沖擊碾壓路基試驗檢測與分析

熊宇璟 何潞薇

摘 要：文章以“強基薄面”為中心，展開對路基的研究，對典型實驗路段進行了檢測評價分析，改變傳統的壓實施工方法，采用沖擊式壓路機改善路基壓實效果和提高土基頂面回彈模量，從而達到減薄路面面層厚度目的。同時，按試驗路段的順序對沖擊壓實路基檢測結果進行分析和總結，試驗路段分為室內試驗和現場檢測等內容。

關鍵詞：沖擊碾壓；壓實度；彎沉值；回彈模量

隨著我國道路路網不斷完善，道路病害的防治得到了廣泛關注，路基作為道路的基礎，對路面結構的強度和剛度起著決定性的作用，路面直接承受各種荷載并受大氣環境的影響，對于如何提高路基路面的路用性能，增加路面的整體強度，延長道路使用壽命成為了研究的重點。

1 沖擊式壓實路基壓實機理及檢測方法

1.1 沖擊式路基壓實機理

遼寧省交通規劃設計院采用南非研制開發的25T3-25KJ三邊形沖擊式壓實機（見圖1），其工作原理為利用非圓形壓實輪在高速滾動中產生巨大的沖擊能實現壓實土石填料的目的。主要采用三邊輪沖擊壓實機，輪重14噸，沖擊壓實輪在牽引帶動下，以9～12km/h快速翻轉，壓實輪最小半徑處夯擊地面，壓實機以250噸強大的沖擊能強制壓縮密實土壤，并且每秒沖擊地面兩次，這種低頻高幅的連續作用使得沖擊波不斷的向土體深層處傳播，使土石顆粒之間發生位移、變形和剪切達到壓縮密實土壤的目的[1]。

通過改進施工方法，提高土基回彈模量對于減少路面結構厚度，降低工程造價有重要意義。準確的檢測和評價沖擊壓實對土基回彈模量及相關物理力學參數的影響是該項技術得以進一步應用的關鍵所在。

1.2 沖擊式壓實路基試驗路檢測方法

室內試驗主要有路基填料的天然含水量、液限、塑限、天然密度、顆粒組成、CBR等試驗，以確定試驗材料的工程分類及物理力學性質；同時做各種路基填料的室內擊實試驗，確定填料的最大干密度和最佳含水量，為檢測試驗路段的壓實度提供依據。

現場路基土檢測的指標為：回彈模量、壓實度和彎沉值[2-8]。

（1）室內試驗設備與方法。路基填料的天然含水量、液限、塑限、天然密度、顆粒組成及其最大干密度、最佳含水量的測定方法和主要檢測設備，如表1所示。

（2）現場試驗方法及設備。現場路基彎沉值、回彈模量、壓實度的測定方法和主要檢測設備列表2。

2 濱海路丹東東港段試驗路概況

試驗路位于丹東東港境內北井子鎮附近濱海路工程K69+100～K70+100路段，長1km。路線沿海灘布設，左側原為海邊土壩，右側為養殖池塘，條件相似路段連續15km左右。路基基底處理采用了拋石擠淤的處理方案，拋石厚度1.5-2.0m，路基填筑采用填石路基，石料粒徑50-80cm，石料中間填筑細料壓實，路基施工完畢后在路基頂面進行沖擊碾壓15遍，沖擊前后路基頂面的沉降差為10cm左右。

3 濱海路丹東東港段試驗路檢測方案

3.1 檢測點布置。具體測點布置見圖2。

試驗路檢測樁號為K69+100至K70+100，檢測位置為道路中心線兩側各3.5m。

3.2 檢測內容

對以上布置的各測點進行現場壓實度、彎沉和回彈模量檢測。

4 濱海路丹東東港段試驗路檢測與分析

4.1 室內試驗

根據《公路土工試驗規程》（JTG E40-2007）中T0131-2007擊實試驗要求，丹東東港段試驗路路基的最大干密度和最佳含水量室內試驗結果見表3。

4.2 路基彎沉檢測結果與分析

濱海路丹東東港段（K69+100～K70+100）試驗路路基沖擊碾壓15遍后的彎沉值，結果見表4。為方便分析，該試驗路段經沖擊碾壓，測得的彎沉值隨測點變化柱狀圖如圖3所示。

