談沖擊壓實技術(shù)在路基工程中的應(yīng)用

李琦

【摘 要】文章主要介紹了沖擊壓實技術(shù)的作用，沖擊壓實技術(shù)的特點，沖擊壓實機的壓實效果等。文中重點分析沖擊壓實技術(shù)的應(yīng)用，通常運用于填石路基和濕陷性黃土路基中。

【關(guān)鍵詞】沖擊壓實技術(shù)；路基工程；沖擊壓實機；沖擊碾壓

1.沖擊壓實技術(shù)的工作作用原理

在沖擊壓路機中都有能夠?qū)⒆饔昧衅饋淼妮喿樱ㄍǔ槲暹呅位蛘呷切危?，在運行過程中，沖擊壓路機的輪子上能夠產(chǎn)生很大的能量，實現(xiàn)壓實土塊、石頭等填料的目的。沖擊壓實機有兩種工作迷失：自動運行的沖擊壓實機和拖著牽引的沖擊壓路機。在運行的時候，三葉形凸輪滾動，距離輪軸中心最遠的著地點沖壓輪整體，瞬時會產(chǎn)生一個重力勢能，再加上牽引的機械轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的動能會對距離輪軸中心最近的著地點造成沖擊，產(chǎn)生向土體蔓延的沖擊波。如此在沖擊壓實機運行中不斷重復(fù)，土體就會被輾壓的十分密實均勻。沖擊壓實機與傳統(tǒng)的振動壓實機相比，高振幅低頻率的工作方式取代了高頻率低振幅，實現(xiàn)了技術(shù)上的突破。

如果路基是非飽和狀態(tài)，沖擊輪進行碾壓作業(yè)時，輪著地產(chǎn)生的動能釋放，會對沖壓輪下的地方形成瞬時的沖擊動荷載，對深層土顆粒進行傳遞和迅猛擠壓，而且還能使顆粒相互的靠攏，從而把孔隙中的水和氣排出，進一步壓實擠密土顆粒。而路基的壓實深度會隨著碾壓遍數(shù)的增加而越來越緊密。

2.沖擊壓實技術(shù)的特點

對于振動壓實機中影響其壓實效果和壓實生產(chǎn)率的重要參數(shù)，是壓實深度的大小和鋪層的厚度大小。經(jīng)過一些相關(guān)工程實際操作發(fā)現(xiàn)，影響壓路機面積生產(chǎn)率的一個重要因素，是振動壓實機的碾壓速度。施工單位為了提高壓實效果，提升壓實生產(chǎn)效率，一般會增強土石填料的密實度，對圖試題的自重問題減少其壓密的沉降變形。除此之外，還應(yīng)當(dāng)努力改進壓實工藝，將新的壓實技術(shù)應(yīng)用到輾壓方式和輾壓技術(shù)中，以此促進碾壓速與實鋪層的厚度。

沖擊壓實技術(shù)有三個特點：工作頻率低、壓實振幅高，于壓實作用中較大的對土石方增大壓實功能。與傳統(tǒng)的振動壓實相比較，沖擊壓實機的功能高出10倍以上，在壓實厚度與壓實深度上也做了新的突破。另外，沖擊壓實的工作速度也要比振動壓實高出很多，提高了輾壓工作的工作效率。目前，在沿海地區(qū)的道路工程中，已經(jīng)開始使用沖擊壓實技術(shù)，并且取得了非常好的效果。

3.沖擊壓實機壓實效果

3.1提高工作效率

沖擊壓實技術(shù)相比振動壓實技術(shù)的生產(chǎn)率要高出十幾倍，可見沖擊壓實技術(shù)在路基工程中能提高工作效率。能對壓路機生產(chǎn)率起到重要作用的是其行駛的速度以及鋪層的厚度。一般情況下，振動壓路機的最優(yōu)碾壓速度是3～6千米每小時，最優(yōu)的壓實層厚度是30～50厘米。而對于一臺25KJ-T3的沖擊式壓實機，其最優(yōu)的碾壓速度可以達到9～12千米每小時，最優(yōu)的壓實層厚度則可以達到500厘米?？梢姏_擊壓實機的壓實效果是非常理想的，這就使得生產(chǎn)效率得到了大大的提高。

3.2減少壓實遍數(shù)，提高路基的整體強度

經(jīng)過一系列的工程實踐證明，如果路基被重加補壓的次數(shù)超過20次，土石路基的強度會顯著增強。還使原來振動壓實達到路床壓實標(biāo)準的路基下沉5～7厘米，若是下沉超過7厘米，則說明原來的壓實度不夠。而且沖碾20遍后，于1.5米層厚范圍內(nèi)壓實度均增加3%～5%.因為沖碾是路床頂面上全面積的均勻沖碾壓實，達到了全路基的直接檢驗與補充追加壓實，在路床頂面以下1.5米形成連續(xù)、均勻、密實的加固層，提高了路基的綜合強度與穩(wěn)定性。

