公路路基施工沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用探究

常生武

（甘肅公航旅路業(yè)有限公司，甘肅 蘭州）

沖擊碾壓技術(shù)是目前公路路基施工中應(yīng)用的主流技術(shù)，和傳統(tǒng)碾壓技術(shù)相比，沖擊碾壓技術(shù)同時具有沖擊和碾壓的效果，可有效提升公路路基施工質(zhì)量和效率。公路路基質(zhì)量對公路工程的總體質(zhì)量有很大影響，現(xiàn)代化公路工程施工中對公路路基施工質(zhì)量提出了更高的要求，采用沖擊碾壓技術(shù)可提升公路路基沉降的速度，減少乃至解決公路路基沉降問題。探究公路路基施工中沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用，有利于推廣此項技術(shù)，擴大應(yīng)用范圍。

1 工程概述

某公路工程項目，起止樁號為00+00，向南延伸到樁號48+76.146，接橋輔道樁號為0+00，終點樁號為1+32.206 m，總長度為5 008.352 m，按照設(shè)計要求，在高填方路段，每回填1.5 m 的厚度，達到壓實度后，采用沖擊碾壓技術(shù)補強碾壓一次，以減少施工后的不均勻沉降，沖擊碾壓技術(shù)施工工程量見表1。

表1 公路路基沖擊碾壓技術(shù)施工工程量

2 沖擊碾壓技術(shù)相關(guān)概述

和傳統(tǒng)公路路基碾壓技術(shù)相比，沖擊碾壓技術(shù)具有施工速度更快、碾壓效率更高的優(yōu)勢，沖擊碾壓的速度通常在12 km/h～20 km/h 之間，在長度比較長，寬度比較寬的公路路基施工中使用沖擊碾壓技術(shù)具有更加顯著的效果。而且經(jīng)過沖擊碾壓后的公路路基壓實影響深度在1～1.5 m 之間，這是傳統(tǒng)壓路機難以比擬的。施工成本比較低，若按照沖擊碾壓25 遍來計算，其施工成本為2.5 元/m2。可有效控制公路路基的不均勻沉降，提升公路路基的強度和穩(wěn)定性。

3 試驗段的選擇和試驗內(nèi)容

結(jié)合本工程各路段的特點，可選擇29+00～29+60路段作為沖擊碾壓試驗路段，其長度為60 m，平均層厚為46.8 m，總施工面積為14 253 m2。在試驗段施工中，需要檢測的項目比較多，包括沉降量、DN 值、壓實度、土的物理力學(xué)參數(shù)等。

沉降量：檢測沖擊碾壓之前的標高和沖擊碾壓5遍之后的標高，檢測點位不少于20 個，選擇水準儀對標高差進行測量。分層壓實、路基補壓可采用長度為6 cm 的鐵釘系上紅布條進行標記，但要加強保護，保證檢測點周圍20 cm 不被擾動。

DN 值：當(dāng)公路路基回填料中，粒徑超過5 mm 的填料含量超過30%時，可用DCP 來檢測DN 值，為保證DN 值檢測的準確性，其檢測頻率應(yīng)和壓實度相同，測點數(shù)量最少不能少于6 個[1]。

壓實度：在沖擊碾壓試驗段施工中，壓實度的檢測是重中之重，壓實度是衡量公路路基施工質(zhì)量的主要指標，壓實度是否達標，直接關(guān)系到整條公路工程建設(shè)的總體質(zhì)量。由于本工程試驗段的長度為60 m，壓實度檢測樣本數(shù)量不能少于4 個，具體的檢測位置見表2。

表2 試驗段壓實度檢測位置

土的物理力學(xué)參數(shù)：主要是按照公路工程所在區(qū)域的土質(zhì)類型、公路工程等級等進行確定的，土的物理參數(shù)包括：土的天然含水率、液塑限、天然密度、粒徑等。土的力學(xué)參數(shù)包括：壓縮系數(shù)、壓縮模量、粘聚力、內(nèi)摩擦角等[2]。

