公路工程施工中沖擊碾壓技術的應用分析

段文紅

摘 要：伴隨我國社會經濟的發展，公路工程的施工也越來越多，在施工過程中，各種先進的科學技術也層出不窮，而近年來，應用得比較多的是沖擊碾壓技術，該技術在公路工程路基施工中的應用具有顯著的優勢，對公路工程施工造成了很大影響，加快了公路工程施工的進度，更重要的是，沖擊碾壓技術對地下深層土的密實程度進行了加強，從很大程度上強化了公路工程的質量水準。該文就針對公路工程施工中沖擊碾壓技術的應用進行了分析和研究。

關鍵詞：公路工程 施工 加固處理 沖擊碾壓技術 應用

中圖分類號：U44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0046-02

路基作為公路工程的重要構成部分，承受著自身巖土重量與路面重力，及由路面傳遞的行車荷載。在自然因素與行車荷載的長期作用下，路基往往會出現不同程度的損害現象，為提升工程質量及避免路基損害現象的大量出現，可選取沖擊碾壓技術進行公路工程路基施工。作為一種新興的路基施工方法，沖擊碾壓技術主要通過沖擊輪快速運動，將勢能轉化為沖擊能，從而利用產生的壓力來將公路路基壓實。采用這種方式來對公路路基進行施工，能明顯改善地下深層土的密實度，減少填方路基的沉降現象，進一步延長公路的使用壽命。

1 沖擊碾壓技術原理

沖擊碾壓技術是公路工程施工中的一種先進技術，它主要采用沖擊式壓實機，并通過牽引機的帶動將壓實輪運動產生的高位勢能轉化為動能，從而對地面以及地面以下的深沉土體產生一種較強的沖擊能量，同時在壓實輪揉壓和滾壓的綜合作用下，土石顆粒之間會發生變形、剪切和位移，從而提高路基土體的密實度，隨著沖擊波傳播的不斷深入，深沉土體也會得到壓實。采用沖擊碾壓技術來進行公路路基施工有多方面的作用，首先，它能有效改善路基發生不均勻沉降而形成的道路病害。其次，它能提高路基的均勻性和整體強度，減少路基的內部缺陷及安全隱患，確保工程的整體質量。沖擊碾壓技術與傳統的路基施工技術不同，它不是采用壓路機重疊碾壓或壓板輪碾壓的施工方法，而是根據沖擊力能向土體深處傳播的特性，提出的一種新的碾壓施工技術。一般來說，沖擊壓路機的兩個輪子內邊距離為1.17 m，雙輪的寬為0.9 m，每行駛一次的碾壓寬度為4 m。在循環碾壓的過程中，沖擊壓路機會對地面形成的波峰和波谷進行交替沖碾，最終使地面峰谷逐漸趨于平整。沖擊壓路機每行駛5遍就會轉變方向，在逆時針和順時針兩個方向循環切換，不管是哪種類型的土石路基，只要經過30遍左右的碾壓，就能在路基形成1 m左右的加固層，從而增加路基的承載力。

2 公路工程施工中沖擊碾壓技術的技術要求

2.1 碾壓次數

采用沖擊碾壓技術來對公路工程進行施工，必須根據碾壓機的實際性能和施工場地的土質狀況來確定碾壓次數。在公路路基壓實的過程中，增加壓路機的碾壓次數，地面土體承受的壓力也會變大，壓實度也就隨之增大，但是，當土體壓實度達到最大時，不管再重復碾壓多少次，土體的壓實度都不會再發生改變，由此可見，當達到最大壓實值時，碾壓次數的增加根本不會起到任何作用，反而會浪費時間，降低工作效率。

2.2 碾壓速度

一般情況下，壓路機的碾壓效果和碾壓速度是成反比的，即碾壓速度越快，碾壓效果越差。但是這并不代表壓路機的碾壓速度越慢越好。在實際施工的過程中，碾壓速度過快會導致土體不能形成塑性變形，在沖擊力消失后，土體很快又會恢復到原來的密實度，這就不能達到變形效果，導致土體的壓實度變差，但是，當碾壓速度過慢時，會使整個壓實工作的效率降低，就算最終達到了壓實效果，也很可能會延誤工期，因此，在采用沖擊碾壓技術進行公路工程施工時，必須合理控制壓路機的碾壓速度，一般來說，振動類壓路機和普通靜力壓路機的碾壓速度應保持在3～6 km/h的范圍內。

2.3 碾壓方式

不同的碾壓方式對土體的壓實度也不同，因此，在公路工程施工的過程中必須根據實際情況選擇最為適宜的碾壓方式，目前，我國在公路施工碾壓工序上普遍遵循的原則是：先慢后快，先重后輕，從弱振到強振。在初壓環節時，可先利用壓路機進行，當路面達到一定的承載力后，應繼續進行振動壓實，要實現土體壓實的均勻度，必須在每次碾壓的時候重疊1/3～1/2的輪寬。

2.4 鋪層厚度

路基鋪層厚度的選擇對公路工程施工的整體質量具有關鍵性的影響，施工企業必須根據機械設備的實際狀況和施工場地的具體情況來合理選擇鋪層厚度，這樣才能實現最佳的壓實效果和企業最大的經濟效益。不同的壓路機由于性能的差異，在路基厚度的選擇上也不同，正常情況下，普通壓路機的碾壓層虛鋪厚度應當在25～30 mm的范圍內，壓實厚度應當小于20 mm，沖擊式壓路機的虛鋪厚度應當在100～120 mm之間，凸塊式羊足碾的虛鋪厚度應在50 mm左右。

