高速公路高填路基施工中沖擊碾壓技術(shù)的運(yùn)用

王遠(yuǎn)雄

（廣東晶通公路工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510000）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高速公路作為我國(guó)運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，為滿足日益增長(zhǎng)的運(yùn)輸強(qiáng)度，高速公路建設(shè)也在不斷地完善，需要不斷提升其建設(shè)質(zhì)量，以使高速公路的承載力以及強(qiáng)度能夠滿足不斷提升的運(yùn)輸需求。路基作為高速公路的基礎(chǔ)，其質(zhì)量直接影響了高速公路的質(zhì)量。如果路基的質(zhì)量較差，就會(huì)嚴(yán)重影響高速公路的荷載重量，可能會(huì)因車輛負(fù)荷過(guò)重而導(dǎo)致高速公路出現(xiàn)路基沉降、路面坍塌等問(wèn)題，從而引發(fā)重大交通事故。因此，在施工的過(guò)程中，科學(xué)合理地使用沖擊碾壓技術(shù)，可以有效保障高速公路路基的質(zhì)量，提升高速公路的穩(wěn)固性以及強(qiáng)度[1]。

1 沖擊碾壓技術(shù)

1.1 沖擊碾壓技術(shù)的原理

在進(jìn)行高速公路高填路基施工的過(guò)程中沖擊碾壓技術(shù)是重要的一項(xiàng)施工技術(shù)。沖擊碾壓技術(shù)，主要是指在施工過(guò)程中，使用一定標(biāo)準(zhǔn)的沖擊碾壓機(jī)械，在施工過(guò)程中反復(fù)地對(duì)路基填料進(jìn)行沖擊碾壓，以此來(lái)促使填料牢固地結(jié)合在一起，使其密度不斷增加，從而提升路基整體的強(qiáng)度和穩(wěn)固性。沖擊碾壓技術(shù)的使用原理就是通過(guò)壓實(shí)輪和壓實(shí)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中將高位勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，從而使產(chǎn)生的巨大沖擊力在機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中形成滾動(dòng)力和碾壓力，作用于路基內(nèi)部的深層位置，從而將路基填料內(nèi)部的空氣進(jìn)行排出，促使小顆粒路基填料在沖擊力的不斷作用下融入大顆粒中，以此來(lái)增強(qiáng)填料之間的密度，完成路基填料的位移、壓縮以及變形的過(guò)程[2]。

1.2 沖擊碾壓技術(shù)的特征

在對(duì)沖擊碾壓技術(shù)的施工過(guò)程以及使用效果進(jìn)行總結(jié)時(shí)，發(fā)現(xiàn)沖擊碾壓技術(shù)具有以下幾個(gè)方面的特征：（1）沖擊碾壓壓路機(jī)與傳統(tǒng)的振動(dòng)式壓路機(jī)相比，雖然沖擊式壓路機(jī)的頻率較低，但是其振動(dòng)的幅度較高。沖擊式壓路機(jī)的基本載荷為3000kN，震動(dòng)頻率可以達(dá)到2次/s。沖擊式壓路機(jī)產(chǎn)生的低頻高振幅的沖擊波傳播能力極強(qiáng)，在施工過(guò)程中可以形成聯(lián)合沖擊力，實(shí)現(xiàn)對(duì)公路路基的均衡碾壓，以此來(lái)提升公路路基整體強(qiáng)度。（2）與其他技術(shù)相比，沖擊碾壓技術(shù)不僅在施工的過(guò)程中可以產(chǎn)生較高的能量，而且對(duì)路基的壓實(shí)深度也比較強(qiáng)。（3）由于沖擊式壓路機(jī)在進(jìn)行施工的過(guò)程中可以產(chǎn)生巨大的沖擊力，因此配合壓路機(jī)的運(yùn)行，形成的碾壓力和滾動(dòng)力可以將路基填料中的空氣進(jìn)行擠壓排出，使路基填料在發(fā)生變形和位移的過(guò)程中不斷提升土體的密度，從而增強(qiáng)路基的穩(wěn)固性及強(qiáng)度。

2 高速公路路基施工中沖擊碾壓技術(shù)的運(yùn)用

2.1 準(zhǔn)備工作

在使用沖擊碾壓技術(shù)進(jìn)行高速公路路基施工時(shí)，需要做好以下準(zhǔn)備工作：（1）檢查高速公路路基的平整度及表面的完整度，并對(duì)路基的相關(guān)位置進(jìn)行確認(rèn)，及時(shí)將路基表面的各種雜物和植被進(jìn)行清理，以保障路基作業(yè)面的平整度及清潔程度。（2）需要檢測(cè)路基的含水量是否達(dá)到了施工標(biāo)準(zhǔn)，若檢測(cè)的路基含水量超過(guò)了相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)和施工技術(shù)規(guī)范，則需有效地降低含水量，使符合設(shè)計(jì)要求。（3）需對(duì)路基的壓實(shí)度進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)測(cè)，應(yīng)科學(xué)合理地選擇沉降觀測(cè)點(diǎn)，并埋設(shè)相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)志進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般會(huì)選擇在路基表層以下20cm的位置，并將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄。（4）在進(jìn)行施工前，不僅需要保持路基的最佳含水量，還要保證路基表面的平整度[3]。因此，在檢查過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)路基表面存有石塊或者是不平整的區(qū)域，需對(duì)其進(jìn)行壓平處理，若檢測(cè)的路基含水量較少，那么在進(jìn)行施工前還需要對(duì)路基進(jìn)行灑水處理。

