路基工程中沖擊壓實技術應用研究

曹家亮

摘要：路基施工是公路工程的重要組成部分，其施工質量將會對公路承載力、穩(wěn)定性和使用壽命等產(chǎn)生直接影響。路基工程中，壓實是一道必不可少的工序，沖擊壓實技術相比于普通壓實技術，采用了非圓形輪設計，集靜壓、沖擊、揉搓于一體，在增強路基穩(wěn)固性、加快施工進度和提升壓實效果等方面均有顯著優(yōu)勢。文章分析了沖擊壓實技術原理和應用特點，研究了各個施工環(huán)節(jié)的技術要點和影響因素，以期為同類路基壓實工程提供參考。

關鍵詞：沖擊壓實;路基工程;應用優(yōu)勢;技術要點

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.08.013

文章編號：1673-4874（2019）08-0046-02

0引言

近年來，我國公路工程建設規(guī)模不斷擴大，同時對于公路施工質量也提出了更高的要求。新技術、新設備的應用，在加快公路路基工程施工效率和提升公路整體質量等方面均發(fā)揮了重要作用。沖擊壓實技術作為一種新型路基施工技術，在降低填料要求、增加填方厚度等方面，比傳統(tǒng)壓實技術更具優(yōu)勢。但是部分施工單位沒有掌握沖擊壓實技術要點，施工過程中經(jīng)常會遇到一些技術層面上的問題嘲?；诖?，本文首先對路基沖擊壓實技術原理及其應用特點進行闡述，然后對各環(huán)節(jié)的技術要點和影響因素展開了詳細分析。

1沖擊壓實技術原理

普通壓實技術，在將填料攤鋪平整后，使用大噸位的圓筒形滾輪進行碾壓。而j中擊壓實技術則創(chuàng)新性地使用了非圓形輪，在壓路機行駛過程中，輪子會對填料進行反復揉搓、沖擊，填料在位移、變形過程中，一方面減少了填料中的空隙，密實度得到了進一步提升，使路基具有更好的防水性和承載力;另一方面，沖擊壓實技術具有更加廣泛的實用性，在復雜地質條件下也能夠發(fā)揮較為理想的效果。

2路基工程中沖擊壓實技術的應用優(yōu)勢

2.1降低對填料的要求

普通壓實技術中，對土壤含水量有著較為嚴格的要求，如果土壤含水量偏大或偏小，不僅增加了壓實工作量，而且實際碾壓效果并不理想，無形中延長了路基工程的工期。另外，一些規(guī)模較大的路基工程，由于本身施工周期長，施工過程中不可避免會遇到惡劣天氣或地質災害，導致土壤含水率發(fā)生變化，原來的壓實操作也被迫中斷，給路基工程質量帶來負面影響。而j中擊壓實技術的應用，則降低了對填料的要求。例如在部分低洼路段或是雨水較多的地區(qū)，進行路基施工時，都可以使用沖擊壓實技術，其壓實效果并無明顯差異。

2.2增加了填方的厚度

路基工程中，填方厚度與路基承載力有正相關關系。特別是在一些軟土地質條件下，增加填方厚度，在增加路基穩(wěn)定性的同時，還能夠減少公路開裂、變形等病害問題的產(chǎn)生。采用普通壓實技術的壓路機上安裝圓筒形滾輪，主要提供垂直方向上的壓力，隨著填方厚度的增加，壓實效果也會逐漸減小，通常來說填方厚度達到60cm后，普通壓實技術已經(jīng)很難發(fā)揮壓實效果。而使用沖擊壓實技術，則能夠將沖擊壓實厚度增加至100cm左右，對增加路基連續(xù)性以及預防因為車輛荷載引起的路基沉降問題有顯著作用。

2.3加固軟弱地基

軟弱地基在施工階段通常無明顯質量問題，但是在公路開放行車后，特別是在車流量較大且有較多大噸位貨車的路段，容易出現(xiàn)路基沉降、路面開裂等質量問題，嚴重影響行車安全，且后期維修費用較高。沖擊壓實技術的運用，在加強軟弱路基方面也取得了良好效果。在非圓形輪的反復碾壓、搓揉下，軟弱地基中多余的水分會因為壓力作用排出;同時，在非定向的荷載作用力下，路基填方材料的密實度增加，地基穩(wěn)定性增強。在路基填方材料的固結速度上，也明顯優(yōu)于普通壓實技術。

3路基工程中沖擊壓實的施工要點

3.1基面處理

在應用沖擊壓實技術前，需要做好充分的準備工作，一來有助于今后路基施工的順利進行;二來也能夠在一定程度上加快施工效率。基面處理工作主要包括：（1）將路基施工段的雜草、碎石、浮土等清理干凈。如果該區(qū)域有大型的巖石，在清除巖石后還需要人工蕩平表面土層，保證基面的平整性。如果基面面積較大，或是工期較為緊張，可以嘗試使用推土機進行推平。（2）進行初步的基面土壤含水率檢測。雖然沖擊壓實技術基本不會受到含水率變化的影響，但是仍然需要通過測量具體數(shù)值，方便后期施工人員采取誤差控制措施。（3）做好路基工程兩側的排水工作，降低雨水或地下水堆積產(chǎn)生的負面影響。

