施工則具有低頻率、高振幅的特點(diǎn)，其沖擊碾壓效果可以達(dá)到3000 kN 及以上、沖擊動(dòng)能達(dá)到30 kJ 左右。沖擊碾壓平均每秒沖擊路面2 次，還可以對路基下的深層土壤起到振動(dòng)效果，由此可見，沖擊碾壓施工具有低頻率、高振幅的特點(diǎn)[1]。

（2）能量大、尺度高。在本項(xiàng)目碎石路路基的碾壓過程中，沖擊式壓實(shí)機(jī)的行駛速度嚴(yán)格控制在14 km/h，利用三邊形雙輪壓路機(jī)碾壓30 次，振動(dòng)效果可以延伸至路基以下6 m 的位置。與傳統(tǒng)的壓路機(jī)相比較，其延伸力更深、路基密度更大，可以大大減少公路路基坍塌問題。

3 公路路基工程中的沖擊碾壓施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工技術(shù)人員認(rèn)真勘察施工現(xiàn)場，全面做好設(shè)計(jì)文件、安全技術(shù)交底等方面的工作，詳細(xì)了解和掌握工程項(xiàng)目所在區(qū)域內(nèi)的自然環(huán)境，及時(shí)采集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，為施工方案的編制、施工質(zhì)量的控制創(chuàng)造便利條件。

（2）合理分析地質(zhì)勘察報(bào)告，熟悉施工現(xiàn)場實(shí)際情況，如地形地質(zhì)條件、水文特點(diǎn)以及周邊的建筑物體等。

（3）安排沖擊碾壓壓路機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、灑水車以及平地機(jī)等機(jī)械設(shè)備有序進(jìn)入施工現(xiàn)場，使用前做好調(diào)試與檢查工作，確保機(jī)械設(shè)備性能良好。

（4）對機(jī)械設(shè)備操作人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，使其了解和掌握沖擊碾壓施工流程，并能嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行施工[2]。

3.2 測量放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)要求標(biāo)定施工區(qū)域，為項(xiàng)目后續(xù)施工作業(yè)提供便利。測量放樣主要包括中線測量、路基測量、邊坡測量等。待測量放樣工作完成后，再與路基施工技術(shù)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，以此保證在基底開挖工作中，路基施工技術(shù)人員嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行基底放樣。需要特別注意的是，測量放樣人員必須要保證測量放樣數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。

3.3 填土整平

（1）填土。測量放樣工作完成后，及時(shí)組織和實(shí)施路基填土，并根據(jù)已經(jīng)鋪設(shè)好的網(wǎng)格進(jìn)行填土。通常填土的高度應(yīng)當(dāng)大于設(shè)計(jì)寬度1 m 左右，以避免邊緣土在沖擊碾壓施工中外移。

（2）整平。整平施工前應(yīng)詳細(xì)檢測路基下20 cm 處填土的含水量，確保整個(gè)路基的含水率符合最佳含水量。

3.4 沖擊碾壓

沖擊碾壓施工工藝作為公路路基工程中最重要的一種方式，可以大大提升路基的施工質(zhì)量，為此，應(yīng)當(dāng)加大對沖擊碾壓施工工藝的重視程度。沖擊碾壓施工中的碾壓速度、碾壓變數(shù)、碾壓方式將直接影響整個(gè)路基的施工質(zhì)量。

3.4.1 沖擊碾壓速度

碾壓速度與碾壓效果成反比，即碾壓速度越快，碾壓效果就會(huì)越差。在具體的碾壓工作中，隨著碾輪速度的不斷加快，當(dāng)路基下一部分土壤無法實(shí)現(xiàn)塑性變形時(shí)，會(huì)導(dǎo)致碾壓效果變差，因此，應(yīng)嚴(yán)格控制沖擊碾壓速度在10～15 km/h。

3.4.2 沖擊碾壓遍數(shù)

隨著碾壓遍數(shù)的逐漸增多，疏松土壤和軟土路基的壓實(shí)度會(huì)不斷提升，當(dāng)其達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，如果持續(xù)增加碾壓遍數(shù)，疏松土壤和軟土路基的壓實(shí)度不會(huì)因此而在發(fā)生任何改變，為此，在本工程項(xiàng)目中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況合理確定沖擊碾壓遍數(shù)，一般以20 遍沖擊碾壓為宜，但路基邊部應(yīng)比其他位置多碾壓2～3 遍。

