冲击碾压技术在高速公路施工中的应用

耿超海

(新疆交通建设管理局项目执行三处，新疆　乌鲁木齐　830021)



冲击碾压技术在高速公路施工中的应用

耿超海

(新疆交通建设管理局项目执行三处，新疆乌鲁木齐830021)

耿超海(1982—)，工程师，研究方向：公路建设项目现场技术、质量、安全防护。

摘要：冲击碾压技术的实现主要通过冲击碾压机等机械设备实现对施工路基路面的压实处理，其能很好地改善路基沉降、强度不均匀等缺陷，具有很好的发展前景。文章结合工程应用实例，介绍了冲击碾压技术的应用工艺与效果，并提出了冲击碾压施工的注意事项。

关键词：高速公路；冲击碾压；路基；注意事项

0引言

冲击碾压技术是近年来新发现的与岩土工程压实有关的一种压实技术，能够很好地解决施工后路面沉降、差异沉降以及裂纹等问题，增强了高速公路路基的稳定性、整体强度均匀性等，因而在实际工程中得到广泛使用[1]。冲击碾压技术就是利用冲击压实机，该设备配有压实轮，通过牵引机带动压实轮旋转将其升高而后放下，在这个过程中将势能转化成对施工地面的冲击动能，并结合滚压等其他方式促使土质内的颗粒发生形变等变化[2]。随着施工地面内冲击能量的积攒，土质内颗粒密度增大，进而导致整个施工路基被压实。

1工程概况

某高速公路采用高填方路基冲击压实工程挖方70万m3左右，主要进行填方的路基大约82万m3，其填方最大高度为18 m，施工路基大部分处于水田和洼地中。由于工期紧迫，为了尽可能保证施工质量，使施工后沉降量尽可能小，施工中，应在路基压实情况符合标准的前提下，每填高115 m后都要使用冲击压实机对路基进一步进行压实处理，冲击次数最少20次。

2冲击碾压技术的应用

2.1冲击碾压施工

在施工过程中，首先需要将冲击压实机从路基的一端驾驶到路基中间区域，再调转方向返回到起点，而后将该机械设备驶向路基两侧[3]。在该过程中，牵引机需要保证压实机的压实轮经过路径的重叠率至少为35%，才能保障施工作业路基路面的压实效果。具体步骤如下：

(1)利用平地机对进行冲击碾压处理后的路基路面进行平整度处理和杂质清理。

(2)选取适当的观测点并设立标记，以便观察实际的沉降高度。

(3)在进行冲击碾压施工前，要对进行施工的路基含水量和压实程度进行检测。

(4)一般的冲击压实机设置有两个冲击轮，并且在两轮间存在一定的空隙，在冲击力的作用下，介质的落点并不是连续分布，因此冲击碾压技术是利用来回错轮的方式来进行工作。在第二次错轮时，其中一个轮子从第一次压实后留下的轮子轨迹空隙间通过，按照这种方式进行重复处理，直到整个表面都被压实一遍。第一次压实处理后需要保证在纵向方向上避开冲击碾压形成的落点1/5冲击轮周长，以实现路基路面落点均匀分布，从而使其压实强度满足标准需求[4]。

(5)在冲击碾压进行的过程中，冲击压实机使用环形路线对路基进行压实处理。对于宽度较大的路基，冲击压实机可以从路基的中心线开始行走，到达路基的另一端后，再转向路基的一边侧，沿着该路线回到起始一端，而后换到路基的另一边侧靠近中心线的地方继续以错轮方式进行冲击压实处理。每次冲击碾压时，冲击次数至少要达到20遍，以此确保在压实范围内的路基的强度能够均匀分布，并且达到标准要求。

(6)在冲击碾压过程中会存在一些问题，可进行针对性的处理。例如：在进行冲击碾压时，车轮轨迹深度过大会对压实情况造成不良影响，此时可以通过平地机将路基路面进行平整处理，而后再进行冲击压实；在进行冲击碾压时路面若出现很大扬尘，可用洒水车协助处理后再进行冲击碾压。

(7)冲击碾压结束后，使用平地机对冲击碾压路基路面平整度进行改善，而后利用重型钢轮压路机提高该路段的压实程度与平整度。

2.2测点与数据情况

对测点进行二次测量，比较第二次测量时测点的高程值，并将数据记录好。这是因为在路基表层大致25 cm范围内的土质经过冲击压实机的冲击力作用后会呈现块状或者松散状态，因而在进行压实检测之前需要将这部分的土质除去，而后再按照标准检测方法对测点进行检测并记录数据。

