沖擊式壓路機在路基施工中的應用

張昌桂

（海南路橋工程有限公司，海南 三亞 572000）

沖擊式壓路機在路基施工中的應用

張昌桂

（海南路橋工程有限公司，海南 三亞 572000）

在路基施工中，路基的壓實較困難，尤其是高填方路基施工工期緊、成型路基的自然沉降時間又不足，而現有靜碾及振動壓路機的施工在客觀上還不能有效地解決高填方路基的不均勻變形，容易引起路面的開裂、塌陷、下沉、變形及翻漿等多種病害。目前國內外提高路基壓實密度的方法主要是采用沖擊式壓路機進行壓實施工。現主要對沖擊式壓路機施工技術的應用進行若干探討。

公路路基；沖擊式壓路機；施工應用

0 引言

公路路基是路面的基礎，是整個公路構造的重要組成部分。路基承受由路面傳來的行車荷載，以及路基本身及路面的重力，均可能使路基產生各種變形，直接導致路面的破壞。因此，路基應具有足夠的強度和穩定性，以抵抗變形破壞的能力。路基壓實是保證路基質量的重要環節。路基壓實的目的是為了減少土壤顆粒間的空隙，增大密實度，保證路基具有一定的強度和穩定性，在荷載作用下不致發生沉陷、松散或變形，以確保上層路面結構不被破壞。路基在使用振動壓路機壓實達到設計的密實度標準后，再采用沖擊壓路機進行補強碾壓，減少工后沉降，提高路基穩定性與抗變形能力。為提高路基的強度，對達標路床進行檢驗補壓，有利于延緩路面的早期破損，提高路面質量。同時，可以使路基的均勻性和整體強度得到顯著提高。

1 沖擊式壓路機的介紹

沖擊壓實技術是一種用非圓形、大功率、連續滾動沖擊壓實路面、路基的技術。它于20世紀50年代由南非Aub rey Berrange公司提出,但成為一種成熟的可供實用的非圓滾動沖擊式壓路機則是在20世紀70年代～80年代,并于90年代開始向全球推廣。沖擊式壓路機1995年引入我國,它與傳統壓路機相比,最大特點是其非圓形的沖擊輪外形,為了行駛的平穩和最低的能量消耗,其外形主要為三、四、五邊的正多邊形。沖擊輪有一個或兩個,分別稱為單輪或雙輪沖擊式壓路機。牽引方式有自行式和拖式。沖擊式壓路機所具有的動力來自于三部分:（1）沖擊輪重心位置提升所蓄的勢能;（2）沖擊輪轉動的動能;（3）沖擊輪在滾動過程中克服土體變形所做的功。沖擊能量的大小與碾輪的質量、質心的高度、牽引的速度、非圓形輪廓的邊數和土質等參數有關。因沖擊輪的勢能是基本的,可表征的,所以用沖擊輪的勢能作為沖擊式壓路機的型號,如：15 kJ,20 kJ,25 kJ,30 kJ等[1]。

2 主要特點

（1）生產效率高（見表1）。（2）經濟效益顯著,減少環境污染。（3）能夠減少路基的沉降量。（4）提高路基的整體強度。

表1 沖擊式壓路機與普通壓路機各項指標對比表

3沖 擊式壓路機適用范圍

沖擊式壓路機有多種類型，應根據工程性質、填料類型、填土厚度及設計要求等因素正確選擇才能達到最佳效果。在一般情況下，新修路基、土路改造、泥石路改造、舊瀝青路改造等選用三邊形沖擊式壓路機，舊水泥路改造則選用五邊形沖擊式壓路機。

3.1 檢測性增強補壓

由于沖擊壓實能量大，影響深度深，在振動壓路機分層鋪筑的高填方路段，每鋪筑1.5 m再用沖擊式壓實機壓實，還能獲得明顯的沉降。壓實后可以直觀地檢測出振碾壓實的不足，將可能在開放交通后產生的工后沉降，提前到路基竣工以前解決，從而提高路基的穩定性與抗變形能力，延緩路面的早期損壞，提高路面質量。