3.4.3 沖擊碾壓方式

沖擊碾壓施工工藝一般不采用壓拌輪或部分重疊碾壓的方式，而是利用沖擊力逐漸向土層擴(kuò)散的原理，由兩側(cè)向中間、順序完成沖擊碾壓。本工程項(xiàng)目中所使用的沖擊壓路機(jī)雙輪寬度為0.9 m，第一遍碾壓2 次，以此形成碾壓帶，第二遍每碾壓一次形成沖擊碾壓間隙，隨后再碾壓所有間隙即可（圖1）[3]。

圖1 沖擊碾壓施工工藝流程

3.4.4 數(shù)據(jù)信息記錄

沖擊碾壓施工完成后還應(yīng)對路基的壓實(shí)效果進(jìn)行測定：①隨機(jī)選擇一個(gè)路段，用鐵釘系紅布條的方式標(biāo)記測量點(diǎn)、獲取平均值、計(jì)算厚度值；②認(rèn)真記錄壓實(shí)度測定點(diǎn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息；③利用鐵球標(biāo)記高程點(diǎn)，避免沖擊碾壓路機(jī)無法壓到的地方。

3.4.5 壓實(shí)度檢測

（1）布置測點(diǎn)。根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況、施工規(guī)范、設(shè)計(jì)要求合理布置路基壓實(shí)度觀測點(diǎn)，并嚴(yán)格按照要求對路基的碾壓質(zhì)量進(jìn)行檢測。

（2）檢測方法。灌砂法是路基壓實(shí)度檢測中常用的方法，本工程項(xiàng)目同樣采用灌砂法對路基壓實(shí)度進(jìn)行檢測評定。

（3）檢測結(jié)果。由表1 可以看出，經(jīng)過沖擊碾壓施工處理后，路基的沉降問題得到根本解決，項(xiàng)目的施工質(zhì)量評定等級為合格。

表1 路基壓實(shí)度檢測結(jié)果

4 沖擊碾壓施工注意事項(xiàng)

4.1 嚴(yán)格控制路基土體含水量

沖擊式壓路機(jī)在具體使用過程中，會(huì)對公路路基造成巨大的沖擊力，如果施工前土體中的含水量過大，需要通過晾曬、挖掘等措施降低土體中的含水量，否則會(huì)出現(xiàn)很多不必要的問題，可見嚴(yán)格控制路基土體含水量至關(guān)重要。

4.2 嚴(yán)格控制施工作業(yè)段間距

沖擊壓路機(jī)掉頭范圍較大，如果施工作業(yè)段間距較窄，壓路機(jī)掉頭時(shí)會(huì)對已經(jīng)壓實(shí)的路基造成惡劣影響，為此應(yīng)嚴(yán)格控制施工作業(yè)段間距，保證沖擊式壓路機(jī)持續(xù)性工作和路基碾壓效果。

4.3 嚴(yán)格遵循施工現(xiàn)場實(shí)際情況

沖擊式壓路機(jī)作為本工程項(xiàng)目中主要的機(jī)械設(shè)備，使用過程中應(yīng)嚴(yán)格遵循施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，如地質(zhì)地形條件、自然環(huán)境以及水文特點(diǎn)等，同時(shí)，還應(yīng)合理運(yùn)用各項(xiàng)施工參數(shù)，充分反應(yīng)路基的密實(shí)度。另外，為了使路基壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求，再使用振動(dòng)壓路機(jī)、光輪壓路機(jī)對路基進(jìn)行1～2 遍碾壓，確保工程建設(shè)的整體質(zhì)量。

4.4 正確選擇型號合適的壓路機(jī)

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，越來越多的沖擊式壓路機(jī)被應(yīng)用到公路路基施工過程，但工程項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況正確選擇型號合適的壓力機(jī)，從根本上保證路基的施工質(zhì)量。

5 結(jié)語

綜上所述，沖擊碾壓施工工藝作為公路路基工程中最重要的一項(xiàng)技術(shù)，其施工質(zhì)量的高低直接關(guān)系著路基的安全性與穩(wěn)定性。施工企業(yè)應(yīng)加大對沖擊碾壓施工工藝的重視程度，嚴(yán)格控制各施工階段，只有這樣才能保證公路路基的施工質(zhì)量，促進(jìn)公路建設(shè)領(lǐng)域的長足發(fā)展。