沖擊碾壓在公路工程中的應用

摘要：文章主要結合工程實例，分別介紹了試驗現場的準備工作及施工前的沖擊壓實試驗嘗試，從而探討了公路施工中沖擊壓實試驗及沖擊碾壓的施工技術流程，提出了自己的看法與意見，旨在公路施工過程中技術上的提高及工程質量上的保證提供有利的措施。

關鍵詞：公路施工；沖擊壓實

1、沖擊碾壓技術

沖擊碾壓是巖土工程壓實技術的新發展。沖擊壓路機由牽引車帶動非圓形輪滾動，多邊形滾輪的大小半徑產生位能落差與行駛的動能相結合沿地面對土石材料進行靜壓、搓揉、沖擊的連續沖擊碾壓作業，形成高振幅、低頻率的沖擊壓實原理。目前以25KJ三邊形雙輪沖擊壓路機使用最多，其雙輪靜重12t，行駛最佳速度為12km/h，對地面產生集中沖擊力2000～2500KN，相當于1111～1543kPa。這種高能量沖擊力周期性連續沖擊地面，產生強烈的沖擊波，向下具有地震波的傳播特性，產生的沖擊碾壓功能達到超重型擊實功，可使地下深層的密實度不斷累積增加，滿足重型標準90% 壓實度以上的有效壓實厚度視不同土石材料性狀達1.0～1.5m，比現有振動壓實機械有更好的壓實功效，使被沖壓的土石填料更接近于彈性狀態，顯示出克服土石路基隱患的技術優勢。

沖擊壓路機的技術特性決定較現行常規壓路機不同的壓實工藝，不采用現有壓路機壓半輪或部分重疊碾壓的施工方法，而是以沖擊力向土體深層擴散分布的性狀，提出新的沖擊碾壓方法與施工工藝。沖擊壓路機雙輪各寬0.9m，兩輪內邊距1.17m，行駛2次為1遍，其沖碾寬度4m。每遍第2次的單輪由第1次兩輪內邊距中央通過，形成的理論沖碾間隙雙邊各0.13m，當第2遍的第1次向內移動0.2m沖碾后，即將第1遍的間隙全部碾壓。第3遍再回復到第1遍的位置沖碾，依次進行至最終遍數。沖擊壓路機向前行駛在縱向沖碾地面所形成的峰谷狀態，應以單雙兩遍為一沖壓單元，當雙數遍沖壓時，調整轉彎半徑，達到對形成的波峰與波谷進行交替沖碾，使地面峰谷減小，表面接近平整。沖擊壓路機一般行駛按順時針與逆時針方向每5遍進行交換作業。各種土石路基沖碾20～40遍可以使路基形成厚1.0～1.5m的均勻加固層。

2、工程實例

當路基中的填筑材料含石量較多，粒徑較大，一般在4～20cm之間，壓實要求其固體體積率達到87%以上。此時用普通振動壓路機進行壓實，往往難以達到壓實度效果，尤其是上路床所需的壓實度，更是難以達到。最近幾年市政工程中運用較多的沖擊式壓路機，在公路施工中也得到了廣泛的應用，主要是在施工技術方面減少了許多路基的安全隱患。通過沖擊壓實機械，對被壓土體進行靜壓、揉搓、沖擊，以其高振幅、低頻率進行沖擊碾壓，使壓實面下的深層土石密度不斷增加，受沖擊壓實土體逐漸接近于彈性狀態，這一技術在土石壓實技術發展中起到了很大的進步。與一般壓實機械相比，壓實效率可提高3-4倍，并具有高效率破裂舊水泥混凝土路面的能力。

為此，我們挑選了典型的含石量高宕渣路基作為試驗段，事先試驗段已用普通振動壓路機進行充分碾壓，并均勻布點，測好原始的彎沉值和標高。挑選了某知名品牌沖擊式壓路機，沖擊能量為30KJ，其雙輪靜重13.6t，行駛最佳速度為10-15km/h。沖壓5遍后，測好各布設點標高，較原始標高平均下降量為5.7cm；沖壓10遍后，較上次標高平均下降量為3.3cm；沖壓15遍后，較上次標高平均下降量為2.6cm；沖壓20遍后，較上次標高平均下降量為0.9cm。碾壓下降量已很少，于是終止沖壓，并重測各點彎沉。經計算后成果較原始彎沉值減少了47（0.01mm），平均總下降量為12.5 cm。由此可以看出，沖擊式壓路機對含石量高宕渣路基的壓實效果遠大于普通振動壓路機，且從壓完的路基表面看，空隙明顯減少，路基板結性有了很大提高。

根據試驗結果，為使含石量高宕渣路基或石方路基達到上路床所需的壓實度。根據試驗參數，對所有路基進行了沖擊碾壓20遍后，再用細宕渣或砂性土作好最后的補高和平整，最后用普通振動壓路機碾壓。如此既解決了所需的壓實度和彎沉問題，又達到路基所需標高與平整度的要求。另外，延伸到老路加寬方面，新老路基如何能很好地成為整體，一直是個難題。沖擊碾壓后形成良好的板結效果就能很好地解決新老路基的拼接問題。

3、結論與建議

沖擊碾壓是采用強大的沖擊力對土體施加沖擊壓實功能，土體中原有的水分和空氣被擠出，土顆粒在強大的沖擠力下重排列，較少的顆粒被擠到大顆粒的縫隙中，形成二次沉降，從而使土體形成密度很高的板塊，提高了路基強度和承載能力，有效地減少路基工后的沉降變形。暴雨過后，沖碾路段與未沖碾路段比較，經沖碾的路段表面堅實，雨水難以滲入，行車不易打滑和濕陷。通過半年多來對已完成的填方路基沉降觀測，證明該施工工藝能夠大大減少填方路基的工后沉降，有效保證了填方路基的填筑質量。

科學應用沖擊碾壓技術。用于基底時，應根據基底土質性質和天然含水量論證是否進行沖擊碾壓，對于軟弱地基是不適宜用沖擊碾壓方法的，對于非軟弱土地基進行沖擊碾壓前要做試驗段，根據實驗結果確定碾壓遍數和沉降量，保證基底壓實度不小于90%；同時避免出現軟彈和震動液化現象。用于路基土方填筑時，黏性土、砂礫石和土石混合填料宜采用沖擊碾壓，沖擊碾壓前要做試驗段，根據實驗結果確定碾壓遍數和沉降量。特別是用于石方路基或含石量多的宕渣路基時，最能發揮沖擊式壓路機的作用與功效。

參考文獻：

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