高速公路高填方路基工程中沖擊碾壓施工技術的應用

賀夢偉 周上游

(中交第二航務工程局有限公司第六工程分公司)

高速公路建設過程中，路基是重要的基礎結構，同時對整體質量的影響也較為顯著。對此，需要采取先進的技術，全面確保高填方路基的施工質量。縱觀行業發展狀況，沖擊碾壓施工技術得到廣泛應用，有助于提高路基穩定性，值得被應用于高填方路基工程中[1]。

1 工程概況

某高速公路高填方路基工程長14.24km，沿線以山嶺重丘居多，路基形式豐富，除大量高填方路基外，還包含部分半填半挖路基以及填挖路基。路基工程施工量較大，回填高度至少4m，局部可達到20m。路基濕陷量在300mm 內，經多方探討后決定采取沖擊碾壓施工技術，處理長度10476m，以便改善路基的狀態，使其具有穩定性與平整性。

2 沖擊碾壓技術綜合概述

2.1 沖擊碾壓技術應用機理

沖擊碾壓施工技術的應用必須得到沖擊壓路機的支持，因此在探討該技術的作用機理時有必要掌握沖擊壓路機的基本特點?，F階段的高速公路高填方路基工程中，25KJ 三邊形雙輪沖擊壓路機為主要施工設備，雙輪寬0.9m，以牽引車為主要動力源，帶動非圓形輪發生持續性滾動，各周期均行駛2 次，可創造的沖碾寬度為4m。不同于傳統公路路基壓實技術的是，此處提到的沖擊碾壓技術在作用原理方面有其特殊之處，壓路機行駛過程中多邊形滾輪將產生位能落差，與此同時機械設備持續提供動能，將促使非圓形輪沿既定線路穩定運行，經過靜壓、搓揉、沖擊一系列流程后，可以提高土石材料的密實度[2]。此外，當機械設備第2 遍行駛時，單輪的運行采取的是從第1 次兩輪內邊距中央通過的方式，而后則根據實際情況靈活調整轉彎半徑，持續交替碾壓作業，伴有波峰與波谷，有助于提高路基的平整性。通常，機械設備可沖碾20～40 遍，順利完成施工作業后，形成均勻加固層，有助于提高路基的施工質量。

2.2 沖擊碾壓技術的主要特點

沖擊碾壓技術是公路建設領域持續發展之下而衍生出的全新技術形式，相比于傳統碾壓技術，其主要特點在于：①低頻高振。選用的是沖擊壓路機設備，在運行過程中將對路基提供持續性的沖擊力，全程發生具有周期性的沖擊作業，向地面提供強烈的沖擊波，在到達地面后進一步向深層傳遞；②有效壓實路基深層土質。所用設備提供的沖擊力較強，因此沖擊波可向深層土體傳遞，除路基表層外，深層土體的密實度也將隨之提高，具有良好的壓實效果，同時土石填料在經過碾壓處理后具有較大的彈性，可有效避免后續施工期間的質量問題[3]。關于沖擊碾壓施工現場，見圖1。

圖1 沖擊碾壓施工

3 路基沖擊碾壓施工工藝流程

3.1 測量放樣

⑴綜合考慮水準點和導線點的布設情況，通過全路段貫通方式完成測量工作，檢驗各控制點的布設情況。

⑵做好路基邊線的放樣工作，檢測路基寬度情況，必須滿足要求。

⑶完成路表面的清理作業，結合設計橫斷面位置情況，由技術人員繪制準確的橫斷面。

⑷完成邊坡坡角、邊溝等配套結構的測量與放樣。

3.2 路基的基面處理

沖擊碾壓順利推進的前提在于完成路基基面的處理工作，具體有：

⑴處理腐殖土、草皮等不利于施工作業的雜物，要求實際處理深度達到100mm～200mm；

⑵路基基面的整平作業，此階段可使用推土機設備，消除路基不平整的現象，若存在高程差達到500mm的坑，則要通過分層夯填的方式整平；

⑶檢測路基50cm 以下的土體含水量，所得結果必須控制在最佳含水量的±2%以內，否則視為不合格。

3.3 沖擊壓實作業

根據本工程現場施工條件，選擇的是沖擊壓路機設備，配置的沖擊輪寬度為0.9m，結束單次沖擊碾壓作業后的處理寬度為2m，因此來回一遍即可完成4m 寬的壓實作業；進入到第二次壓實環節，此階段需考慮第一次兩輪內邊距中央的所處位置，向內移動0.2m 后再組織施工作業，有效處理第1 遍施工后所產生的空隙；隨后，再以第一次位置為準，于該處組織第三遍的沖擊碾壓作業，按照此方式重復操作。沖擊壓實期間的設備行進速度應得到合理的控制，不宜過快或過慢。部分路段輪跡過深，此時不利于壓路機的正常運行，對此需使用推土機處理，保證該處平整后再沖擊碾壓；壓實期間伴有較明顯的揚塵現象，可通過灑水的方式處理。