3.2 舊水泥路改造

水泥混凝土路面在損壞后加鋪覆蓋層的方法之一是破碎原路面，以避免溫度反射裂縫，消除板下脫空。改造路段長度越長，就越能顯示沖擊技術的優點。和其他方法相比，它可以克服局部處理不徹底所隱藏的日后隱患，提高工作效率，降低工程造價，保證工程質量。

3.3 不良土質壓實

目前，在公路路基施工中，主要采用的是各種振動壓實機械，但其對粉土、過飽和土、濕陷性黃土及填石路基的壓實有一定難度。從國內很多公路建設項目來看，應用沖擊壓實技術取得了較好的壓實效果。

4 不宜采用沖擊碾壓的路段

（1）加筋土擋土墻路段;

（2）舊路改建中擋土墻、橋梁和涵洞等的承載力不足以承受沖擊碾壓荷載的路段;

（3）含水量超出范圍,經沖擊碾壓試驗驗證效果不明顯的路段;

（4）路基增強補壓試驗段沖擊碾壓20遍后平均下沉量不大于30 mm的路段;

（5）建筑物安全間距不足的路段;

（6）有需要特別保護的建筑物路段。

5 三邊形雙輪沖擊式壓路機施工工藝

（1）施工段落要求:路基填筑有效長度不小于300 m,填筑材料適用于含水量在最佳含水量+2%～-3%范圍內土質均勻的砂性土,路堤的分層沖擊碾壓高度限于下路床底面以下的93%、94%區,路床部分要符合公路路基施工技術規范要求的材料并用振動壓路機分層壓實,沖擊碾壓的轉彎區域應位于距橋臺等構造20～30 m范圍內,沖擊碾壓范圍每側應加寬1～1.5 m,據此放樣定出坡腳界線樁。當受限不能加寬時,應采用振動壓路機將路堤邊緣2～3 m分層壓實。

（2）在施工時,牽引車的功率應與沖擊式壓路機的型號、噸位相匹配,保證行駛速度在10～15 km/h,施工場地寬度大于沖擊式壓路機轉彎半徑的4倍時,以道路中心線對稱地將場地分成兩半,壓實行駛路線如圖1所示;施工場地的寬度小于4倍轉彎半徑時,可按如圖2所示的沖壓方式進行。

圖1 施工場地寬度大于轉彎半徑4倍時壓實行駛路線示意圖

圖2 施工場地寬度小于轉彎半徑4倍時沖壓路線示意圖

根據實際情況在施工場地的兩端設置所需的轉彎場地,壓實行駛路線應設置易于機手辨識的臨時標記物,便于按相應的標線沖擊碾壓。

（3）沖壓采用錯輪的方式,輪跡之間不重疊,對三邊形雙輪沖擊式壓路機錯輪時橫向留有26 cm的空隙,沖壓1次的計算壓實寬度為2 m,經錯1個輪寬沖壓1個來回后,計算沖壓寬度4 m,按此方法計算,整個場地全部壓完為1遍。對于縱向排列,每遍應錯1/6周長,每次沖擊工作面波峰,達到沖擊點的滿布、均勻,增強沖壓整體效果。

（4）若工作面起伏過大,應停止沖壓,用平地機每5遍整平一次再繼續施工。揚塵情況嚴重時，應灑水,當含水量較低時,宜在前一天灑水濕潤,沖壓時應注意沖擊波峰,錯峰壓實,沖壓5遍應改變沖壓方向。

（5）在施工中，出現彈簧翻漿現象,應暫停施工,采取相應的技術措施后方可繼續施工(一般采用換填或摻灰處理)。

（6）路基的沖壓施工工序為:基地檢測合格→沖壓層填土→ 表面穩壓與平整→ 埋設檢測點→沖擊碾壓→質量檢測。

（7）路堤的分層填筑沖壓后表面松土20 cm，不必重新整平和振動碾壓,可直接按計入下一層上土的松鋪厚度,進行下一層沖擊碾壓。

（8）當沖壓施工場地附近有構造物時,應注意觀察,發現異常情況時,立即中斷施工。當路堤填筑路段有圓管涵或箱涵時,涵頂填土厚度達到1.5 m以上方可進行沖壓,以避免構造物損傷。

