沖擊碾壓在高填方路基中的應用

高建新

摘 要：介紹阿爾及利亞東西高速公路M2標段為縮短路基自然下沉時間，縮短工期，保證路基質量，對高填方路基段采用沖擊碾壓進行補強壓實處治，并對碾壓后的效果進行了觀測、對比、分析。

關鍵詞：東西高速公路；高填方；沖擊碾壓；沉降；壓實度

1 工程概況

中鐵十四局集團二公司負責施工的阿爾及利亞東西高速公路M1M2標段，全長52.147km。本標段地形總體起伏大，溝谷縱橫，地勢多陡峻，路基土石方工程量巨大；施工工期緊迫，填方有效施工工期不足30個月。在填方施工中，填高20m以上的高填方路基共有16段，最大填高34m。

2 填筑方案的選擇

因路面采用40cm碎石層+24.5cm高模量瀝青混凝土組成的全柔性結構，同時項目專用技術條款規定路面工程質量保證期為5年。我們在充分考慮路面的舒適性和長壽命，盡可能地減少工后沉降和差異沉降，我們決定采用沖擊碾壓施工工藝對填高超20m常規填筑下的填方路堤進行追密補壓。

3 沖擊碾壓施工工作原理

沖擊碾壓是利用沖擊式壓路機低頻大振幅沖擊力作用于填土，并快速連續周期性地作用，產生強烈的沖擊波向下深層傳播，對路基填土進行沖擊碾壓，提高填土的密實度，減少工后沉降。壓實輪在牽引機的拖動行駛滾動中，將高位勢能轉化為動能對地面進行沖擊，從而對土體的深層產生較強的沖擊能量，連續快速地對填料或地面產生夯擊作用，對填料或地面進行碾壓與壓實并具有地震波的傳播特性。在沖擊壓實的同時具有靜力、搓揉、振夯、沖擊的作用和靜壓振動壓（低幅高頻）沖擊壓（高幅低頻）的沖擊壓實作用。

4 試驗段

4.1 試驗段概況

試驗段位于M2標段，PK239+700-PK239+900區域。該區域地形平坦，屬M′zida河流的河漫灘，地質條件單一。地表覆土為含礫黏土，褐黃、褐灰等色，硬塑狀，稍濕～干燥，卵石含量一般5～25%，局部大于50%，卵石成分為灰巖、砂巖等，粒徑一般在2～200mm之間，局部含大塊石；下敷基巖為泥灰巖。

4.2 填料

填料來自取土場，按法國規范《土方工程：公路基礎設施的填方和墊層施工可采用的材料類型》（NF P11-300）劃分為C1B5S。

4.3 設備準備

YZT-20 25KJ三邊形雙輪沖擊壓路機一臺，灑水車1臺，平地機1臺。此型沖擊壓路機整機質量16.2T，沖擊能量30KJ。沖擊壓路機雙輪各寬0.9m，輪隙寬度1.16m。此型沖擊壓路機沖壓一次的計算壓實寬度為2m，經錯一個輪寬沖壓一個來回后，計算沖壓寬度4m，按此方法計算，整個場地全部壓完1次為碾壓一遍，沖擊壓路機行走速度為12～15km/h。

4.4 試驗內容

項目專用技術條款規定填料壓實采用壓實度和變形模量雙控標準，即壓實度大于95%，變形模量EV2≥50MPa和EV2/EV1≤2。在達到上述要求后，為進一步提高路基的密實度與均勻性，減少工后沉降與差異沉降對路堤進行增強補壓。擬定補壓遍數為25遍，在沖擊碾壓前及每沖擊碾壓5遍后檢測沉降量和壓實度。每20m為一個斷面，分別在左、中、右打入水平觀測樁。中樁設在縱向中心線上，左、右邊樁距路基邊緣3m左右。水平觀測樁用鋼筋打制，其埋設深度為：水平樁頂部高程位于沖擊碾壓面下50cm。

5 試驗成果分析

5.1 碾壓遍數與沉降量

可見前20遍平均沉降量隨碾壓遍數的增加而增大，且增加的幅度較大，20遍時達到最大值18mm；25遍時平均沉降量反而略有減少。

5.2 碾壓遍數與壓實度

可見前20遍壓實度上升比較快，20遍后壓實度上升不明顯，25遍時壓實度反而略有減少。

6 試驗結論

C1B5S填筑的路基達到壓實度和變形模量雙控標準后采用沖擊壓路機增強補壓，從碾壓遍數與壓實度和沉降量的關系可看出，碾壓20遍效果最佳。

7 實施效果

本項目填筑高度超過25m的高路堤均采用沖擊壓路機進行增強補壓，并對代表性的工點進行了工后沉降觀測。其中PK227+500～PK227+700最大填高為29.9m，邊坡分級高度8m，在邊坡平臺及路肩和中央隔帶處設置沉降觀測點。

經過2009年2月至2010年3月長達1年的工后沉降觀測，1#～5#的累計工后沉降量依次為5mm、11mm、17mm、22mm、25mm，是對應點路基本體填土高度的0.08～0.1%，其中中央分隔帶比路肩的沉降僅大3mm，對路拱橫坡改變小。各項數據表明沖擊碾壓對控制高填方的工后沉降效果很好。

8 結束語

沖擊碾壓補強提高了路基壓實度，路拱橫坡改變小，對減少工后沉降和差異沉降有明顯作用，為全柔性的路面結構層提供了堅實的基礎，滿足了項目專用技術條款路面保證期的要求，這對高填方尤為重要，值得大力推廣。

參考文獻：

[1] 阿爾及利亞東西高速公路專用技術條款CCTP〔S〕.阿爾及爾，阿爾及利亞高速公路管理局（ANA），2005.

[2] 公路路基施工新技術、新工藝與驗收規范.