沖擊碾壓技術在高速公路施工中的應用

王秉澤

（河北省高速公路承赤籌建處，河北 承德 067000）

1 沖擊碾壓技術概述

所謂的沖擊碾壓技術實際上是巖石工程壓實相關技術最新的發展之一，其在路基工程隱患解決方面有著極為顯著的效果，并且得到了較為廣泛的應用，能有效減少路基施工后出現的沉降以及相關的差異沉降問題，在提高路基的整體穩定性、整體強度和均勻性方面都有顯著的效果。

所謂的沖擊碾壓施工實際上指的是采用一種沖擊式的壓實機器（注：一種通過高振幅但是低頻率進行工作的壓實設備），并且在這種壓實機器上配備有壓實輪，而壓實輪在相應的牽引機的拖動作用下將高位的勢能轉變為動能對工作地面進行沖擊作用，進而使得整個土體的深層部位能夠產生比較強力的沖擊能量，與此同時，隨著一些揉壓、滾壓等綜合作用，使得所有土粒之間產生一定的變形、剪切或者是位移。隨著路面巖石部位的密實度增加，其產生的影響也更大，進而使得整個土體隨沖擊波的深入傳播而得到壓實。

2 工程實際情況分析

2.1 工程簡介

試驗高速公路路基中土石方工程挖方大約為69萬m3，主要路基填方大小為80萬m3，在填方體積中有大約5處的高填方路段，其中填方高度的最大值為17m，并且這5處路基大半部分在洼地以及水田中。

針對這一段高填路堤以及洼地等軟弱路基比較多的情況，以及實際工期要求緊迫等特點，為了使施工質量得到最大限度的保障，實現有效的增、補壓，使施工后產生的沉降減小，在整個施工過程中每填高120m，并且實際路基的壓實程度已經達到了標準要求后，采用Y25型號 （三邊都是弧形形式）的沖擊式壓路機進行沖擊增強，并且要求沖擊的次數保持在20遍以上。

2.2 試驗段施工概述

為了使得Y25型號（三邊都是弧形）沖擊式壓路機在進行沖擊增強補壓時效果得到保障，并且使施工工藝獲得最大效果，在第94#區域內進行沖擊碾壓工程的試驗。

2.3 試驗前的準備工作

沖擊碾壓測試前統計沖擊路段填筑高度、層次、填料的物理（力學）性能實驗結果（包括顆粒分析、液塑限、最大干密度、最佳含水量、CBR值及天然含水量），在路基上有規律的布置一系列測點，并使用白灰色進行標記。試驗段填料為低液限粘土（最大干密度PD＝2.11、最佳含水量W＝8.12%），每20m布置3個測點，分別在路基中線、距離左、右邊線1m處。然后用水準儀測量高程（或相對于某固定點的讀數），記錄第一組測量數據（即沖碾前的高程），再用灌砂法檢測所布測點的壓實度，記錄第一組試驗數據（即沖碾前的壓實度）。壓實度的測點應避免與高程點重復，此時的壓實度應是測點以下30cm的數據。

2.4 沖擊碾壓過程

2.4.1 沖擊碾壓施工

在進行沖擊碾壓施工時，需要將壓路機自路基的一側駛向道路中點后，并經過轉彎駛回起點；同時再向路基的兩側行駛，牽引機車在行駛過程中，應當使得壓實輪產生的輪跡相互重疊率達到30%以上，這樣才能保證整個作業路面被有效的沖擊碾壓到，并且連續進行沖擊碾壓工序。

2.4.2 測點回復以及數據記錄

準確地對測點進行數據回復，測試出此時的測點高程值，對第二組數據進行詳細的記錄。因為整個路基的上半部分大約30cm厚度范圍內，所有的土塊經過沖擊碾壓以后，成為了塊狀或者整體松散開來，所以在進行壓實度檢測的同時必須將這30cm深度的土樣進行挖掉處理，然后再根據正常的檢測方法進行詳細的檢測，同時對第二組數據進行詳細的記錄。

2.4.3 表格記錄

繼續進行沖擊碾壓工作，并且詳細地記錄下第10遍、第15遍、第20遍的高程值以及相關的壓實數據，最后將其整理匯總成表格形式（見表1）。

表1 試驗階段數據統計匯總

2.5 試驗階段小結

通過表1可以看出，當對路基進行一定的壓實后，其壓實程度已經符合了相關規范的要求，并且當每一次填筑層厚度達到1.5m時，都必須進行20遍以上的沖擊碾壓方可以進行更近一步的工序——壓沉（要求：3.8～5.3cm），此時壓實度能夠有效提升大約3%左右，能夠實現增強補壓的目的。當整個沖擊碾壓工序（20遍以上）完成后，實際的沖擊碾壓效果已經較為理想了。所以，筆者建議進行沖擊碾壓實際次數應當保持在20次以上，并且對厚度的控制應當保持在每一次沖擊碾壓1.5m的程度。當進行分成沖擊碾壓的過程時，應當將重合的部分保持在2m以上。

