試析沖擊碾壓技術(shù)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用

劉乾坤?梁延琪?李云杰

摘要：隨著社會的快速發(fā)展，城市道路施工建設(shè)成為建筑行業(yè)一大重點和難點，尤其城市規(guī)模不斷擴大，城市里的主干道不斷往鄉(xiāng)村野道延伸，在遇到修建居民區(qū)附近的大干道時，僅用傳統(tǒng)的路基處理辦法，不僅無法繞過一些小湖泊小池塘，還會影響居民生活。由此，新的路基處理技術(shù)應(yīng)運而生。本文著重論述城市道路建設(shè)中沖擊碾壓技術(shù)是如何領(lǐng)先于傳統(tǒng)路基處理辦法，成為道路建設(shè)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的新興工藝。

關(guān)鍵詞：沖擊碾壓技術(shù);城市道路建設(shè);應(yīng)用

世界在逐漸城市化，這是未來社會的發(fā)展趨勢。城市增多，城區(qū)道路建設(shè)自然少不了。我們施工方處理路基的常規(guī)辦法主要有填充法、強夯筑法。不過，前者要滿足路基不深，需填充的土料方不大等條件，不然會因為造價問題被否決。而后者處理起路基雖然作用和深度較大一些，但是它會發(fā)出極大的噪聲，且在工作時產(chǎn)生的震動傳播較遠，容易對當?shù)鼐用裨斐珊艽罄_，只適合在遠離民居的道路段使用。因此，沖擊碾壓技術(shù)自二十年多前傳入我國后，便開始在高填方公路段積累實際施工經(jīng)驗。這些經(jīng)驗經(jīng)過時間和實際工程的檢驗后，又開始在城市道路建設(shè)中運用。由于此項技術(shù)可以大幅度提升不同路基段的承載能力和穩(wěn)定性能，降低道路沉裂變形的發(fā)生概率，延長道路使用壽命，因此在城市建設(shè)中被逐漸重視起來。

一、城市道路施工工程概況

此項施工作業(yè)是在建設(shè)路人工湖向北延伸至鄉(xiāng)村農(nóng)家樂的一個路段，全長一公里，途徑路段道旁兩側(cè)的居民小區(qū)原本就是農(nóng)田改造，地質(zhì)勘探后發(fā)現(xiàn)路基內(nèi)果然含有大量雜填料，深厚度分布幾乎在0.8m至4.9m之間，很不均勻。這段路基填料以農(nóng)田黏土為主，瓦礫磚塊次之，填土結(jié)構(gòu)疏松，土質(zhì)易于變化，需要嚴格處理后才能作為天然地基承載層，當時建議改埋又厚又雜的填料。施工方各路專家在現(xiàn)場勘查研究后做出如下處理方案：考慮到該段路基地下的填土幾乎都是有機物，施工地點又接近居民區(qū)，如果全部換埋厚雜填料會耗費大量填土，費用太高，因此決定深度在0到0.9米間的原填土全部換成新填料，比0.9米更深的區(qū)域則利用沖擊碾壓技術(shù)做壓實處理。施工前挑一段路基先做做壓實試驗，待此種處理方案效果明顯再整段施工。

二、沖擊碾壓技術(shù)的原理

沖擊碾壓技術(shù)應(yīng)用在城市道路建設(shè)中，當然有相應(yīng)的沖壓式專業(yè)壓路機。這種專業(yè)壓路機其實是一種拖式法壓實機械，共有三條凸起來的輪邊沖擊輪，有點像粽子形狀的變形版筒式壓路機，但細節(jié)構(gòu)造大不相同[1]。沖壓式壓路機也有牽引車，牽引車帶動三條沖擊輪滾動在待壓實的路基上，沖擊輪被拖拽著前進時產(chǎn)生的動能與三條大小半徑不同的輪邊著地時產(chǎn)生的勢能差形成合力，對地面的土石等材料進行輪番的沖擊、搓揉、靜壓，并在此過程中不斷積累增加地下深層密實度，將土石填料碾壓得密實均勻，從而逐漸形成路基所需的高強度和高穩(wěn)定性的填充材料。因為這種新型碾壓機產(chǎn)生的沖擊合力壓實作用深度可達兩米，壓實影響深度更能達到五米之深，工藝效果遠遠高于其他傳統(tǒng)路基壓實技術(shù)。沖擊碾壓式壓路機的新沖擊碾壓壓實工藝，也決定了它的與眾不同。用二十五千焦的三輪邊沖擊碾壓式壓路機為例子，此種新型壓路機兩輪邊寬0.9m，內(nèi)邊距為1.2m，沖壓寬為4米左右，牽引車來回兩遍是為碾壓一次，作業(yè)時按照順時針和逆時針方向，五次為一輪替，順逆時針交替進行。所以，不同種類的土石路基材料沖壓二十到四十遍后，路基就可以成為厚度達一米至一米五的均勻夯實層。但不是沖擊碾壓次數(shù)越多越好，碾壓次數(shù)過多會影響路基強度，讓路基填充材料出現(xiàn)類似橡皮泥般的不良反應(yīng)，壓丟土石的承載能力[2]。為使沖碾壓路機壓出來的填充材料密度實度達到城市道路路基所需碾壓土石料的標準，其沖壓具體次數(shù)是由實地試驗和積累的經(jīng)驗共同決定的。