4 沖擊碾壓施工質量控制

4.1 施工機具的選擇

沖擊壓路機的選型是重要準備工作，若壓路機的選型不合理，會導致路基沖擊碾壓效果偏離預期，甚至會出現適得其反的局面。工程經驗表明，YCT25 三邊形沖擊式壓路機是較為可行的設備，在多數高速公路高填方路基工程中都具有可行性，正常狀況下8h 所形成的作業面積可達到6000～800m2，為在要求的時間內完成所有路段的沖擊碾壓作業，需配備相應的機械設備和足夠的人員，具體方案見表1。

表1 沖擊壓實施工所需的機具和人員配置

4.2 機械參數的設計

高填方路基施工中，為充分發揮沖擊碾壓機的作用，在合理選擇好機械設備的型號后還應確定合適的運行參數，確保各項參數的合理性，能夠維持沖擊碾壓機的正常運行。對此，要以高填方路基的現場施工條件以及質量要求為參考，所設計的機械參數需要與之相適應，從而滿足施工建設的需求。考慮各項質量控制指標，以此為目標而展開參數的設計工作。除理論層面的參數設計外，還需要通過試驗的方式評價參數的可行性，若所得的試驗檢測結果不滿足要求，則要合理調整參數。

4.3 碾壓工藝的選擇

沖擊碾壓施工效果取決于多個方面，合理的碾壓方式將在很大程度上影響施工效果，具體要注重如下幾點：

⑴碾壓速度。正常情況下，沖擊壓路機全程的行進速度應穩定在3～6km/h，若出現速度過高的情況，則會對路基處理效果帶來不良影響，碾壓輪提供的作用力未得到有效的應用，壓實度明顯偏離預期要求，出現壓實不到位的情況；若速度偏低，雖然可以取得較好的碾壓效果，但碾壓時間相對較長，施工效率偏低。

⑵碾壓遍數。理論沖碾間隙為0.13m，進入第2 遍碾壓作業時，滾輪應適當向內移動0.2m，后續的第3 遍碾壓作業則回歸至第1 遍的位置，按照上述方法重復碾壓。為提高高填方路基的壓實度，必須嚴格控制碾壓遍數，正常情況下以20 遍較為合適。

⑶碾壓方式。按照特定的流程有序完成碾壓作業，首先采取預壓實處理措施，經過此環節后使路基具有初步承載力，再合理采取沖擊碾壓技術，經過多重技術的應用后，路基穩定性欠佳、密實度偏低的問題將得到有效的改善。

4.4 加強對外界干擾因素的控制

沖擊碾壓過程中設備將提供極強的沖擊力，會直接作用于路面土層5cm 深的范圍內，使該處的土體含水量發生變化，若超出許可范圍則容易出現翻漿等質量問題。對此，在沖擊碾壓過程中需要重點關注路基下方5cm 內的土層含水量，分析其是否存在異常變動，以及在含水量超出合理范圍的情況下對施工作業所造成的影響。施工人員要根據實際含水量采取合適的控制措施，盡可能減小對施工作業的不良影響。

4.5 做好全面的質量檢測工作

結束沖擊碾壓作業后，需檢測各項質量指標，分析其與設計要求的關系，客觀評價施工質量。以所得的質量檢測結果為基準，明確存在的質量問題，根據實際情況合理調整，盡早將問題處理好，以免對后續的施工作業造成影響。采取的檢測方法必須得當，應按照標準化檢測程序落實到位，確保所得結果的客觀性與真實性。

5 結束語

高速公路工程項目中，高填方路基施工是基礎環節，但對道路整體質量的影響較為顯著。沖擊碾壓技術的應用有助于改善路基狀態，使其滿足施工要求。對此，施工單位要結合實際情況合理應用沖擊碾壓技術，選擇合適型號的設備，加強對各施工環節的質量控制，完成沖擊碾壓作業后及時檢測施工質量，若存在不足之處則積極改進，以便后續各項施工內容可以順利落實到位。