4 沖擊碾壓技術(shù)在公路路基施工的應(yīng)用方法

4.1 沖擊碾壓前的準備

公路路基完成清表后，要用平地機對回填后的路基進行平整和粗碾壓處理，并在合適的位置，埋設(shè)上觀測點標志，在沖擊碾壓前，觀測標志的標高，并做好記錄。對公路路基回填料的含水率進行檢測，控制含水率在最佳含水率的±4%以內(nèi)，若超過4%，需要進行翻拌晾曬，以降低含水率，若低于4%，可用灑水車進行適當(dāng)灑水，以提升回填料的含水率。在沖擊碾壓正式開始前，還需要對各檢測點的壓實度進行檢測，保證壓實度不低于90%后方可進行沖擊碾壓[3]。

4.2 沖擊碾壓方法

在本工程公路路基沖擊碾壓時，按照試驗段確定好的參數(shù)進行操作，控制沖擊碾壓的速度在10 km/h～15 km/h 之間，選擇沖擊壓路機方便進入的一側(cè)作為起始側(cè)，開始向另外一側(cè)轉(zhuǎn)圈沖擊碾壓。沖擊碾壓5 遍后，觀測提前埋設(shè)好的觀測標志點，并和沖擊碾壓前的標高進行對比，以確定沖擊碾壓5 遍之后的沉降量，共計沖擊碾壓20 遍。為提升沖擊碾壓的效果，若施工現(xiàn)場的寬度，超過沖擊碾壓機械設(shè)備轉(zhuǎn)彎半徑的4 倍，以公路路基中心為對稱線，按照道路寬度分為均勻的兩半，按照圖1 所示的方向開展沖擊碾壓操作。

圖1 路基寬度大于沖擊壓路機轉(zhuǎn)彎半徑4 倍的碾壓圖

在沖擊碾壓施工中，要嚴格遵循先兩邊，后中間的原則，每次碾壓輪跡要至少重疊30%，輪跡覆蓋整個公路路基的表面為完成一遍沖擊碾壓。如圖1 所示，在沖擊碾壓施工中，需要將公路路基沿著沖擊壓路機前進方向分為多個相互平行的窄道，并進行依次編號，本工程路基寬度比較大，共計分為6 條窄道。沖擊壓路機先進入到1 號窄道進行沖擊碾壓，沖擊碾壓到此路段上末端后掉頭，進入到4 號窄道進行沖擊碾壓，沖擊碾壓到4 號窄帶末端后，再轉(zhuǎn)彎掉頭對2 號窄道進行沖擊碾壓，2 號窄道沖擊碾壓完成后，進入到5 號窄帶，從5 號窄道進入到3 號窄帶，從3 號窄帶進入到6 號窄道，6 號窄道沖擊碾壓完成后，就完成了一遍公路路基沖擊碾壓。

若在公路路基沖擊碾壓施工中，遇到?jīng)_擊碾壓寬度小于沖擊壓路機轉(zhuǎn)彎半徑4 倍的情況，此時可按照圖2 所示的方法進行沖擊碾壓。

圖2 路基寬度小于沖擊壓路機轉(zhuǎn)彎半徑4 倍的碾壓圖

沖擊壓路機也是沿著1 號窄帶進入到公路路基上進行碾壓，沖擊碾壓到1 號窄帶末端后，直接掉頭進入到2 號窄道繼續(xù)沖擊碾壓，沖擊壓路機行駛到路段另一端之后，進行掉頭操作，進入到與之相鄰對3 號窄道，行駛到另一端進入到4 號窄帶進行沖擊碾壓，4窄道碾壓完成后，駛出路基面，完成一遍沖擊碾壓[4]。

為滿足沖擊碾壓穩(wěn)定連續(xù)碾壓的需求，在施工現(xiàn)場需要在道路兩端布設(shè)沖擊壓路機掉頭和轉(zhuǎn)彎的場地。由于在案例工程施工中采用來25KJ 型號對沖擊壓路機，在沖擊碾壓時兩沖擊碾壓輪之間對內(nèi)間距為1.17 m，每遍碾壓操作時，需要保證輪跡至少重疊30%。此外，圖1 和圖2 也只是給出來理想狀態(tài)下的沖擊碾壓路線圖，具體的沖擊碾壓窄道劃分情況需要結(jié)合實際情況進行合理調(diào)整。這就要求施工現(xiàn)場技術(shù)人員，能夠提前進入到施工現(xiàn)場，通過測量放線的方法，確定沖擊碾壓路段的寬度、長度，合理規(guī)劃好行車路線，以免影響正常的施工碾壓進度和效果。沖擊碾壓施工中錯輪需要按照圖3 所示的標準進行控制。

