沖擊碾壓技術在高速公路施工中的應用

耿超海

(新疆交通建設管理局項目執行三處，新疆　烏魯木齊　830021)

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沖擊碾壓技術在高速公路施工中的應用

耿超海

(新疆交通建設管理局項目執行三處，新疆烏魯木齊830021)

耿超海(1982—)，工程師，研究方向：公路建設項目現場技術、質量、安全防護。

摘要：沖擊碾壓技術的實現主要通過沖擊碾壓機等機械設備實現對施工路基路面的壓實處理，其能很好地改善路基沉降、強度不均勻等缺陷，具有很好的發展前景。文章結合工程應用實例，介紹了沖擊碾壓技術的應用工藝與效果，并提出了沖擊碾壓施工的注意事項。

關鍵詞：高速公路；沖擊碾壓；路基；注意事項

0引言

沖擊碾壓技術是近年來新發現的與巖土工程壓實有關的一種壓實技術，能夠很好地解決施工后路面沉降、差異沉降以及裂紋等問題，增強了高速公路路基的穩定性、整體強度均勻性等，因而在實際工程中得到廣泛使用[1]。沖擊碾壓技術就是利用沖擊壓實機，該設備配有壓實輪，通過牽引機帶動壓實輪旋轉將其升高而后放下，在這個過程中將勢能轉化成對施工地面的沖擊動能，并結合滾壓等其他方式促使土質內的顆粒發生形變等變化[2]。隨著施工地面內沖擊能量的積攢，土質內顆粒密度增大，進而導致整個施工路基被壓實。

1工程概況

某高速公路采用高填方路基沖擊壓實工程挖方70萬m3左右，主要進行填方的路基大約82萬m3，其填方最大高度為18 m，施工路基大部分處于水田和洼地中。由于工期緊迫，為了盡可能保證施工質量，使施工后沉降量盡可能小，施工中，應在路基壓實情況符合標準的前提下，每填高115 m后都要使用沖擊壓實機對路基進一步進行壓實處理，沖擊次數最少20次。

2沖擊碾壓技術的應用

2.1沖擊碾壓施工

在施工過程中，首先需要將沖擊壓實機從路基的一端駕駛到路基中間區域，再調轉方向返回到起點，而后將該機械設備駛向路基兩側[3]。在該過程中，牽引機需要保證壓實機的壓實輪經過路徑的重疊率至少為35%，才能保障施工作業路基路面的壓實效果。具體步驟如下：

(1)利用平地機對進行沖擊碾壓處理后的路基路面進行平整度處理和雜質清理。

(2)選取適當的觀測點并設立標記，以便觀察實際的沉降高度。

(3)在進行沖擊碾壓施工前，要對進行施工的路基含水量和壓實程度進行檢測。

(4)一般的沖擊壓實機設置有兩個沖擊輪，并且在兩輪間存在一定的空隙，在沖擊力的作用下，介質的落點并不是連續分布，因此沖擊碾壓技術是利用來回錯輪的方式來進行工作。在第二次錯輪時，其中一個輪子從第一次壓實后留下的輪子軌跡空隙間通過，按照這種方式進行重復處理，直到整個表面都被壓實一遍。第一次壓實處理后需要保證在縱向方向上避開沖擊碾壓形成的落點1/5沖擊輪周長，以實現路基路面落點均勻分布，從而使其壓實強度滿足標準需求[4]。

(5)在沖擊碾壓進行的過程中，沖擊壓實機使用環形路線對路基進行壓實處理。對于寬度較大的路基，沖擊壓實機可以從路基的中心線開始行走，到達路基的另一端后，再轉向路基的一邊側，沿著該路線回到起始一端，而后換到路基的另一邊側靠近中心線的地方繼續以錯輪方式進行沖擊壓實處理。每次沖擊碾壓時，沖擊次數至少要達到20遍，以此確保在壓實范圍內的路基的強度能夠均勻分布，并且達到標準要求。

(6)在沖擊碾壓過程中會存在一些問題，可進行針對性的處理。例如：在進行沖擊碾壓時，車輪軌跡深度過大會對壓實情況造成不良影響，此時可以通過平地機將路基路面進行平整處理，而后再進行沖擊壓實；在進行沖擊碾壓時路面若出現很大揚塵，可用灑水車協助處理后再進行沖擊碾壓。

(7)沖擊碾壓結束后，使用平地機對沖擊碾壓路基路面平整度進行改善，而后利用重型鋼輪壓路機提高該路段的壓實程度與平整度。

2.2測點與數據情況

對測點進行二次測量，比較第二次測量時測點的高程值，并將數據記錄好。這是因為在路基表層大致25 cm范圍內的土質經過沖擊壓實機的沖擊力作用后會呈現塊狀或者松散狀態，因而在進行壓實檢測之前需要將這部分的土質除去，而后再按照標準檢測方法對測點進行檢測并記錄數據。

