沖擊碾壓技術(shù)在高速公路路基施工中的運用分析

初 磊

山東恒建工程監(jiān)理咨詢有限公司，山東濰坊 261061

0 引言

路基(subgrade)指的是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的作為路面基礎(chǔ)的帶狀構(gòu)造物，路基是用土或石料修筑而成的線形結(jié)構(gòu)物。它承受著本身的巖土自重和路面重力，以及由路面?zhèn)鬟f而來的行車荷載，是整個公路構(gòu)造的重要組成部分。高速公路相對于普通公路需要承受更大的重量以及震動，它對路基的要求會更高。這也對高速公路路基的施工提出了技術(shù)性要求，其中，沖擊碾壓技術(shù)對于提高高速公路路基的強度及穩(wěn)定性、降低工后沉降的風(fēng)險有著顯著效果，是得到愈發(fā)廣泛運用的新技術(shù)。

1 沖擊碾壓技術(shù)在高速公路路基施工中的運用效果分析

沖擊碾壓已成路基是提高路基強度與穩(wěn)定，加快公路建設(shè)，確保工程質(zhì)量的一種創(chuàng)新技術(shù)。運用效果在工程界受到了良好的評價。

1.1 提高路基的穩(wěn)定性

沖擊碾壓技術(shù)的要點是采用25kJ高能量沖擊壓實機，在已完成的路基上進(jìn)行沖擊碾壓的連續(xù)作業(yè)，隨著沖擊碾壓遍數(shù)的增加，使路基由上至下碾壓而增加密實度，形成厚1.0m～1.5m的加固層，完成優(yōu)質(zhì)路基的強度與穩(wěn)定性要求。沖擊式壓實機作業(yè)時，在半空間表面上豎向沖擊能傳給地基的能量是由壓縮波（P波）、剪切波（S波）和瑞利波（R波）聯(lián)合傳播的。壓縮波的質(zhì)點運動是屬于平行于波陣面方向的一種推拉運動，它使上粒錯位；剪切波的質(zhì)點運動引起和波陣面方向正交的橫向位移；而瑞利波的質(zhì)點運動則是由水平和豎向分量所組成。剪切波和瑞利波的水平分量使土顆粒間受剪，可使土得到密實，其沖擊壓實功能反映的擊實標(biāo)準(zhǔn)大于目前國際上修正葡氏擊實標(biāo)準(zhǔn)，所產(chǎn)生的高能量沖擊功能使路基進(jìn)一步密實堅固穩(wěn)定。

1.2 降低工后沉降率

不同的地形環(huán)境、不同的填筑材料、不同的厚度及均勻性要求等情況對對沖壓效果的影響都是不可以忽略的。再加上土石自重的因素，工后沉降的情況經(jīng)常出現(xiàn)。相關(guān)實驗表明，當(dāng)沉降量梯度在0.6%以上的時候（此時，工后沉降率會接近0.4%），就可能出現(xiàn)變形和裂縫等情況，從而發(fā)生沉降，影響路面交通安全和正常使用。實驗和實踐表明，使用沖擊碾壓技術(shù)可以使高速公路的工后沉降率下降到0.1%～0.15%之間，從而可以有效地減少裂縫等情況的出現(xiàn)，從而增強高速公路的使用效率。

2 沖擊碾壓技術(shù)在高速公路路基施工中的施工工藝的運用

2.1 沖擊碾壓技術(shù)的適用范圍

沖擊碾壓技術(shù)在路基填土高度、填筑材料和作業(yè)面的要求等方面有著特殊的適用范圍。如果路基填土的高度在150cm以上，則適合使用沖擊碾壓技術(shù)；如果路基在150cm以下，則適合使用普通的碾壓技術(shù)。路基的填筑材料以砂型土為宜，且塑性指數(shù)應(yīng)小于12，天然含水率不能高于2%，但亦最好不低于-4%。至于作業(yè)面范圍，主要是說施工段長度不能短于100m，而最好位于300m～500m之間，而對轉(zhuǎn)彎路段的沖擊碾壓則計入下一段施工計劃。

2.2 沖擊碾壓技術(shù)的施工工藝的運用

在高速公路路基的施工中，運用沖擊碾壓技術(shù)需要在流程、設(shè)備和具體實施方面注重工藝的運用，從而做到技術(shù)使用效果的最大化。

1）工藝流程

一般地說，在高速公路路基施工中運用沖擊碾壓技術(shù)要遵循以下流程：地基檢測-測量放樣-填土穩(wěn)壓與整平-埋設(shè)檢測點-沖擊碾壓-質(zhì)量檢測。這樣的流程可以保證沖擊碾壓的有序進(jìn)行，并保證一次性達(dá)標(biāo)的實現(xiàn)，對于減少返工和降低工后沉降率具有流程性保障。