3.2測量放樣

完成初步的準備工作后，現(xiàn)場施工人員還需要按照相關要求開展測量放樣工作，具體工作內容包括三點：（1）按照施工圖紙，重新校對路基工程中所有的水準點，并確定各個水準點的坐標、相連水準點之間的距離等無誤。如果路基工程較為復雜，為了方便記錄，還可以在施工圖紙上對水準點詳細信息進行標注。（2）如果路基工程位于直線段，按照25m的間隔距離布設樁位;如果是曲線段，按照15m的間隔距離布設樁位。樁位可以用來校對路基寬度。（3）路基兩側邊緣處，應當適當進行加固，有條件的路段需要在路基兩側設置排水溝。

3.3沖擊壓實

在測量放樣工作開展的過程中，可以視路基工程現(xiàn)場情況，將施工所用的各類設備運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，并將各類設備、物料分別進行擺放。對機械設備、各類物料的質量進行檢查，確定符合路基工程施工標準后開始進行沖擊壓實作業(yè)。具體步驟包括：（1）在平整過后的基面上，使用灑水機均勻灑水，可以起到防止塵土飛揚的效果。（2）沖擊壓路機嚴格按照上一步劃定出的路基邊線行進。其要保持勻速行駛，速度一般在12～15m/s，保證沖擊壓實效果。完成一遍壓實后，重復進行第二遍壓實，重復輪跡為滾輪寬度的1/2。（3）現(xiàn)場施工人員使用工具測量壓實后的路基，如果其各項指標均滿足施工要求，進行路基平整，完成施工。

4施工中影響沖擊壓實效果的因素分析

4.1設備因素

為確定沖擊壓路機的有效壓實深度及分析其對碾壓厚度的提高效果，本文填筑了兩段厚度為1.5m的路基土，使用平地機整平后分別采用YZCl0型雙鋼輪振動壓路機和YCT25KC型沖擊壓路機進行壓實施工，碾壓遍數(shù)為5遍，然后分別測定壓實度，結果如表1所示。

由表1數(shù)據(jù)分析可知，沖擊壓路機能有效提高路基土壓實度。在0.3m深度范圍內，使用振動壓路機進行碾壓時，碾壓前后的壓實度平均值增加3%，而使用沖擊壓路機進行施工時則增加了5%。這是由于沖擊壓路機能對路基土提供沖壓和揉搓作用造成的。

4.2沖壓遍數(shù)

在前幾次沖擊壓實中，隨著沖擊壓實次數(shù)的增加，路基填料的密實度也會不斷增加。但是當路基密實度達到一定數(shù)值后，反復沖擊壓實的效果也會逐漸減弱。因此，具體的沖壓次數(shù)，需要根據(jù)路基工程所在區(qū)域的地質條件以及壓路機噸位等多種因素來確定。結合以往技術應用經(jīng)驗，當壓路機的沖擊壓實次數(shù)達到1 5次后，壓實度基本上能夠達到90%以上，隨后再進行第20次、25次和30次及以上的沖壓遍數(shù)，壓實度最終維持在95%～97%之間，即當沖壓遍數(shù)達到1 5次后，沖擊壓實效果開始減弱。一般認為在沖壓20次后，可以達到理想的壓實度。

4.3含水率

路基填料中的含水率，也是影響沖擊壓實效果的重要因素。雖然相比于普通壓實技術，沖擊壓實能夠適用于不同含水率的路基，但是大量的施工經(jīng)驗證明，路基填料含水率控制在10%～20%之間，沖擊壓實的工作效率和固結效果最為理想。尤其是隨著施工標準的不斷提高，對于含水率的有效控制也成為施工單位需要關注的問題。以沖擊壓實15次為例，當土壤含水率為10%時，經(jīng)測量壓實度達到了91%;當土壤含水率為1 5%時，經(jīng)測量壓實度達到了95%;當土壤含水率為20%時，經(jīng)測量壓實度為90%。這一數(shù)據(jù)也印證了沖擊壓實技術最佳適用的土壤含水率應當在15%左右。

5結語

沖擊壓實技術是用非圓形輪代替了傳統(tǒng)的圓筒形輪，因此在壓路機行進過程中，能夠對路基填料進行反復的揉搓、擠壓，通過提高土層密實度、增加填方厚度等措施，提高了路基的穩(wěn)定性和承載力。除此之外，沖擊壓實技術還具有較強的環(huán)境適應能力，能夠適應復雜地質條件，這也與公路工程跨度大、施工環(huán)境多樣有較高的契合度，因此在公路路基工程中有著廣泛應用。施工單位除了要加強對沖擊壓實技術優(yōu)勢的重視外，還要掌握技術要點，真正發(fā)揮技術優(yōu)勢，為我國公路工程建設與應用提供技術支持。