從表4和圖3可知：a.試驗路右側彎沉值的平均值為234.96，標準差56.77，變異系數為24.16%，離散性較大；b.左側彎沉值的平均值為249.66，標準差45.20，變異系數為18.10%，同樣表明離散性較大。

（2）路基回彈模量檢測結果與分析。濱海路工程丹東東港段（K69+100～K70+100）試驗路路基沖擊碾壓15遍后土基回彈模量，檢測結果匯總見表5，回彈模量隨測點變化柱狀圖見圖4。

柱狀圖

表5及圖4可以看出：a.從表中可知，試驗路右側回彈模量平均值為67.74MPa，標準差14.69，變異系數為21.07%，離散性較大；左側回彈模量平均值65.19MPa，標準差11.52MPa，變異系數為17.68%，同樣表明離散性較大。b.從圖可以看出，右側測點的回彈模量最小值為K69+350處的41.5MPa，左側測點的回彈模量最小值為K69+400處的47.9MPa，不論是右側還是左側測點，相鄰測點的回彈模量變化較大。c.本測段路基經過拋石擠於處理，采用填石路基，測點下方的路基具有不均勻性，故測得的回彈模量離散性較大，相鄰回彈模量變化較大。

（2）路基壓實度檢測結果與分析。該段試驗路的壓實度檢測結果匯總于表6。從表中可以看出，各測點壓實度值有一定的波動，壓實度代表值為91.04%。

（3）回彈模量和彎沉相關性分析。為了驗證現場檢測回彈模量和彎沉的相關性，對該兩項檢測指標數據進行統計分析，擬合結果見圖5，回彈模量與彎沉的回歸方程見下式：E=9802.4l-0.9131

圖5中可見，回彈模量和彎沉的相關系數R=0.9452，說明檢測路段該兩項指標相關性很好，檢測結果真實可靠。

4.3 試驗檢測分析

通過室內實驗和現場試驗檢測，主要的試驗檢測分析結果如下：（1）對濱海路工程丹東東港試驗路段K69+100～K70+100試驗路現場取樣做擊實試驗，確定土基的最大干密度為2.223g/cm3，最佳含水量為3.18%。（2）從現場檢測的結果看，沖擊碾壓后，右側彎沉值的平均值為140.70，左側彎沉值的平均值為155.23，雖說離散性較大，但沒有出現過大的彎沉；回彈模量的平均值在60MPa以上，最小回彈模量也超過了40MPa；同時檢測到的代表性壓實度為91.04%。（3）該段試驗路通過沖擊碾壓15遍后，路基土的回彈模量普遍得到提高，壓實效果得到了改善。

5 結束語

通過沖擊式壓實試驗路段的現場檢測和室內試驗，得到以下結論與建議：濱海路試驗路段現場檢測表明，沖擊式壓實技術用于拋石擠淤處理軟土路基取得了較好的效果。該段試驗路通過沖擊碾壓15遍后，路基用土的回彈模量普遍得到提高，壓實效果得到了改善。對于重點公路工程的路基土沖擊壓實質量控制和檢測，建議采用承載板法進行現場回彈模量檢測。

參考文獻

[1]鄭仲探，丁建.沖擊式壓路機及其應用[J].鐵道建筑技術，2000（4）：57-58.

[2]王玉貴.沖擊碾壓法在黃土路基施工中的應用[J].鐵道建筑，2003（6）：49-50.

[3]楊世基.沖擊壓實技術在路基工程中的應用[J].公路，1999（7）：1-5

[4]唐暉.沖擊碾壓在高速公路路基施工中的應用[J].工程科技，2007（1）：92-96.