重型壓路機在改擴建工程中路基補強效果分析

黃俠新 中交第四航務工程局有限公司總承包分公司

1.研究背景

柳南高速公路是泉州至南寧高速公路（G72）的重要組成部分，經過十幾年的運營，路線交通量急劇增加，部分路段已趨飽和。項目位于廣西中南部的桂中盆地及其邊緣，地勢除中部較高外，總體比較平緩，工程是將原高速公路四車道改擴建為八車道，采用兩側路基拼寬處理。

原高速公路已運營十幾年，舊路基工后沉降基本趨于穩定，新路基土體工后壓縮形變將嚴重影響該工程的質量，為減少新路基工后沉降，在正常路基施工基礎上每填筑2m，采用25KJ自行沖擊式壓路機沖壓20遍進行增壓補強。但該項目采取兩側拼寬，大部分路堤填方寬度僅為8-9m，無法滿足沖擊式壓路機掉頭轉彎半徑要求，為解決這一難題，確保工程質量，擬采取重型壓路機進行碾壓補強，通過試驗收集相關數據分析壓實效果。

2.試驗段基本情況

2.1 試驗目的

試驗采用中聯重科YZ35A壓路機分別對1.0m、1.5m填筑高度路基進行3遍、6遍、9遍碾壓補強，通過試驗收集分析相關數據為后期路基補強施工提供切實可靠的施工參數。

2.2 試驗內容

按試驗要求分別準備1.0 m、1.5m高路堤試驗段2段，每段長度約200m，試驗段落樁號在路基填筑過程中嚴格按照設計圖紙和施工技術規范要求選擇土源，并根據試驗路確定施工工藝參數進行施工，并經驗收各項指標均滿足設計圖紙和設計技術規范要求后方可相關補強試驗。

沉降量觀測點在補強前由測量人員進行布設，每20m為一個斷面，按左、中、右布設測點，及時做好各試驗階段點位的高程測量和記錄。

壓實度檢測每20m為一個斷面，按左、右布設測點，及時做好試驗過程各個點位的壓實度檢測和記錄。

2.3 壓路機技術參數

重型壓路機設備選用中聯重科YZ35A 壓路機，最大激振力為790k N，振動頻率28/32Hz，振動輪寬2.4m，工作質量35t，工作速度0-8km/h。

3.重型壓路機施工工藝

根據路基寬度，用石灰線標識壓路機碾壓的輪跡走向，壓實作業按先低后高，縱向進退進行碾壓，碾壓時輪跡重疊寬度不小于1/2單輪寬度，后輪必須超過兩段的接縫處，后輪壓完路基全寬為一遍。碾壓作業應做到無偏壓、無死角、碾壓均勻。

重型壓路機碾壓試驗段路基長度約為200m，寬度約為8.5m，補強前厚度分別是98.5cm、148.7cm，每層壓實厚度不大于25cm，補壓前實測壓實度不小于94%。重型壓路機碾壓速度為2.0km/h，最大激振力為790kN，分別碾壓3遍、6遍、9遍。

4.補強試驗檢測結果的統計分析

4.1 沉降量檢測統計分析

重型壓路機分別對100 cm、150cm高路基進行補強碾壓，每碾壓3遍就進行一次高程的量測，將測量的高程結果經計算后得出每3遍的沉降量，并匯總于“表2 重型壓路機碾壓100cm高路基沉降量統計表”和“表3 重型壓路機碾壓150cm高路基沉降量統計表”。

經數理統計分析，100 cm 高路基碾壓3遍之后，平均沉降量為7.5mm，離差系數為0.23，平均沉降率為0.76%，最大沉降量為11mm，最大沉降率為1.12%。碾壓4至6遍之后，平均沉降量為3.1mm，離差系數為0.33，平均沉降率為0.31%，最大沉降量為5mm，最大沉降率為0.50%。碾壓7至9遍之后，平均沉降量為1.6mm，離差系數為0.53，平均沉降率為0.16%，最大沉降量為3mm，最大沉降率為0.30%。補壓9遍后，平均沉降量為12.2mm，離差系數為0.22，平均沉降率為1.24%，最大沉降量為18mm，最大沉降率為1.83%。

