路基施工階段的沖擊碾壓技術(shù)探討

摘要 文章依托某公路項(xiàng)目建設(shè)案例，分析了公路路基施工中常用的沖擊碾壓技術(shù)，結(jié)合碾壓工藝相關(guān)理論，明確了施工關(guān)鍵點(diǎn)，總結(jié)了沖擊碾壓技術(shù)的最佳施工工藝。經(jīng)工程實(shí)踐驗(yàn)證了沖擊碾壓技術(shù)是公路路基壓實(shí)施工的有效辦法，能顯著提高路基強(qiáng)度，改善路基結(jié)構(gòu)，提升公路工程的施工質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞 公路工程；公路路基；沖擊碾壓；技術(shù)要點(diǎn)

中圖分類號(hào) U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）08-0062-03

0 引言

目前，公路路基壓實(shí)施工中的主要工序包括沖擊碾壓法施工。這一施工方法與傳統(tǒng)碾壓工藝相比，實(shí)際作業(yè)時(shí)兼?zhèn)淞藳_擊和碾壓功能，具有效率高、施工效果好等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)下社會(huì)對(duì)公路工程的建設(shè)質(zhì)量提出了更高要求，而公路路基的施工質(zhì)量直接影響著工程總體的建設(shè)效果。在公路路基施工中引入沖擊碾壓技術(shù)，可以有效減緩甚至解決路基沉降的問題，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的綜合效益提升。該文針對(duì)沖擊碾壓工藝的實(shí)際應(yīng)用，探究了該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，旨在加強(qiáng)推廣，提高其應(yīng)用價(jià)值。

1 工程概況

某公路工程全長(zhǎng)5.008 km，根據(jù)設(shè)計(jì)方案，高填方路段施工時(shí)，應(yīng)在每次回填1.5 m厚度并保證壓實(shí)效果后，使用沖擊碾壓工藝完成碾壓補(bǔ)強(qiáng)，有效緩解施工后的路基沉降問題，表1為沖擊碾壓工藝的施工工程量情況。

2 沖擊碾壓技術(shù)相關(guān)概述

相較于傳統(tǒng)公路路基碾壓方法，沖擊碾壓工藝的碾壓效果更好、效率更高，且花費(fèi)的施工費(fèi)用更少。

（1）合理設(shè)置沖擊碾壓速率，保證速度控制在12～20 km/h范圍內(nèi)。若工程的規(guī)模較大，長(zhǎng)度和寬度都過大時(shí)，采用沖擊碾壓工藝進(jìn)行路基施工的效果會(huì)更好。

（2）與傳統(tǒng)壓路機(jī)施工相比，沖擊碾壓工藝能夠保證路基的壓實(shí)影響深度達(dá)到1～1.5 m。

（3）花費(fèi)的費(fèi)用更少，該壓實(shí)方案的成本是2.5元/m2。

（4）能夠提高公路路基的施工效率，緩解不均勻沉降問題，實(shí)現(xiàn)路基強(qiáng)度，達(dá)到提高穩(wěn)定性的效果[1]。

3 試驗(yàn)段的選擇和試驗(yàn)內(nèi)容

根據(jù)工程實(shí)際情況，針對(duì)不同的路段特點(diǎn)，確定需要檢測(cè)的施工參數(shù)。如：K29+000～K29+060路段全長(zhǎng)60 m，平均層厚為46.8 cm，總施工面積14 253 m2，施工時(shí)使用沖擊碾壓技術(shù)，確定需要檢測(cè)的項(xiàng)目主要有沉降值、DN值、壓實(shí)度、土的物理力學(xué)參數(shù)等[2]。

（1）沉降值：沖擊碾壓前，應(yīng)先測(cè)量標(biāo)高；待沖擊碾壓5次后，再進(jìn)行標(biāo)高測(cè)量，使用水準(zhǔn)儀確定兩次標(biāo)高測(cè)量結(jié)果之間的差值，并確保實(shí)際檢測(cè)點(diǎn)大于20個(gè)。在6 cm長(zhǎng)的鐵釘上系上紅布條做標(biāo)記處理，確定分層壓實(shí)和路基補(bǔ)壓的高度，做出必要的保護(hù)措施，確保檢測(cè)點(diǎn)周邊20 cm范圍內(nèi)不受干擾[3]。