3 公路工程施工中沖擊碾壓技術的應用

3.1 軟土地基加固處理

采用沖擊碾壓技術能夠對軟土地基產生加固和加速沉降的作用，在地面碾壓施工過程中，土體會受到壓力和拉力作用，采用塑料排水管，可將軟土中的自由水排出，通過排水固結的方式加快軟土地基的沉降固結速度，在壓實設備不能進行正常作業的軟土地段，可采用沖擊壓路機在路堤填筑的時候進行分層碾壓，這種方式可有效加快軟土地基的固結速度，提高地基加固的效果。

3.2 高填方的補強處理

對于一些高填方路段來說，在施工完成后往往會出現沉降現象，這種現象很容易造成路面下沉開裂，在高填方路基的施工的過程中，應采用普通的振動壓實設備，并每隔2 m的厚度進行沖擊碾壓的補壓，這樣不僅提高路床的均勻性和平穩性，同時還能節約成本，獲得最大的經濟效益。

3.3 舊路的改造工程

沖擊碾壓技術常常運用在舊路改造的工程中，這種方法能最大限度地利用原路基，減少工程占地，節約填筑材料，一般情況下，在實際舊路改造工程施工的過程中，首先應開挖路床、路堤和路面，然后進行回填施工，并分層壓實，實現預期的壓實目標。但是采用沖擊碾壓技術可以省去路面開挖的施工程序，直接在原路上采用沖擊碾壓機進行施工，這種方法與傳統方法相比具有顯著的優勢，一方面可以節約施工成本，實現最大的經濟效益，另一方面可以降低施工難度，提高施工效率，從而更好更快地達到施工目標。

3.4 上路床和零填挖路段的處理

路面質量的好壞與上路床及零填挖路段的施工質量息息相關，正常情況下，以上兩種路段的壓實度都要求達到95%以上，雖然大多數的壓實設備都能達到這一要求，但是普通壓實設備的壓實性能往往會隨著土體的增厚而逐漸下降，這就會造成土體壓實度的下降，影響到工程的整體施工質量，沖擊碾壓技術由于影響深度能深入到地下1 m左右，且壓實機對土體的沖擊力基本保持不變，這就能夠使加固層具有較強的密實度、平穩性和連續性，提高路基的綜合承載力與強度。

4 公路工程施工中沖擊碾壓技術應用的效果

4.1 有利于減小路堤的工后沉降率

路堤工程在施工完成后很容易受到地形、周邊環境等因素的影響，由于路堤填料不均勻、壓實度不高等原因，一旦受到來自土石的變形壓力，就很容易產生壓縮或拉伸變形區，導致路堤的沉降率變大，隨著沉降率的增大，沉降量的梯度也會越來越大，一旦梯度超過0.6%，路基就會發生變形裂縫，日常生活中，我們經常會在一些山區路面發現橫向或縱向裂縫，據實地考察和實驗研究發現，即使路基在施工過程中達到了規定的壓實度，但是工后發生沉降的幾率仍高達0.4%，這對公路的使用壽命造成了嚴重影響。然而，采用沖擊碾壓技術來進行公路路堤的施工，能有效地將工后沉降率控制在0.15%以內，這樣就能在很大程度上避免變形裂縫的出現，尤其是對于一些傾斜度較大的路面來說效果十分顯著。

4.2 有利于提高路基的均勻性和整體強度

相關專家經過實地調研發現，采用沖擊碾壓技術進行公路工程的施工能在很大程度上改善路基的整體狀況，根據路基的平均彈性模量值計算方法，對同一地區的路段，采用沖擊壓路機進行20遍沖壓之后，在土體以下1.5 m左右的厚度范圍內，路基的整體壓實度將會提升5%左右，此外，路床的頂部還會形成1 m左右的加固層，這層加固土層相對于其他土層來說具有更高的均勻性、密實性和連續性，能顯著提高路基的穩定性和整體性。由此可見，只要采用沖擊壓路機進行作業，不管路基的填料狀況怎樣，都能在一定程度上改善路基的均勻性和整體強度，避免路面產生早期裂縫或其他病害，從而大幅延長路面的使用期限。

4.3 有利于確保路基的滲水性

在采用沖擊碾壓技術進行公路工程施工之前，必須對路基0～30 cm內的含水量進行檢測，根據含水量的狀況以及路基施工的要求，選擇含水量狀況最佳的路段來進行沖擊碾壓作業，這樣才能最大限度滿足沖擊碾壓技術的施工條件，從而取得最佳的效果。若檢測出的含水量偏低，不能滿足沖擊碾壓技術的施工要求，則應當首先對該路段進行灑水，直到含水量達標為止。從這可以看出，沖擊碾壓技術在公路路基施工中的應用能確保路基的滲水性，從而降低路基因干燥而發生裂縫的幾率。

5 結語

從上文可以看出，沖擊碾壓技術具有完備的技術標準，在碾壓次數、碾壓速度等方面都有著一定的標準。而該項技術在減小路堤的工后沉降率、提高路基的均勻性和整體強度以及確保路基的滲水性等方面都發揮著重要的作用，沖擊碾壓技術在我國公路工程施工中的應用大大改善了施工過程中存在的問題現狀，有效提高了公路路基的整體質量水平，在實際施工的過程中，應當對常見的問題進行總結與分析，不斷提高沖擊碾壓技術水平，以實現更佳的施工效果。

參考文獻

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