（9）在施工過程中，應合理安排施工時間,減少噪聲與振動對環境的影響。

（10）沖壓邊角及轉彎區域應增加適當的壓實遍數,達到壓實標準并保證與中部壓實效果的均勻性。對沖壓邊角及轉彎區域應采用強夯機夯實工藝措施達到壓實標準,或者是在臺背回填時將有效壓實斷面以外的填料全部挖除重新填筑。

（11）在施工沖壓過程中，要有專人負責,指揮行駛路線,記錄沖壓遍數,調度平地機和灑水車做好輔助工作。

（12）加強對員工的安全生產教育,樹立安全第一的觀念,操作機手上機前必須經嚴格的培訓,合格后方能上機。每臺至少配備2名機手,輪流作業,每名機手每次沖壓時間不宜超過2 h,沖擊碾壓范圍內的出入口應有醒目的安全標志,禁止無關車輛與人員出入[2]。

6 施工注意事項

施工中的注意事項如下：

（1）沖擊式壓路機工作時沖擊能量大，壓實外緣應與路肩外緣保持1 m距離，以免損壞路肩。

（2）工作時遇結構物應調頭，安全距離應保持5 m，管涵、拱涵以上的填方大于2.5 m，板涵頂上填土大于3 m時，方可對路床進行壓實作業，否則仍應視為遇結構物應調頭。

（3）在路床的補強壓實與高填方時，最好每2 m松鋪一層30 cm以上的填料。

（4）如表面干燥要適量灑水，以防表面粉塵化而影響能量深層傳遞。

（5）在車輛每次轉彎時，應調整轉彎路線，使沖擊凸輪落點不致重復前次落點，以減少波浪現象。

7 結語

目前沖擊式壓路機的施工效果已為廣大工程技術人員認可。但由于沖擊式壓路機施工屬于新技術,應做好試驗段工作,同時在施工過程中，積極探索總結經驗,不斷總結完善施工工藝、檢測方法與質量管理措施,加強施工過程的檢查和記錄,經常和設計單位進行技術上的溝通和交流,使沖擊式壓路機更好地服務于路基工程的施工。

[1]吳立堅.公路沖擊碾壓應用技術指南[Z].2007.

[2]馬穎歐.關于等級公路路基壓實度的探討[J].山西建筑,2009,35(11):257-258.

重慶即將開工建設3條高速公路

日前，重慶市政府發布消息，今年高速公路建設項目計劃投資214億元，年內計劃建成通車九永高速永川段等4個項目183.6 km。今年將開工建設合潼安、合璧津、渝廣支線3條高速公路。

合潼安高速公路起點在合川草街信息安全產業園，與三環合長高速相接，重慶境內止于潼南川渝交界處，重慶境內全長約95 km，合川境內約50 km，途徑草街、雙鳳、云門、大石、太和、隆興6個鎮街23個行政村，設云門互通、大石互通、太和互通和隆興服務區4個下道出口。預計總投資90億元，合川境內約50億元。預計今年10月中旬在草街九石村與合長高速相接處開工，將率先啟動3座大橋等控制性工程。

合璧津高速公路起于三環銅合高速十塘互通，穿九峰山至璧山，經大路、正興、丁家、廣譜至江津油溪跨長江至刁家連接江合高速、江習高速。該工程全長約96 km，采用雙向4車道高速公路標準建設，設計時速100 km/h，工程總投資估算金額約127億元人民幣，力爭2017年開工，建設工期4 a。合川境內約3 km，涉及南津街街道2個行政村，力爭年內率先啟動合川十塘段建設。目前，合璧津高速公路項目投資人已初步確定為中國鐵建股份有限公司。

渝廣支線高速公路，合川境內約13 km，涉及三匯鎮、小沔鎮5個村，該項目有渝廣高速樞紐、小沔落地互通。

預計今年11月動工建設，將率先啟動高轉告樞紐等控制性工程。

U415.51

B

1009-7716（2017）10-0139-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.042

2017-5-26

張昌桂（1981-），男，海南屯昌人，助理工程師，從事道路與橋梁工程（機械）施工技術工作。