（2）DN值：公路路基回填施工時(shí)，應(yīng)檢測(cè)粒徑大于5 mm的填料含量占比。若占比大于30%，應(yīng)使用DCP檢測(cè)實(shí)際的DN值，提高DN值結(jié)果的準(zhǔn)確性，保證檢測(cè)頻率與壓實(shí)度一致，且測(cè)點(diǎn)大于6個(gè)。

（3）壓實(shí)度：檢測(cè)壓實(shí)效果是沖擊碾壓施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是改善公路路基建設(shè)質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。路基的壓實(shí)效果是否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，直接決定著工程整體的建設(shè)目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)[4]。該工程試驗(yàn)段全長(zhǎng)60 m，經(jīng)計(jì)算，應(yīng)至少做4次壓實(shí)度檢測(cè)，表2是具體的壓實(shí)度樣本監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

（4）土的物理力學(xué)參數(shù)：該參數(shù)是依據(jù)公路工程所處地區(qū)的地質(zhì)條件、環(huán)境特點(diǎn)、公路等級(jí)等情況而確定，其中，物理參數(shù)是指土的天然含水率、密度、粒徑、液塑限等；力學(xué)參數(shù)是指壓縮模量、壓縮系數(shù)、內(nèi)摩擦角、黏聚力等[5]。

4 沖擊碾壓技術(shù)在公路路基施工中的應(yīng)用

4.1 沖擊碾壓前的準(zhǔn)備

清理公路路基表面，使用平地機(jī)初步碾壓回填后的路基，實(shí)現(xiàn)路基平整。合理設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)位置，確保沖擊碾壓施工前能準(zhǔn)確觀測(cè)并記錄標(biāo)記點(diǎn)的標(biāo)高。檢測(cè)公路路基回填料的含水率情況，確定最佳含水率標(biāo)準(zhǔn)。若含水率過高，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行翻拌晾曬。若含水率過低，可使用灑水車為路面適量灑水，保證含水率始終控制在最佳含水率的±4%范圍內(nèi)。正式開始沖擊碾壓施工前，應(yīng)檢測(cè)樣本點(diǎn)的實(shí)際壓實(shí)度情況，確保壓實(shí)效果到達(dá)目標(biāo)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的90%后，再進(jìn)行沖擊碾壓施工[6]。

4.2 沖擊碾壓方法

該工程進(jìn)行沖擊碾壓施工時(shí)，要根據(jù)試驗(yàn)段實(shí)際情況設(shè)定施工參數(shù)，將沖擊碾壓的速率控制在10～15 km/h范圍內(nèi)。壓路機(jī)進(jìn)場(chǎng)時(shí)，要將便于進(jìn)入的一側(cè)作為起始端，逐漸向另一側(cè)以轉(zhuǎn)圈的形式施工。經(jīng)過5次碾壓后，觀察預(yù)先埋置的觀察標(biāo)記點(diǎn)，比較現(xiàn)有高度和施工前高度間的差距，確定5次沖擊碾壓的沉降量數(shù)據(jù)，該工程共需沖擊碾壓20次。為提高施工效率，應(yīng)及時(shí)檢查工地情況，若工地寬度大于4倍的沖擊碾壓機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)向半徑，則需以路基的中心為軸線，均勻劃分路面寬度，再進(jìn)行如圖1所示的沖擊碾壓作業(yè)[7]。