圖3 沖擊碾壓錯輪控制圖

4.3 沖擊碾壓遍數(shù)的選擇

本工程在沖擊碾壓施工中采用了擴散分布的形態(tài)，沖擊壓路機的行駛速度控制在10 km/h～15 km/h之間，沖擊壓路機行駛兩次為沖擊碾壓一遍，且每遍進行第二次碾壓操作時，其單輪應(yīng)從第一次碾壓兩輪內(nèi)邊距的中間通過，兩邊間隙各0.13 m。在進行第二遍第一次沖擊碾壓操作時，要適當(dāng)向內(nèi)移動0.2 m，以保證第一遍沖擊碾壓的間隙能夠被全部覆蓋[5]。第三遍沖擊碾壓時，需要進入到第一遍碾壓的位置。

總而言之，在公路路基沖擊碾壓時，沖擊壓路機在縱向沖擊碾壓路基時要形成峰谷狀態(tài)，并以單雙兩遍為一次沖擊碾壓單元，在進行雙數(shù)沖擊碾壓時，要保證沖擊壓路機的轉(zhuǎn)彎半徑和波谷交替進行沖擊碾壓，以最大限度減少公路路基的峰谷，促使沖擊碾壓后的公路路面表面更加平整，每沖擊碾壓5 遍后，交換碾壓方向（前5 遍若采用正時針碾壓方向，后5 遍要逆時針沖擊碾壓）。持續(xù)沖擊碾壓20 遍后，檢測高程和壓實度，并和初始的檢測的高程和壓實度進行對比，若沉降量的差值在50～70 mm 之間，并且經(jīng)過灌砂法檢測后壓實度達到設(shè)計要求，表明路基施工質(zhì)量達到要求，反之需要增加碾壓遍數(shù)。

5 應(yīng)用沖擊碾壓技術(shù)的注意事項

第一，在沖擊碾壓施工中，每個標段的技術(shù)負責(zé)人需要深入到施工現(xiàn)場進行指揮和指導(dǎo)，尤其是監(jiān)理要旁站指導(dǎo)，對沖擊碾壓全過程進行記錄、拍攝，取得第一手資料，作為公路路基施工質(zhì)量驗收的依據(jù)。沖擊碾壓施工完成后，有專門的質(zhì)檢人員和監(jiān)理人員對施工質(zhì)量進行檢測，質(zhì)量達標后方可進行下一道工序施工。

第二，在正式開始沖擊碾壓前，需要把控好填料的含水率，含水率不足時，要及時灑水，保證水分充分滲透到路基回填料內(nèi)部，以提升壓實效果。沖擊碾壓的范圍要平整壓實，深坑、洞穴等要提前處理。若在沖擊碾壓時出現(xiàn)了局部較大沉降，可用推土機整平后再繼續(xù)沖擊碾壓，以提升沖擊碾壓的效果[6]。

第三，在沖擊碾壓施工前，要提前探明實地下管線的埋設(shè)情況和附近構(gòu)筑物的布置情況，采取有針對性的保護措施。若遇到河溝等有明顯減震效果的情況，需要提前確定好安全距離，對需要保護的構(gòu)筑物，需要在保護范圍的外圍布設(shè)明顯的標記，常見的沖擊碾壓保護距離見表3。

表3 沖擊碾壓保護距離

6 結(jié)論

綜上所述，結(jié)合實際案例，探究了公路路基施工沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用，探究結(jié)果表明，公路路基施工對穩(wěn)定性、承載力、沉降量、壓實度等都有嚴格要求。很多公路工程項目建成投入使用不久就出現(xiàn)了嚴重的早期病害，主要原因為路基施工質(zhì)量不達標。在公路路基施工中采用沖擊碾壓技術(shù)可有效保障施工質(zhì)量和效果。相比于傳統(tǒng)的路基施工技術(shù)，沖擊碾壓技術(shù)具有更大的影響深度，壓實連續(xù)性比較好，影響深度能夠達到6 m，傳統(tǒng)碾壓技術(shù)只能達到0.6～0.7 m，因此，采用沖擊碾壓技術(shù)每次填筑厚度可達到1～1.5 m，可大幅提升公路路基施工效率。值得在公路路基施工中大范圍應(yīng)用。