2.3数据分析

在冲击碾压实施的过程中记录下冲击次数为5次、10次、15次以及20次后的高程值与对应的压实数据，并将各数据整理绘制成表，如表1所示。

表1　冲击碾压过程中数据记录表

通过对表1的分析发现，高速公路路基经过压实施工后达到标准要求，同时当每次填筑层达到1.6 m厚度时，对其冲击次数最少达到20次才能进行下一步工作——压沉，如此可更好地提高压实度，通常在4%左右。路基经过20次冲击压实处理后，其压实程度已基本达到理想效果。所以，本文认为对路基进行冲击压实处理的次数最少为20次，同时厚度应该维持在1.6 m，并且重合的线路至少要达到2.5 m。

3冲击碾压过程中的注意事项

(1)在进行冲击压实处理之前，需要对作业路基路面的平整度进行处理，还可以通过重型的压路机对该路段进行压实，当这两项工作处理完之后才可以实施冲击压实技术。如果施工路面过于干燥就容易在冲击碾压过程中出现大量的扬尘，可以利用洒水车适当洒些水，从而控制能量的传递。

(2)在冲击碾压进行的过程中，需要控制好车辆的行走路线，尤其在车辆转弯时，对其转弯路线要及时并恰当调整，防止后续冲击落点和之前的施工落点相重合，尽可能避免波浪现象出现；另外，要保持冲击碾压进行速度的一致性，在需要改变速度时，一定要在完成一个完整的冲击碾压程序且关机后才能进行，确保每个路径下的压实度一致。

(3)要确保冲击碾压施工时行走方向的正确性，同时对可能存在的漏压情况设有预防和应对方案。当冲击碾压路径是从路基中心线向其边侧线进行时，需要保证与该路段边缘距离至少为115 m。对于施工路段靠山的情况，进行冲击碾压施工顺序要从内而外进行，并保证其与边缘的安全距离至少为120 m。

(4)在进行施工时若发现坚硬物体，需要马上改变方向，并与其距离至少6 m，同时离背台最大距离为3 m，考虑到台高，可控制在20 m左右的范围内。

(5)当涵洞顶的填土高度达不到220 m以及填石路基的石块强度>20 MPa的情况下，在离涵洞顶5 m以内的范围不能进行冲击压实工艺；此外，对于存在路肩式挡土墙及路堤式挡土墙的地段不能采用冲击碾压技术[6]。

(6)进行冲击碾压施工前，需要确认与施工相关的管道及其接口处没有裂纹、松动以及泄漏等情况，而后才能启动施工工程。

(7)进行冲击碾压施工时，需要合理控制施工所产生的噪声对周围生活环境以及生态环境所造成的影响，合理安排工人的施工时间。

4结语

通过多次对实验数据进行分析总结发现，当对路基进行至少20遍冲击压实处理后，其压实度可以在不同程度上得到提高，同时该路段的路基整体强度也明显增强。施工后的路基实现了与其对应的增强补压目标，与此同时，该段路基进行冲击碾压处理后，沉降现象得到很好的改善，其整体承载能力与稳定性均明显增强。随着社会发展的需求，对高速公路的行驶速度、承载能力等方面的要求也愈来愈严苛，在此情形下，冲击碾压技术将会在高速公路施工中得到广泛推广和应用。

参考文献

[1]祁义保.冲击碾压技术在高速公路改建工程中的应用[J].城市道桥与防洪，2010(3)：88-89.

[2]王新增.冲击压实技术在兰许高速公路粉质砂性土路基中的应用[J].交通科技，2005(1)：25.

[3]初磊.冲击碾压技术在高速公路路基施工中的运用分析[J].科技传播，2012(14)：23-24.

[4]张廷明，王新增.高速公路路基填前冲击碾压与正常压实技术经济分析[J].交通科技与经济，2006(3)：3-5.

Application of Impact Rolling Technology in Expressway Construction

GENG Chao-hai

(Project Implementation 3rd Division，Xinjiang Communications Construction Authority，Urumqi，Xinjiang，830021)

Abstract：The impact rolling technology is to achieve the pavement compaction treatment of construction subgrade mainly through the impact rolling machines and other equipment，which can greatly improve the subgrade settlement，uneven strength and other defects，with good prospects for development.Combining the practical engineering application，this article described the application process and effect of impact rolling technology，and proposed the precautions of impact rolling construction.

Keywords：Expressway；Impact rolling；Subgrade；Precautions

收稿日期：2016-02-02

文章编号：1673-4874(2016)02-0035-03

中图分类号：U415.5

文献标识码：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2016.02.008

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