沖擊碾壓施工應(yīng)當(dāng)按照先兩邊，后中間的施工原則進(jìn)行，單次碾壓應(yīng)與之前的碾壓輪跡有超過30%的重疊度，且每次沖擊碾壓的標(biāo)準(zhǔn)是輪跡完全覆蓋整個(gè)路基的表面。具體情況如圖1，實(shí)際沖擊碾壓施工時(shí)，應(yīng)依據(jù)沖擊壓路機(jī)的前進(jìn)方向，將公路路基分為幾個(gè)窄道，窄道間應(yīng)互相平行且按順序做好編號(hào)，該工程的路基寬度較大，共設(shè)置了6條窄道。實(shí)際操作時(shí)，沖擊壓路機(jī)應(yīng)先進(jìn)入1號(hào)窄道，并從窄道的末端掉頭進(jìn)入4號(hào)窄道，再?gòu)?號(hào)窄道的末端掉頭至2號(hào)窄道，從2號(hào)窄道末端掉頭進(jìn)入到5號(hào)窄帶，從5號(hào)窄道末端掉頭進(jìn)入到3號(hào)窄帶，從3號(hào)窄帶末端掉頭進(jìn)入6號(hào)窄道，最后以6號(hào)窄道為最終的出口，以此完成一遍的公路路基沖擊碾壓施工，后續(xù)施工應(yīng)繼續(xù)以此順序進(jìn)行[8]。

若公路路基沖擊碾壓時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)的寬度不超過沖擊壓路機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑的4倍，則應(yīng)以依據(jù)圖2所示的辦法展開施工。

沖擊壓路機(jī)同樣是從1號(hào)窄帶進(jìn)入到路基，當(dāng)碾壓至1號(hào)窄道末端時(shí)直接掉頭進(jìn)入2號(hào)窄道，繼續(xù)行駛至2號(hào)窄道末端后轉(zhuǎn)彎掉頭進(jìn)入3號(hào)窄道，行駛到末端后進(jìn)入4號(hào)窄帶，待碾壓完成4號(hào)窄道后，駛離公路基面，以此順序作為一次的沖擊碾壓施工過程。

為提高施工效率，保證碾壓效果的連續(xù)性和穩(wěn)定性，應(yīng)在公路兩端預(yù)留足夠的空間，保證沖擊壓路機(jī)能夠順利轉(zhuǎn)彎和掉頭。該公路工程建設(shè)時(shí)，選擇了25kJ型號(hào)的對(duì)沖擊壓路機(jī)，施工時(shí)要保持兩個(gè)沖擊碾壓輪間的間距是1.17 m，每次完成碾壓后，都需檢查輪跡情況，確保輪跡的重疊度大于30%。圖1和圖2的沖擊壓路機(jī)碾壓路線圖是理想的設(shè)計(jì)效果圖，實(shí)際操作時(shí)還應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，合理劃分并調(diào)整沖擊碾壓窄道的范圍。為提高窄道劃分的準(zhǔn)確性與合理性，施工技術(shù)人員應(yīng)預(yù)先進(jìn)場(chǎng)調(diào)研，使用測(cè)量放線法計(jì)算沖擊碾壓路段的長(zhǎng)和寬，合理規(guī)劃沖擊壓路機(jī)的行駛路線，避免影響碾壓施工的目標(biāo)進(jìn)度[9]。圖3為沖擊碾壓施工的錯(cuò)輪控制情況。

4.3 沖擊碾壓遍數(shù)的選擇

該工程采取了擴(kuò)散分布形態(tài)進(jìn)行沖擊碾壓施工，保持沖擊壓路機(jī)的行駛速度在10～15 km/h范圍內(nèi)。沖擊壓路機(jī)行駛兩次為完成一遍的沖擊碾壓過程，每次進(jìn)行第二次碾壓時(shí)，應(yīng)保證單輪從第一次碾壓后兩輪之間邊距的中間通過，保持兩側(cè)各0.13 m的間隙。第二遍碾壓施工時(shí)，要保持第一次沖擊碾壓行駛路徑向內(nèi)側(cè)偏0.2 m，確保能完整覆蓋第一遍沖擊碾壓的間隙。第三遍碾壓施工時(shí)，應(yīng)重復(fù)第一遍碾壓的路徑。