三、沖擊碾壓式壓路機的施工

1、此法施工時的工藝試驗要點。我們選定了一段需要格外沖壓路基的路床做實驗，總長度120m，用的是一臺cyz25型號的三輪邊雙輪沖擊壓路機。在此之前，用石灰標出幾個相同長度寬度的路樁方格，再測量出幾個方格交叉點上面的高程數(shù)據(jù)，然后就可以開始用這種新式壓路機進行路基碾壓。我們在實驗中分別設(shè)有沖擊壓實10/15/20次，共三個實驗對照組，并在壓實過程中及時測量記錄三個實驗組的路基沉降量值和壓實程度、承載力等的數(shù)據(jù)變化，從而檢測出相同路段不同碾壓次數(shù)所得壓實度值和高程值，把實驗結(jié)果跟沖壓前的路基數(shù)據(jù)相比，得出最佳碾壓方式和壓實的次數(shù)。為了控制無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響，避免影響沖壓速度和壓實后的效果，旁邊最好準備一臺平地機，在路基表面起伏較大時，就用平地機先整壓平整后再進行實驗，同時將碾壓機的行駛速度控制在10到15千米每小時范圍內(nèi)。實驗結(jié)果整理出來后，我們得到一組數(shù)據(jù)：沖壓10次，得到的平均沉降量是9.2cm;沖壓20次，得到的平均沉降量是8.3cm;三組試驗累計沉降量值是17.4cm。沖擊碾壓作業(yè)完成后，再次測量計算出不同的深度壓實值分別為：-0.2m時是85.1%、-0.5m時是82.0%、-0.8m時是80.1%，回彈模量平均值是21兆帕，路基承載能力值也大于210千帕，基本達到工程設(shè)計時的要求。因此，本標注路段可以按上述實驗段的工藝大面積推廣使用。需要指出的是，沖擊碾壓技術(shù)是一種高填方路基補充碾壓方式，而非關(guān)鍵唯一的壓實工藝，不能太過依賴此種碾壓方式。2、此法實地施工時的注意項[3]。一是正確適當?shù)膮⒖际褂脹_擊碾壓數(shù)據(jù)。實驗時用的是事先確定過的碾壓次數(shù)和速度，在實際施工填筑時，不同性質(zhì)的填充材料適用不同的碾壓方式。比如沙礫石和黏土、土石混合填土材料等適合用沖擊碾壓式，而填料是砂土就不能采用這種碾壓方式了。二是要事先測量好土質(zhì)含水量[4]。我國許多城市道路延伸處會碰到以粘土為主的農(nóng)田土質(zhì)，含水量較高，沖擊碾壓機沖壓超過十次以上的話，粘土容易變成彈簧土，這就要求我們靈活改變施工手段，采取壓壓、停停、晾晾，再壓壓停停晾晾的重復(fù)變化手段，避免填料改變性質(zhì)給施工帶來不必要的麻煩。3、沖擊碾壓時注意保護路基旁的管道設(shè)施。城市道路建設(shè)時，道路兩側(cè)也會跟著開始鋪設(shè)市政管道，這種新式壓路機要注意與鋪設(shè)的管道相隔一米以上的安全寬度。

沖擊碾壓技術(shù)與建筑行業(yè)傳統(tǒng)的路基碾壓工藝兩相對比，沖擊碾壓技術(shù)不僅能滿足道路施工規(guī)范和行業(yè)標準，還能保證高填方位的填充質(zhì)量，有效控制路基沉降和整體承載能力。但它又作為新興的城市道路建設(shè)技術(shù)，在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用剛起步，優(yōu)缺點都并存，還需要積累大量實際建設(shè)中的經(jīng)驗教訓，這就需要我們建筑人加緊探索研究沖擊碾壓技術(shù)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用普及步伐。

參考文獻：

[1]孔健. 沖擊碾壓技術(shù)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用[J]. 城市道橋與防洪， 2018， 236（12）：24+218-220.

[2]吳武陵， 龔玲玲. 淺議沖擊碾壓技術(shù)在市政道路高填方路基工程中的應(yīng)用[J]. 工程技術(shù)（文摘版）：00040-00040.

[3]刁曉俊. 淺談公路路基施工中沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用[J]. 城鎮(zhèn)建設(shè)， 2019， 000（001）：60.

[4]寇金龍. 黃土路基沖擊碾壓施工技術(shù)[J]. 中國科技投資， 2016， 000（032）：44.