3 沖擊碾壓相關施工工藝

沖擊碾壓相關施工工藝步驟包括：

a）使用平地機對相應的沖擊碾壓作業面進行仔細的清理以及整平；

b）設置相應的觀測點標志，對沉降標志的實際高度進行觀測；

c）在進行沖擊碾壓工序前，對相關的路基含水量以及壓實程度進行檢測；

d）沖擊壓路機一般有兩個沖擊輪，兩輪之間有一定的間隙，而且介質受沖擊后落點間斷分布，所以沖擊壓實采用來回錯輪的方式，輪跡之間不重疊，第二趟錯輪時，一個單輪從第一趟輪跡間隙通過，依次類推，直至整個表面被全部壓實一遍，第一遍后在縱向上錯開沖擊碾壓落點1／6沖擊輪周長，保證每一個點都被壓實，達到落點均勻分布、整體增強的目的；

e）沖擊壓實過程中，沖擊壓路機的行走線路采用環形法，對于較寬的路基，可先從路基中線開始，到沖擊碾壓一端時轉向一邊側，沿路基邊側返回，到端頭然后再轉向路基內，沿路基另外一側接近中線的位置開始進行第二趟錯輪方式沖擊碾壓，并且每一次沖擊碾壓次數必須大于20遍，這樣才能使有效壓實深度所屬范圍內的路基實現一定程度的均勻密實；

f）沖擊碾壓過程中如因輪跡過深而影響壓實進行時，可用平地機平整后再沖擊壓實，若路基表面揚塵，可用灑水車適量均勻灑水繼續沖擊碾壓；

g）當整個沖擊碾壓結束時，用平地機整平施工沖擊碾壓路段，采用重型鋼輪壓路機將路基表面碾壓密實平整。

4 施工過程中的注意事項

4.1 在進行沖擊壓實操作以前，應該對作業面的平整度進行保證，并同時使用重型的壓路機（振動壓路機）進行壓實，當這兩道工序完成后方可進行沖擊壓實操作；如果作業面過于干燥，可以適當的灑一些水，避免表面出現粉塵化現象，防止能量傳遞受到阻礙。

4.2 在車輛轉彎過程中，應當對轉彎路線進行及時的調整，保證沖擊落點不會與前面施工的落點相重合，盡量減少波浪現象的發生；在沖擊碾壓施工過程中，應保證勻速沖擊碾壓，如需要變速必須停機操作，并且在進行一個完整的沖擊碾壓過程中不可變速。

4.3 在進行沖擊碾壓施工過程中，保證正確的前進方向，并且對可能出現的漏壓進行有效的預防。從路基的中間部分向兩側進行沖擊碾壓時，與路基邊緣距離保持在110m以上。

4.4 如果是在傍山條件下進行沖擊碾壓，應保持從內到外的沖擊碾壓順序，與邊緣位置的安全距離保持在115m以上。

4.5 如果在施工過程中遇到了結構物，應該及時調頭，并與之距離保證在5m以上，而距離背臺之間的距離應當小于2m加上臺高的大小，或者是接近15m的距離范圍內。

4.6 距涵洞頂填土高小于215m的范圍和填石路基的石塊強度大于15MPa時，距涵洞頂小于4m的范圍不適宜沖擊壓實；有路肩式擋土墻的路段，或路堤式擋土墻的墻背部位不適宜沖擊壓實。

4.7 沖擊碾壓作業前，各系統管路及接頭部分應無裂紋、松動和泄漏現象，確認正常后方可啟動。

4.8 在整個施工過程中，應當避免噪聲對周圍生活或環境的影響，對施工時間進行合理的安排。

5 結語

相關的試驗結果表明，在經過20遍以上的沖擊碾壓后，路基的壓實度得到不同程度的提高，并且原有路基的整體強度得到一個較大的提升。經過沖擊碾壓的路基，達到了相應的增強補壓的效果，并且路基施工后所出現的沉落現象得到一定程度的減少，提高了相應的承載能力以及穩定性。隨著行駛速度的不斷增加，載具能力提升、相關需求增加的情況下，對道路質量的要求也隨之增加，沖擊碾壓技術在我國目前道路施工中將被得到更為廣泛的推廣及應用。

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