基于填石路基施工中冲击碾压技术的研究

王存永

【摘要】作为实现公路工程施工企业战略规划的决定性环节，施工技术在其发展中占有的位置越来越重要，完善施工质量体系，提高技术水平，是实提高公路工程整体质量的重要保障。基于此，在填石路基施工中，施工企业必须跟随时代发展的步伐，选择科学有效的施工方式，做好施工准备工作，更好地推动公路事业的快速发展。本文主要对填石路基施工中冲击碾压技术的作用原理、施工要点及技术应用与质量控制进行了分析与探究。

【关键词】填石路基；冲击碾压技术；作用原理；施工要点；技术应用；质量控制

随着我国公路工程事业发展速度的不断提升，对车辆行驶的安全性提供了一份保障。冲击碾压技术作为公路工程填石路基施工中的重要组成部分，其技术水平的高低将直接影响到公路工程的整体质量。在公路工程路基施工中，必须严格遵循相应地施工工序，提高其施工的技术水平，才能确保工程施工的质量，才能实现其经济效益与社会效益。

一、冲击碾压技术作用原理

冲击碾压施工就是采用冲击式压实机（一种高振幅低频率的新型压实设备），并配备压实轮，压实轮在牵引机拖动行驶滚动中将高位势能转化为动能对地面进行冲击从而对土体的深层产生较强的冲击能量，同时辅以滚压、揉压的综合作用，使土石颗粒之间发生位移、变形和剪切，随着土石密实度增加，其影响深度也逐渐增加，从而使土体深层随着冲击波的传播得到压实。利用这种方式，可以对公路路基的沉降量进行有效降低，并能对产生的病害问题进行有效改善，进而达到公路整体强度提升的作用。

二、冲击碾压技术在填石路基施工中的要点

1、对于用作填料的石质挖方路段，在施工中应合理选择爆破方案和参数，尽量减小爆破后的岩石块径，对于粒径超过调料粒径的，应进行二次爆破或人工改小，直到满足填筑要求方可调运。在石质填料装运时，尽量使填料混合均匀，避免大粒径填料集中装运。为保证软基处理后砂垫层排水效果，凡设有砂垫层的地段，在分层填石前，在砂垫层上先填一层压实厚为30cm的填土层。

2、填石路基应进行台阶式边坡码砌，各层的码砌工作应在压实前进行，码砌石块粒径应大于30cm，石块应尽量规则，码砌石块间尽量紧贴密实，无明显空洞和松动现象，砌块间接触面应魏巍向内倾斜。填高小于4m的填石路基，边坡码砌厚度不小于1m；填高4～10填石路基，边坡码砌厚度不小于1.5m；10m以上的高填路基边坡码砌厚度不小于2m。

3、填石路基应选用大吨位振动压路机（净重12t以上）分层碾压，振压密实。在填石路基施工中，由于填料来源及压实机具的不同，其填料压实特性也有所差异。在摊铺初平的填石料表面，应铺撒一层碎石及石屑料。碎石及石屑料用量约占大粒径的15%～20%，要保证碎石及石屑料填满大粒径料间缝隙。

三、冲击碾压技术在填石路基施工中的应用

作为一种新兴技术，冲击碾压技术的大量应用可以为施工单位的发展提供可靠的技术支持。随着国民经济的发展及科技的不断进步，公路工程施工单位面临着巨大的挑战，为此，必须规范施工流程，提高施工技术水平，只有这样才能为填石路基施工质量的提升提供强有力的保障。

1、石方运输

路基填筑工程采用配套的机械化施工。形成挖、装、运、摊、平、压，机械化流水作业。按自卸汽车载土方量大小在路基填筑层面上用白灰圈出卸料范围，现场设专人指挥石方调配。

2、石方摊铺

摊铺时，采用推土机进行摊铺，人工配合找平，使石块之间无明显高差台阶。分层填筑厚度≤80cm，最大填料粒径严格按设计要求控制不超过压实厚度的2/3。对于粒径较大块石之间的缝隙，人工利用石屑或适当级配的砂石料填充。摊铺完成后用水平仪测量计算出松铺厚度，计算实铺与计划摊铺厚度的误差，以便為计算压实系数提供数据。

3、分层填筑

路基填筑采用纵向分段、水平分层、由低到高、逐层施工的顺序。采取路堤全宽水平分层填筑压实的施工方法。施工人员根据已经测设出的中线划出5m*10m方格线。运输车辆根据按照每层不超过80cm及路基宽度计算出每个方格的石方数量及每个方格卸的车数，现场运输车辆装载石料20m3/车，每个方格按两车控制填料，填料虚铺厚度采用标杆控制。施工员确认方格内车数准确后指挥推土机将石料推平，推平时先中间，后两头。沿线路纵向方向保持中间高，两边低，路基横向做成2%的横坡，推土机平整过程中，大的卵石用装载机远运至场外，整平结束后进行碾压。