150cm高路基碾壓3遍之后，平均沉降量平均值為9.6mm，離差系數為0.19，平均沉降率為0.64%，最大沉降量為13mm，最大沉降率為0.87%。碾壓4至6遍之后，平均沉降量為3.8mm，離差系數為0.28，平均沉降率為0.26%，最大沉降量為6mm，最大沉降率為0.40%。碾壓7至9遍之后，平均沉降量為2.0mm，離差系數為0.67，平均沉降率為0.13%，最大沉降量為4mm，最大沉降率為0.20%。補壓9遍后，平均沉降量為15.3mm，離差系數為0.23，平均沉降率為1.03%，最大沉降量為23mm，最大沉降率為1.55%。

4.2 壓實度檢測統計分析

重型壓路機分別對100 cm、150 cm 高路基進行補強碾壓，100cm厚路基段每碾壓3遍檢測一次頂面第一層路基的壓實度，并匯總于“表4 重型壓路機碾壓100cm高路基壓實度統計表”。150cm厚路基段碾壓9遍后分別對頂面往下第一層、第三層、第五層路基進行一次壓實度的檢測，并將檢測結果匯總于“表5 重型壓路機碾壓150cm高路基壓實度統計表”。

經數理統計分析，100 cm 高路基碾壓3 遍后，壓實度平均值為97.3%，離差系數為0.30%，較補壓前（94.5%）壓實度提高2.8%；碾壓6遍后，壓實度平均值為98.2%，離差系數為0.31%，較補壓前壓實度提高3.7%；碾壓9遍后，壓實度平均值為98.6%，離差系數為0.25%，較補壓前壓實度提高4.1%。

表1 重型壓路機碾壓100cm高路基沉降量統計表（單位：mm）

表2 重型壓路機碾壓150cm高路基沉降量統計表（單位：mm）

150cm高路基碾壓9遍后，頂面往下第一層壓實度平均值為98.5%，離差系數為0.25%，較補壓前（94.3%）壓實度提高4.2%；頂面往下第三層壓實度平均值為97.5%，離差系數為0.33%，較補壓前（94.4%）壓實度提高3.1%；頂面往下第五層壓實度平均值為95.8%，離差系數為0.27%，較補壓前（94.5%）壓實度提高1.3%。

4.3 總結分析

綜上數據分析，YZ35 A 重型壓路機對100cm高路基進行3遍、6遍、9遍碾壓補強后，沉降量分別為7.5mm、3.1mm、1.6mm；沉降率分別為0.76%、0.31%、0.16%；頂層壓實度分別提高2.8%、0.9%、0.4%。補壓3遍后測點平均沉降量、沉降率和壓實度提高值最大；補強6-9遍后，各測點平均沉降量、沉降率和壓實度提高值已明顯減小，路基已基本達到穩定密實狀態。

YZ35A 重型壓路機對150 cm高路基進行3遍、6遍、9遍碾壓補強后，沉降量分別為9.6mm、3.6mm、2.0mm；沉降率為0.64%、0.26%、0.13%，較100 cm 高路基下降了0.12%、0.05%和0.03%，整體壓實沉降率下降了0.21%（100cm沉降率為1.24%、150 cm 沉降率為1.03%）。與此同時頂面往下第一層、第三層、第五層壓實度提高值分別為4.2%、3.1%、1.3%，第五層壓實度提高值明顯下降。因此，YZ35A重型壓路補強路基填筑高度在100cm效果較為理想。

表3 重型壓路機碾壓100cm高路基壓實度統計表

表4 重型壓路機碾壓150cm高路基壓實度統計表（單位：%）

5.結論

（1）對于高速公路改擴建項目可采取重型壓路機對路堤進行補強，補強路堤厚度應在該設備的有效影響深度范圍內，通過補強處理可以有效控制新舊路基的差異沉降，降低公路早期破損。

（2）采用YZ35A 重型壓路機對100cm高路基進行補強，壓實度可提高2%至4%，平均沉降量達到12.2mm，可以有效減少路基的工后沉降，避免不均勻沉降對路基質量的影響，提高路基的穩定性。

（3）補強過程中，重型壓路機的行駛速度建議控制在1.8km/h至2.2km/h。

（4）本次試驗檢測數據按每3遍測一次，根據數據分析，6至9遍后的沉降量及壓實度變化已不明顯，應在5遍后考慮每碾壓一遍進行一次試驗檢測數據收集，以便確定最佳碾壓遍數。

（5）要高度重視碾壓補強的死角。對于新舊路基拼接處、臺背等部位是路基質量控制的薄弱環節，且路基補強后，加大相關部位與主體路基壓實的反差。因此，在施工過程中必須高度重視新舊路基拼接處、臺背等部位的壓實質量，避免出現不均勻沉降導致的質量問題。