2.2 測(cè)量放樣與地基檢測(cè)

高速公路在施工過(guò)程中會(huì)受到各種因素的影響，為了保障高速公路的控制軸線，需要加強(qiáng)沖擊壓實(shí)及震動(dòng)碾壓場(chǎng)地邊線的測(cè)量放樣工作。在進(jìn)行測(cè)量放樣工作時(shí)，需對(duì)路基測(cè)量控制網(wǎng)進(jìn)行定期檢查，從而保障測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。地基檢測(cè)是指對(duì)高速公路路基的填筑材料進(jìn)行檢測(cè)，在進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中，施工人員要采取合理的方法，嚴(yán)格按工程的相關(guān)規(guī)范對(duì)其性質(zhì)和技術(shù)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析和評(píng)估，以保障路基填筑料符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及承重要求。在進(jìn)行地基檢測(cè)時(shí)，一般會(huì)使用擊實(shí)試驗(yàn)方法確定路基的最佳含水量及最大干密度[4]。為了準(zhǔn)確測(cè)試路基表面的密實(shí)度，還會(huì)采用灌砂的方法來(lái)進(jìn)行有效確認(rèn)，從而科學(xué)合理地定制有效的路基碾壓次數(shù)。

2.3 路基填土與整平

當(dāng)準(zhǔn)備工作、測(cè)量放樣工作以及地基檢測(cè)工作完成后，就開(kāi)始進(jìn)行路基的填土與整平工作。路基的填土和整平工作質(zhì)量直接影響著高速公路路基的穩(wěn)固性及強(qiáng)度，是高速公路路基施工中最為重要的環(huán)節(jié)之一。在進(jìn)行路基填土與整平工作之前，應(yīng)當(dāng)先鋪設(shè)方格網(wǎng)。在路基進(jìn)行壓實(shí)的過(guò)程中，因受到外在壓力的作用，使路基土向兩側(cè)產(chǎn)生移動(dòng)，在一定程度上增加了路基兩側(cè)壓實(shí)工作的困難。因此，在進(jìn)行施工過(guò)程中實(shí)際的路基填筑寬度比設(shè)計(jì)的施工方案寬出1m左右。在進(jìn)行整平工作過(guò)程中，應(yīng)選取正確的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)路基的含水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一般的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為路基表層20cm的位置，為了確保路基的質(zhì)量，在施工時(shí)路基的含水量要在8%以上。當(dāng)路基的填土與平整工作達(dá)到上述要求后，方可進(jìn)行下一步的工序施工。