2.3數據分析

在沖擊碾壓實施的過程中記錄下沖擊次數為5次、10次、15次以及20次后的高程值與對應的壓實數據，并將各數據整理繪制成表，如表1所示。

表1　沖擊碾壓過程中數據記錄表

通過對表1的分析發現，高速公路路基經過壓實施工后達到標準要求，同時當每次填筑層達到1.6 m厚度時，對其沖擊次數最少達到20次才能進行下一步工作——壓沉，如此可更好地提高壓實度，通常在4%左右。路基經過20次沖擊壓實處理后，其壓實程度已基本達到理想效果。所以，本文認為對路基進行沖擊壓實處理的次數最少為20次，同時厚度應該維持在1.6 m，并且重合的線路至少要達到2.5 m。

3沖擊碾壓過程中的注意事項

(1)在進行沖擊壓實處理之前，需要對作業路基路面的平整度進行處理，還可以通過重型的壓路機對該路段進行壓實，當這兩項工作處理完之后才可以實施沖擊壓實技術。如果施工路面過于干燥就容易在沖擊碾壓過程中出現大量的揚塵，可以利用灑水車適當灑些水，從而控制能量的傳遞。

(2)在沖擊碾壓進行的過程中，需要控制好車輛的行走路線，尤其在車輛轉彎時，對其轉彎路線要及時并恰當調整，防止后續沖擊落點和之前的施工落點相重合，盡可能避免波浪現象出現；另外，要保持沖擊碾壓進行速度的一致性，在需要改變速度時，一定要在完成一個完整的沖擊碾壓程序且關機后才能進行，確保每個路徑下的壓實度一致。

(3)要確保沖擊碾壓施工時行走方向的正確性，同時對可能存在的漏壓情況設有預防和應對方案。當沖擊碾壓路徑是從路基中心線向其邊側線進行時，需要保證與該路段邊緣距離至少為115 m。對于施工路段靠山的情況，進行沖擊碾壓施工順序要從內而外進行，并保證其與邊緣的安全距離至少為120 m。

(4)在進行施工時若發現堅硬物體，需要馬上改變方向，并與其距離至少6 m，同時離背臺最大距離為3 m，考慮到臺高，可控制在20 m左右的范圍內。

(5)當涵洞頂的填土高度達不到220 m以及填石路基的石塊強度>20 MPa的情況下，在離涵洞頂5 m以內的范圍不能進行沖擊壓實工藝；此外，對于存在路肩式擋土墻及路堤式擋土墻的地段不能采用沖擊碾壓技術[6]。

(6)進行沖擊碾壓施工前，需要確認與施工相關的管道及其接口處沒有裂紋、松動以及泄漏等情況，而后才能啟動施工工程。

(7)進行沖擊碾壓施工時，需要合理控制施工所產生的噪聲對周圍生活環境以及生態環境所造成的影響，合理安排工人的施工時間。

4結語

通過多次對實驗數據進行分析總結發現，當對路基進行至少20遍沖擊壓實處理后，其壓實度可以在不同程度上得到提高，同時該路段的路基整體強度也明顯增強。施工后的路基實現了與其對應的增強補壓目標，與此同時，該段路基進行沖擊碾壓處理后，沉降現象得到很好的改善，其整體承載能力與穩定性均明顯增強。隨著社會發展的需求，對高速公路的行駛速度、承載能力等方面的要求也愈來愈嚴苛，在此情形下，沖擊碾壓技術將會在高速公路施工中得到廣泛推廣和應用。

參考文獻

[1]祁義保.沖擊碾壓技術在高速公路改建工程中的應用[J].城市道橋與防洪，2010(3)：88-89.

[2]王新增.沖擊壓實技術在蘭許高速公路粉質砂性土路基中的應用[J].交通科技，2005(1)：25.

[3]初磊.沖擊碾壓技術在高速公路路基施工中的運用分析[J].科技傳播，2012(14)：23-24.

[4]張廷明，王新增.高速公路路基填前沖擊碾壓與正常壓實技術經濟分析[J].交通科技與經濟，2006(3)：3-5.

Application of Impact Rolling Technology in Expressway Construction

GENG Chao-hai

(Project Implementation 3rd Division，Xinjiang Communications Construction Authority，Urumqi，Xinjiang，830021)

Abstract：The impact rolling technology is to achieve the pavement compaction treatment of construction subgrade mainly through the impact rolling machines and other equipment，which can greatly improve the subgrade settlement，uneven strength and other defects，with good prospects for development.Combining the practical engineering application，this article described the application process and effect of impact rolling technology，and proposed the precautions of impact rolling construction.

Keywords：Expressway；Impact rolling；Subgrade；Precautions

收稿日期：2016-02-02

文章編號：1673-4874(2016)02-0035-03

中圖分類號：U415.5

文獻標識碼：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2016.02.008

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