3.3減少路基工后沉降

沖擊壓實機具有非常明顯的壓實效果，能有效的減少路基的工后沉降問題。沖擊壓實機的壓實作業(yè)時的行駛速度為9～12千米每小時，其沖擊壓實速度非?？?，每秒對地面的沖擊次數(shù)都保持在兩次以上。這表明沖擊壓實機在對土石路基進行低頻率高振幅壓實的同時還能使沖擊工作面產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的強烈沖擊波，這種沖擊波也能夠向著地表深處蔓延。從另一種意義上講，沖擊壓實技術(shù)與地震傳播的特性很像，其壓實深度與輾壓次數(shù)有關(guān)，并且呈正比關(guān)系，輾壓次數(shù)增加，壓實深度也會增加。通常通過振動壓路機碾壓達到的標(biāo)準路基壓實度，用沖擊壓實機進行20遍的補壓之后，沉降度還可以達到3%～5%，下降量能達到5～7厘米。這就很好的解決了路基工后常常會出現(xiàn)的差異性沉降現(xiàn)象。

4.沖擊壓實技術(shù)的運用

4.1沖擊壓實技術(shù)在填石路基中的應(yīng)用

我國地形復(fù)雜多樣，地形種類齊全，各種地形交錯分布，山區(qū)面積比較廣大。對于一些丘陵、山區(qū)的石方或者洪積土地帶，有我國的很多公路國道主干線經(jīng)過。對于這些路段的建設(shè)時，要使用碎石、塊石等作為路基修筑的填方材料。所以，目前高速公路建設(shè)工程的重要問題是解決填石路堤的壓實標(biāo)準、對質(zhì)量的控制以及施工檢測。

路基必須密實、均勻、穩(wěn)定，這是公路建設(shè)的要求，也是保障路面的順暢安全通車水平。對于填石的路基要做到密實、均勻和穩(wěn)定，是存在一定的難度。如果是石料的性質(zhì)不夠好，再加上處于斜坡溝谷地帶的復(fù)雜地形，則會使填石路基同一個斷面的填筑高度差加大，也會導(dǎo)致大的石塊之間難以嵌鎖緊密，進而造成塊石間點面之間的接觸出現(xiàn)松動現(xiàn)象。要解決路基的這種現(xiàn)象，則需要對壓實工藝進行改進，增加碾壓功能，提高壓實度等。要解決填石路堤的工后沉降的現(xiàn)象，進而有效的促進路基整體強度，可以運用高能量沖擊壓實機進行碾壓路基。通過在不同地方、不同土質(zhì)、不同土方路基中對沖擊壓實技術(shù)進行了試驗，壓實效果良好，路基的整體強度得到提高，對于實現(xiàn)提升工作效率、延長路面使用時間具有很好的作用。

4.2沖擊壓實技術(shù)在濕陷性黃土路基中的應(yīng)用

濕陷性黃土是一種不良的土質(zhì)，對公路的建設(shè)非常不利。這種濕陷性黃土的孔隙比較大，基本可以用肉眼就能看到孔隙。濕陷性黃土的顆粒間存在很大的結(jié)構(gòu)強度，天然干燥的狀態(tài)下，可達到200kN每平方米的承載力，土質(zhì)的變形量也很小。如果遇到雨雪或者冰雹等天氣，濕陷性黃土?xí)退l(fā)生作用，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)自重和載荷作用都被破壞，發(fā)生不均勻的沉降現(xiàn)象。對路基結(jié)構(gòu)造成破壞。這樣就會引發(fā)邊坡滑道、坍塌等問題，這種事故具有突發(fā)性，而且工程中很難對其沉陷的位置做出預(yù)測。還有便是這種濕陷性的黃土具有顆粒細而均勻的特征，很難壓實，而且還會出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。

對這樣的濕陷性黃土，則可以運用填前碾壓和分層碾壓的方法進行解決。填前碾壓就是對處于黃土地區(qū)的公路填方路基基底進行沖擊壓實40遍，提高土基的平均壓實度和提高黃土的干密度，并有效的降低其濕陷系數(shù)。于1米內(nèi)的路基底面進行碾壓實，從而使其形成連續(xù)、均勻、密實的加固硬層。分層壓實則是對路堤填料為濕陷性黃土的，按20厘米的深度進行分層壓實，這是先用常規(guī)的壓實設(shè)備進行，壓到90%～92%的壓實度。然后，以80厘米的分層進行20遍沖擊壓實機的沖壓，對于特殊的路段則要進行30～40遍的壓實。這樣能使沉降減少，使壓實度提高，之后再整平，并進行兩三次的常規(guī)壓實設(shè)備碾壓，從而使表層穩(wěn)定、密實。

【參考文獻】

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