4、分层碾压

冲击压路机的技术特性决定较现行常规压路机不同的压实工艺，不采用现有压路机压半轮或部分重叠碾压的施工方法，而是以冲击力向土体深层扩散分布的性状，提出新的冲击碾压方法和施工工艺。冲击压路机双轮各宽0.9m，两轮内边距1.17m，行驶两次为一遍，其冲碾宽度4m。每次冲击力按冲碾轮触地面积边缘与地表以45°-φ/2夹角向土体内分布土压力。每遍第二次的单轮由第一次两轮内边距中央通过，形成的理论冲碾间隙双边各0.13m，当第二遍的第一次向内移动0.2m冲碾后，即将第一遍的间隙全部碾压。第三遍再回复到第一遍的位置冲碾，依次进行至最终遍数。冲击压路机向前行驶在纵向冲碾地面所形成的峰谷状态，应以单双两遍为一冲压单元，当双数遍冲压时，调整转弯半径，达到对形成的波峰与波谷进行交替冲碾，使地面峰谷减小，表面接近平整。冲击压路机一般行驶按顺时针与逆时针方向每隔几遍进行交换作业。双轮冲击压路机碾压一次的计算宽度是2米，经错一个轮宽碾压，冲压一个来回后，计算碾压宽度是4米，按此方法计算，全部场地面积均碾压一次算一遍。冲击施工时，应采用大小圈、正反圈的方法错开冲压轮迹，以增加场地的平整性。

5、冲击试验

测量路基标高并布设沉降观测点，测量并记录沉降观测点的初始标高，放样路基中桩和坡脚边桩线，并按设计要求向外加宽1m。冲击碾压第5遍后，视场地平整度状况，采用推土机和压路机配合，进行场地整平并碾压，进行压实度检测和地面标高测量，并记录相关数据。如检测压实度有一个点不合格，则继续进行冲击碾压，每增加5遍进行一次检测，直至冲击至30遍。如未达到设计压实度标准要求，联系设计、业主及总监办进行现场会或土样取样进行重新试验，分析原因。如达到压实度要求，汇总相关冲击遍数、冲击压路机形式速度、试验检测、测量等数据，整理分析，取得冲击碾压遍数和机械最佳行驶速度等参数，总结成果。

6、资料整理

试验过程中，认真记录每项现场检测数据，试验结束后，汇总不同冲击碾压遍数下的压实度数据和沉降检测数据，对检测结果和数据进行统计和分析，总结试验成果，取得能指导和控制施工的工艺参数。

四、填石路基施工的质量控制

随着国民经济发展速度的不断提升，公路事业作为国民经济发展的基础行业，对国民经济的快速增长起着重要的作用。作为一项专业性较强的工作，冲击碾压技术的应用，要求施工人员必须具有较高的专业素质及操作技能。在施工过程中，只有规范施工流程，重视其施工要点，提高施工各个环节的质量，才能有效提升公路工程填石路基施工的质量，才能实现公路工程建设的经济效益最大化。

1、施工前质量分析与控制

在填石路基施工的前期，要进行质量控制与分析，施工前 要归集所有可能存在的问题进行系统性的分析和讨论，科学合理的研究与规划，工程施工技术的预测和风险分析，人员素质提高和机械的正常运转和科学管理，以保证各个环节的紧密配合，使工程质量和技术得以实现。

2、施工过程中的质量控制

填土石路基施工过程的质量控制内容主要包括填石层厚度控制和压实质量控制，工作人员必须做好相应施工记录作为质量依据。施工记录内容包括填石里程层次厚度、高程压路机型号、碾压遍数、石方路基监测项目、允许偏差检查方法和频率。填石路基施工应分层铺筑和压实，每层的压实质量虽不能通过取样试验确定，也应填写施工记录进行质量评定。压实时的质量控制是施工过程质量控制的关键点，主要分为料源质量控制和压实沉降率控制。前者主要通过控制料源石料的强度、级配、视比重、吸水率来实现，后者主要依据不同石料级配和设计压实度的要求而确定。

五、结束语

综上所述，作为公路工程填石路基施工的重要技术之一，冲击碾压技术的应用是公路工程事业发展的推动力。随着国民经济发展速度的不断提升，在填石路基施工中冲擊碾压技术水平的高低将起到明显的决定性作用，随着生产力水平的不断提升及改革开放的不断深入，市场竞争力愈加激烈，为获得更多的发展机会及增强自身的竞争力，施工企业必须重视其施工技术的应用。

参考文献

[1]苏志强，李志强.冲击碾压技术在马江至梧州高速公路中的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2009年08期

[2]杨世基，吴立坚，刘世军，逄宏波.公路冲击碾压技术的开发应用[A].第一届全国公路科技创新高层论坛论文集新技术新材料与新设备卷[C].2002年

[3]刘惠波.冲击碾压技术在软土路基施工中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011年06期

[4]侯全岐，吕文江，赵进.冲击式压路机对路基进行补充碾压的效果分析[J].公路，2002年08期

[5]罗宏，赵明华，曹文贵，胡天浩.基于静载试验的土石混填路基压实度检测新方法[A].中国岩石力学与工程实例第一届学术会议论文集[C].2007年

[6]张忠，刘红莹，刘伟.冲击碾压技术在高速公路土方路基中的应用研究[J].山东交通科技，2010年06期

[7]张宗明，庄州泉，曹锋.冲击碾压技术在高速公路工程中的应用研究[J].交通世界（建养.机械），2011年09期