2.4 沖擊碾壓

沖擊碾壓主要適用于路堤中心高度大于15m或路堤邊坡高度大于18m的高填路堤段的增強(qiáng)補(bǔ)壓，以減少高填路堤后期沉降及差異變形。用沖擊壓路機(jī)械沖碾路基時(shí)應(yīng)大面積進(jìn)行，路堤長(zhǎng)度至少應(yīng)大于100m，以便于壓路機(jī)沖擊時(shí)提高行駛速度，增加激振效果。在進(jìn)行實(shí)際施工的過(guò)程中，沖擊碾壓技術(shù)不僅會(huì)受到?jīng)_擊碾壓方法、速度、碾壓次數(shù)的影響，還會(huì)受到作業(yè)順序的影響。因此，在使用沖擊碾壓技術(shù)對(duì)高速公路路基進(jìn)行施工時(shí)，需注意以下內(nèi)容：（1）應(yīng)當(dāng)以高速公路的中心線為對(duì)稱軸，使用錯(cuò)輪回轉(zhuǎn)法進(jìn)行施工，以此作為路基碾壓施工的順序。（2）在設(shè)定路基沖擊碾壓速度時(shí)，應(yīng)當(dāng)先對(duì)周圍的自然環(huán)境、路基含水量和工程的相關(guān)要求進(jìn)行綜合分析與評(píng)估；沖擊碾壓施工時(shí)應(yīng)觀察是否對(duì)周邊建構(gòu)筑物造成不利影響，從而科學(xué)合理地控制沖擊碾壓速度；沖擊碾壓機(jī)在工作的過(guò)程中一定要保持勻速前進(jìn)，其前進(jìn)速度應(yīng)當(dāng)控制在10～15km/h；由于路基邊緣是壓實(shí)機(jī)具碾壓的薄弱環(huán)節(jié)，在進(jìn)行壓實(shí)工作時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)路基邊坡邊緣地帶的碾壓，同時(shí)，壓路機(jī)還應(yīng)與路肩邊緣始終保持1m的安全距離。（3）路堤應(yīng)分層填筑、分層壓實(shí)。當(dāng)完成路基填土與整平工作，經(jīng)檢驗(yàn)壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，至設(shè)計(jì)沖擊碾壓標(biāo)高后再實(shí)施沖擊碾壓施工，原則上每填高約3m，一般我國(guó)高速公路路基沖擊壓實(shí)遍數(shù)為20遍左右，直至路床頂面以下80cm；路床頂面以下80cm高度處必須進(jìn)行沖擊碾壓，以有效增大路床的整體強(qiáng)度和減少路床的彎沉值，延長(zhǎng)路面使用壽命；最下面一層根據(jù)實(shí)際地形情況按照4～6m控制，擬定沖擊碾壓20遍，部分路段根據(jù)設(shè)計(jì)要求最下面幾層的沖擊碾壓遍數(shù)調(diào)整為10遍；但具體的施工沖擊碾壓次數(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程的實(shí)際需要、相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，路基填料的厚度和性質(zhì)來(lái)進(jìn)行確定。（4）為了保障高速公路路基碾壓施工的均衡性以及穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)避免不同輪跡之間的重疊碾壓；橫向碾壓的間隔不可以超過(guò)25cm，每一次縱向沖擊碾壓的交錯(cuò)為六分之一周長(zhǎng)[5]；在同一區(qū)域，如果進(jìn)行了五次以上的沖擊碾壓作業(yè)后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)整沖擊碾壓的方向，從而有效避免碾壓波峰與錯(cuò)峰，保障路基沖擊碾壓的質(zhì)量。（5）當(dāng)涵洞（或通道）頂填土高度≤5m時(shí)，構(gòu)造物臺(tái)背外6m范圍內(nèi)，及橋梁構(gòu)造物臺(tái)背外6m范圍內(nèi)禁止采用沖擊碾壓，以避免對(duì)結(jié)構(gòu)物的損壞。

2.5 質(zhì)量檢測(cè)

為了保證高填路基施工質(zhì)量，當(dāng)完成沖擊碾壓工作后，還需進(jìn)行相應(yīng)的抽測(cè)檢查工作，在檢查時(shí)主要對(duì)路基的厚度及壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)厚度的內(nèi)容包含松鋪厚度及壓實(shí)厚度，例如，高速公路路基松鋪厚度為90cm，壓實(shí)后的厚度為70cm，那么在壓實(shí)工作中，路基的沉降值為20cm。一般使用罐沙的方法來(lái)檢測(cè)路基的壓實(shí)度，在對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中至少要選擇五個(gè)以上的檢測(cè)點(diǎn)，以此來(lái)保障檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 高速公路路基施工中沖擊碾壓技術(shù)的注意事項(xiàng)

3.1 選用合理的機(jī)型

使用沖擊碾壓技術(shù)的壓路機(jī)型號(hào)多種多樣，不同的型號(hào)之間，其功能和施工效果也不相同。因此為了保障施工的質(zhì)量，達(dá)到好的壓實(shí)效果，施工人員以及技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)路基填料組成情況（路基含水量、填土的性質(zhì)等），結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境、施工規(guī)范以及工期等，科學(xué)合理地選擇沖擊碾壓壓路機(jī)的型號(hào)，通常有沖擊靜態(tài)勢(shì)能為25kJ/30kJ/35kJ等不同型號(hào)的三邊形、四邊形或五邊形沖擊壓路機(jī)，沖擊壓路機(jī)通常壓實(shí)寬度為2×1000mm、工作速度為10～15km/h。

3.2 降低路基含水量

需要對(duì)路基表層及表層以下5cm以內(nèi)的含水量進(jìn)行科學(xué)合理控制?；鶎雍恐苯佑绊懼鴽_擊碾壓的效果，含水量過(guò)高就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)翻漿、彈簧等質(zhì)量問(wèn)題。因此，在施工中，需要對(duì)路基的含水量進(jìn)行合理的控制，使路基保持最佳含水量。

4 結(jié)束語(yǔ)

高速公路的質(zhì)量直接影響著我國(guó)運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)的命脈，因此其施工質(zhì)量直接關(guān)乎運(yùn)輸?shù)陌踩约拔覈?guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在高速公路路基施工中，使用碾壓技術(shù)可以有效地保障路基的穩(wěn)固性以及強(qiáng)度，從而進(jìn)一步保障高速公路的施工質(zhì)量和通行安全。