冲击碾压在高速公路路基施工中应用

冲击碾压在高速公路路基施工中的应用

摘要：施工中采取冲击碾压技术进行填前碾压、填方压实、挖方压实以及路基补强具有施工速度快、效率高、费用低等优点，并可减少工后沉降，保证路基的压实度和整体强度以及可减少公路的早期破坏。本文探讨了冲击碾压在高速公路路基施工中的应用。 关键词：冲击碾压；高速公路；路基；施工；应用 abstract: the construction of percussive compaction technology to fill before rolling, fill compaction, engineers and roadbed compaction fill strong high construction speed, high efficiency and low cost advantages, and can reduce post-construction settlement, ensure the roadbed compaction degree and the overall strength and can reduce the road early damage. this paper discusses the impact in freeway roadbed rcc construction application.

key words: impact rolling; highways; and subgrade; the construction; application

中图分类号：u412.36+6文献标识码：a 文章编号： 高速公路路基填筑普遍较高，承担的车辆荷载也较一般公路大许多，因此其强度和稳定性引起了设计及施工人员的高度重视，尤其是对高填方路基需采取措施进行补强措施，施工中采取冲击碾压技术进行填前碾压、以及路基补强具有施工速度快、效率高、费用

低等优点，并可减少工后沉降，保证路基的压实度和整体强度以及可减少公路的早期破坏，但目前冲击碾压技术仍不成熟，且尚无相关施工规范，施工检测方法和评价效果也没有统一标准，因此对该施工工艺进行技术分析对保证高速公路施工质量具有重要意义。 一、冲击碾压技术原理

作为一种崭新的压实方式，冲击碾压技术在影响土壤压实效果的诸因素中具有其他普通压实机械所不具备的独特优点；例如碾压速度是决定压路机面积生产率的重要因素之一，压实度和铺层厚度也是影响压实效果和压实生产率的重要参数。通常，振荡压路机的最佳碾压速度为3--6km／h，最佳压实厚度一般不超过0．5m。而冲击式压路机较为合适的碾压速度可达10”--15km／h，铺层厚度也可达到1～1．5m。

冲击压路机是将当前振动压实高频率、低振幅改为高振幅、低频率。冲击压路机是用三边形、四边形、五边形“轮子”来产生集中的冲击能量达到压实土石填料的目的。冲击压路机可由配套的牵引机在前方牵引。

图1所示为三边冲击压路机的基本原理，它是利用动能转化为冲击能来压实土体，其特征是将巨大的动能在很短时间内转化为冲量，进而形成瞬时作用的巨大冲击力，在土体中产生很大的剪切应力和法向应力，从而有效地克服土壤的内聚力，压缩土体并排除土体中的空气和水分，达到压实土体的最终目的。

图1 冲击压实基本原理 二、冲击碾压的特点

1、冲击压路机生产效率是传统压路机的 4～5倍，传统压路机行驶速度约为 1.5～2.5km/h，而冲击压路机的速度一般在 12～15km/h，这对提高施工工作效率有重要意义。 速度过快冲击轮与地面接触时间过短不利压实，过慢则冲击能不足。

2、冲击压路机的影响深度约为传统压路机的3～4 倍，其压实影响深度约为 2m，有效影响深度约为 1.5m。同时振动压路机的冲击力约为 500kn，而冲击压路机约为 4000kn，因此其对路基的压实，减小成型路基的工后沉降变形较为有效。

3、冲击压路机对土基含水量要求范围相对大些，传统压路机所要求的含水量为最佳含水量的±2%，而冲击压路机所要求含水量为最佳含水量的±5%。

三、高速公路中冲击碾压的技术效果

1、提高路基整体强度与均匀性。有数据统计，在北京八达岭、湖南冲击碾压试验段及福建某高速公路全线路床的实验结果均显示，在经过冲击压路机多次碾压后，其路基的平均弹性模量值和用黄河标准车测的弯沉值均有大幅度的改变，路基状况明显变好。特别是在冲碾二十遍后，正常情况下，1.5m层厚范围内压实度均增加

3~5个百分点，由于冲击压路机是路床顶面全面积的均匀冲碾压实，达到了路基的直接补充追加压实，在路床顶面以下1.0~1.5m处形成均匀、连续、密实的加固层，从而提高了路基路面的综合强度和稳定性。所以，在使用冲击压路机时，无论是对何种路基填料的冲击碾压工程，都能较好地提高路基的整体强度与均匀性，较大程度上避免了路面的早期损坏，从而延长路面的正常服务的时间。 2、减小路堤的工后沉降率。由于地形环境等的影响，并且路堤压实层厚度与填料不均匀，压实不足或者均匀性不好，受到土石自重压密变形时，就会形成拉伸与压缩应变区，从而使沉降差异加大。而当两点沉降量梯度大于0.6%以上，有可能产生变形裂缝，而山区高填方路基上常见到纵向或横向裂缝。通过大量的室内模型试验和现场路堤沉降量试验观测显示，路基在达到规范要求的压实度时，其工后沉降率为0.4%左右。从而严重影响公路的正常使用。但是，高填方路堤采用冲击碾压技术施工则可使工后沉降率接近0.1~0.15%，能较好避免差异变形所引发的裂缝，多处工程实验中冲击碾压技术是解决土石高填方路堤变形的有效技术措施。特别是在斜坡地形的路基应用中效果更佳。

3、特殊土地基的加固处理。在公路的建设中，为对一些路基进行加固处理时，传统的做法较多是采用强夯法处理。反观冲击碾压的创新技术做法，让工作人员看到了差距。在宣化至大同高速公路建设中，采用冲击压路机对湿陷性黄土地基在地表面冲碾40遍处理后，较以前路基状况明显好转。湿陷系数明显下降，路基的干密

度也大幅度上升，其技术指标已经完全符合黄土地基加固的质量要求。其实，在宁夏、山西等湿陷性黄土地基采用冲击碾压进行处理后，也取得同样的加固效果。当然，在其它公路实践应用中也表明冲击压路机对地面施加冲击能量，使土体受拉压作用，软土自由水经排出地表后土体密实度增加，从而加速了软基的沉降固结。同时在软基上填筑路堤，采用冲击压路机分层碾压工艺，也可在施工过程中加快软基的固结速度，有利于软基的沉降固结。 四、 冲击碾压施工方法

1、清表。冲击碾压前先用推土机对软土地基处理范围内的地表进行清理、 整平,清表深度 30 c m,杂草、 树根等杂物应清除。 2、测量。测量人员根据施工图纸确定冲击碾压施工范围,冲击碾压范围每侧加宽 1 m。冲击碾压前在横断面布置 3个测点,测量地面高程并记录。

3、冲击碾压。冲击压路机采用 25k j三边形双轮冲击压路机。冲击压路机行驶速度在 10 km /h~ 12 km /h , 冲击碾压 10遍,15遍, 20遍后,需要在碾压前已布置好的同一测点位置, 进行高程监测。当最后 5遍的沉降小于总沉降量的 15 %时, 停止冲压。