2）填土及整平

在地基檢測和測量放樣工作完成以后，便會進(jìn)入實質(zhì)性工作階段，也即是路基填土和整平。這會按照鋪設(shè)好的方格網(wǎng)進(jìn)行。填筑的寬度一般來說要比設(shè)計的寬度每側(cè)多1m以上，這是因為在沖壓過程中，邊部圖會向兩側(cè)移動，如果不預(yù)留寬度就會導(dǎo)致邊部壓實難以實現(xiàn)。在整平過程中，需要注意的細(xì)節(jié)是要檢測表面下20cm處填土的含水率，要保證每2 000m2的填土的含水率不少于8%，只有在這項指標(biāo)達(dá)到以后才可以運用沖擊碾壓技術(shù)進(jìn)行沖壓，否則會造成路面難以壓平壓實。

3）沖擊碾壓

在進(jìn)入沖擊碾壓環(huán)節(jié)以后，沖壓順序、沖壓方法、沖壓遍數(shù)和沖壓速度的控制直接關(guān)系到?jīng)_壓效果。

在沖壓順序上，以道路中心線為對稱軸， 采用錯輪回轉(zhuǎn)法進(jìn)行沖擊碾壓在實踐中得到了很好的反饋。在沖壓速度上，在保持安全距離（離路肩邊緣1m）的前提下，以10km/h～12km/h的速度平穩(wěn)行進(jìn)是實踐中通用的做法。至于沖壓遍數(shù)，則根據(jù)松鋪厚度和壓實度要求來確定，一般來說，20遍～25遍是合理的范圍，另外對于路基邊部約5m的寬度要比其他部分多壓4便以保證邊部壓實。

在沖壓方法上，為了保證平穩(wěn)和均勻，來回錯輪沖壓的沖壓方式被證實是最為有效的，這要求輪跡間不得重疊，錯輪的橫向間隙應(yīng)留25cm左右，縱向每一沖壓的交錯為1/6周長，且每5遍改變一次沖壓方向以壓實波峰和錯峰，從而做到整體沖壓效果的達(dá)標(biāo)。對于沖壓后表層土較為松散的情況，可采用直接下層填補的方法或者采用振動壓路機進(jìn)行補壓。

4）質(zhì)量檢測

對沖擊碾壓效果的檢測可以從厚度檢測和壓實度檢測兩點入手。厚度方面，從松鋪厚度到壓實厚度都需要加以控制，運用定點觀測點進(jìn)行抽樣控制。厚度值用鐵釘系紅布條或者工后方格網(wǎng)抄平，然后取平均值計算即可。比如，某高速公訴段的施工中測量數(shù)據(jù)表明，松鋪厚度100cm，沖壓23遍以后為78cm（沉降22cm）。壓實度檢測通常使用的是灌沙法，在每個實短的斷面設(shè)計上不少于3個，而每個斷面又會選擇至少5個檢測點。檢測點的最佳分布為：路線中心一個點、中線15m兩邊2個點、坡腳線內(nèi)側(cè)一米處兩邊共2個點。檢測深度一般以20cm為梯度測量上、中、下三層的壓實度。

3 結(jié)論

沖擊碾壓技術(shù)運用在高速公路的路基施工以來，效果和效益正如試驗階段的預(yù)測那樣，在技術(shù)經(jīng)濟方面具備了相對傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)越性。以每平方米的填筑壓實成本來看的話，采用沖擊碾壓技術(shù)可以節(jié)約成本0.8元，這對工程量浩大的高速公路而言，成本控制效果十分可觀。除了節(jié)約壓實成本，沖擊碾壓技術(shù)對于縮短工期、提高路基填筑速度也具備顯著效果。比如，一高速公路路段長為300m，路基的壓實厚度要達(dá)到60cm，如果采用傳統(tǒng)的施工方法壓實可能需要12個工期，而采用沖擊碾壓技術(shù)則只需要7個工期，這樣就有效地加快了施工進(jìn)度，同時也制造了足弓的沉降時間以保障路基的自然夯實，經(jīng)濟效益和社會效益都十分明顯?？梢?，沖擊碾壓技術(shù)在高速公路路基施工中的運用值得肯定，如果結(jié)合各地實際地加以推廣、運用和改進(jìn)，對于我國高速公路的建設(shè)將是十分有益的。

總之，沖擊碾壓技術(shù)在提供高速公路路基的強度和均勻性、降低工后沉降率、加快施工進(jìn)度、處理特殊路基以及節(jié)約施工費用等方面有著顯著效果。

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