綜上，公路路基碾壓施工時(shí)，沖擊壓路機(jī)應(yīng)以峰谷形態(tài)實(shí)現(xiàn)縱向的沖擊碾壓作業(yè)，一次沖擊碾壓的單元包括單雙兩遍。沖擊碾壓為雙數(shù)時(shí)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)壓路機(jī)的轉(zhuǎn)彎半徑和波谷交替，最大程度上降低公路路基的峰谷，保證碾壓完成后的公路路面平整。每完成5遍沖擊碾壓后，應(yīng)轉(zhuǎn)變碾壓方向（如前5遍碾壓方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，后5遍碾壓應(yīng)為逆時(shí)針）。沖擊碾壓過程應(yīng)保持連續(xù)，完成20遍碾壓后需進(jìn)行高程檢測(cè)，并檢查路面的壓實(shí)度情況，將現(xiàn)有路面高程和壓實(shí)度數(shù)據(jù)與初始值作對(duì)比，最終控制沉降量差值在50～70 mm范圍內(nèi)，并需通過灌砂法檢測(cè)，保證壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)符合設(shè)計(jì)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)路基施工的預(yù)期效果。若未實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行沖擊碾壓作業(yè)[10]。

5 應(yīng)用沖擊碾壓技術(shù)的注意事項(xiàng)

沖擊碾壓時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意以下事項(xiàng)：

（1）沖擊碾壓施工時(shí)，每個(gè)標(biāo)段都應(yīng)配備必要的技術(shù)負(fù)責(zé)人，并要求負(fù)責(zé)人深入施工場(chǎng)所，對(duì)施工過程進(jìn)行指導(dǎo)；特別是監(jiān)理人員，應(yīng)當(dāng)全程旁站，并跟蹤記錄、拍攝沖擊碾壓施工的全過程，獲取一手資料，為后續(xù)公路路基工程竣工驗(yàn)收提供必要的依據(jù)。待沖擊碾壓施工結(jié)束后，應(yīng)邀請(qǐng)專業(yè)的質(zhì)檢和監(jiān)理人員檢測(cè)工程質(zhì)量，確保工程建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，推動(dòng)后續(xù)工序的有序進(jìn)行。

（2）正式?jīng)_擊碾壓施工前，應(yīng)檢測(cè)填料的含水率指標(biāo)，若含水率過低，應(yīng)做好灑水處理，確保回填料內(nèi)部有充足的水分，實(shí)現(xiàn)壓實(shí)目標(biāo)。提前檢查施工范圍內(nèi)的路面平整情況，及時(shí)將深坑、洞穴等填平。若實(shí)際沖擊碾壓過程中，存在范圍較廣的局部沉降，可使用推土機(jī)將路面整平，再進(jìn)行后續(xù)的沖擊碾壓作業(yè)，以滿足沖擊碾壓的目標(biāo)效果。

（3）施工前，應(yīng)先考察周邊環(huán)境，掌握周圍構(gòu)筑物的實(shí)際分布情況，檢查地下管線的埋設(shè)部位，并做出合理的保護(hù)。若施工經(jīng)過河溝區(qū)域，需要事先劃定安全界限；若周邊存在需要保護(hù)的構(gòu)筑物，也應(yīng)合理計(jì)算保護(hù)范圍并在外圍做出明顯標(biāo)記。表3是通常情況下沖擊碾壓采取的安全保護(hù)距離。

6 結(jié)論

綜上，該文結(jié)合具體案例，研究了沖擊碾壓工藝在公路路基施工中的應(yīng)用，并得出以下結(jié)論：

（1）為保障公路工程的建設(shè)質(zhì)量，防止項(xiàng)目在投入運(yùn)營(yíng)后過早出現(xiàn)嚴(yán)重的病害問題，應(yīng)改善施工工藝，引入沖擊碾壓施工技術(shù)，提高路基的承載力和壓實(shí)效果，減少沉降量，實(shí)現(xiàn)路基的穩(wěn)定性。

（2）與傳統(tǒng)路基施工工藝相比，沖擊碾壓施工工藝具有壓實(shí)連續(xù)性更強(qiáng)、影響深度更大等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)檢測(cè)，傳統(tǒng)碾壓工藝的影響深度約為0.6～0.7 m，而沖擊碾壓施工工藝的最大影響深度能達(dá)到6 m，由此可見，單次沖擊碾壓的填筑厚度約為1～1.5 m，能顯著提升公路路基的施工效率，應(yīng)用價(jià)值更強(qiáng)，值得大范圍推廣應(yīng)用。

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