冲击压实技术在路基工程施工中的应用

黄如鑫 师晶晶

摘 要：路基工程施工中，为了保证施工质量，通常会用到冲击压实技术。冲击压实技术的应用，解决了路基工程中的压实问题，为路基工程施工提供了新的技术手段。同时，冲击压实技术的采用，保证了路基工程的质量，使路基工程在整体强度和承载能力上有很大提高。因此，我们有必要对路基工程中的冲击压实技术进行深入的研究。

关键词：冲击压实技术；路基工程；工作原理

1 冲击压实工作原理

冲击压路机中都有能够将作用力集中起来的轮子（通常为五边形或者三角形）。在运行过程中，冲击压路机的轮子上能够产生很大的能量，实现压实土块、石头等填料的目的。冲击压实机有两种工作模式：自动运行的冲击压实机和拖着牵引的冲击压路机。在运行时，三叶形凸轮滚动，距离轮轴中心最远的着地点冲压轮整体，瞬时会产生一个重力势能，再加上牵引的机械转动产生的动能会对距离轮轴中心最近的着地点造成冲击，产生向土体蔓延的冲击波。如此在冲击压实机运行中小断重复，土体就会被辗压的十分密实均匀。冲击压实机与传统的振动压实机相比，高振幅低频率的工作方式取代了高频率低振幅，实现了技术上的突破。如果路基是非饱和状态，冲击轮进行碾压作业时，会产生动能释放，对冲压轮下的地方形成瞬时的冲击动荷载，对深层土颗粒进行传递和迅猛挤压，而且还能使颗粒相互的靠拢，从而把孔隙中的水和气排出，进一步压实挤密土颗粒。而路基的压实深度会随着碾压遍数的增加而越来越紧密。

2 路基工程冲击压实施工工艺

2.1 基面处理

第一，压实机械选择。在路基施工过程中，必须在充分掌握公路工程实际地质条件的基础上，确定冲击碾压设备的机型，待设备进入施工现场之后，由专门操作人员调试各项参数，检验其使用性能，确保满足工程建设需求。现阶段公路工程建设具有规模大、周期长等特征，在施工阶段该应当加强设备的保养及维护工作，尽量避免出现机械故障，不仅影响路基施工质量，也延缓了整体工程进度。

第二，基面处理。严格遵循《公路路基施工技术规范》的要求，对原有基面进行清理，将表层100—200mm范围内的植被根系、腐植土等清理干净，并采用钻机或取土器检查地基土内部是否存在生活垃圾，必须将其彻底清除干净。若基层工作面存在坑洞现象，相对高差在500mm以内，可直接进行整平，若超过500mm，需分层夯填，直至与路面标高保持一致。同时做好施工现场的排水工作，在路基两侧开挖排水沟，及时排除面层积水，避免水分对路基结构造成侵蚀、冲刷，降低其稳定性。待基面处理完成后，检验其压实程度、平整度，确保满足施工要求后方可进行下一步作业。测量路基边角线和坡线，根据施工方案的要求测量各项参数，并预埋工作桩，为后期施工提供标准与参考。

2.2 布设测点

在施工区域内，恢复路基中线，沿路基断面纵、横部位布设观测点，通常沿路基中线对称分布，合理规划布设间距，确保观测点全面反映路基实际沉降情况，在观测点埋设沉降钢板，冲击碾压施工之前应按照规定标准观测沉降标高，并及时做好记录。在后碾压过程中，定期测量路基沉降值，一旦出现沉降过大的现象，应及时采取相应的防护措施。

2.3 冲击压实施工

（1）试验碾压。选取代表性路段进行试验碾压施工，以检验设计方案中各项参数是否与实际情况相符合，通过多次试验确定最佳碾压次数，为后期施工提供数据支持。在试验施工过程中，应由专门人员记录施工中存在的问题，并对其进行分析研究，制定相应的解决方案，杜绝在正式施工中出现此类问题。同时检验试验碾压的压实程度，根据检验结果对施工参数进行适当调整，确保满足公路工程建设要求。

（2）正式碾压施工前，应检测路基土体的含水量，与最佳含水量误差不得超过2%，在含水量不足的情况，应及时洒水湿润。从坡脚一侧进行冲压施工，以冲压面中心线为轴顺（逆）时针行驶，由两侧至中间逐步推进，保持1/2的错轮距离，按照试验得出的数据碾压施工，通常碾压次数不得小于20次。冲击压实机保持匀速运行，实际速度宜控制在10—12km/h。为保证路面平整度，每碾压5—10遍需采用平地机整平工作面，避免轮迹过深影响机械设备正常运行。在碾压施工过程中，若出现扬尘现象，应在工作面适当洒水之后方可继续施工。在路肩两侧1m范围之内，不得进行冲击压实，确保路基边坡的稳定性。与桥涵结构物较近的路段，也不宜冲击，对于机械施工不到位的部分，及时组织人工夯实，保证路基结构的稳定性。相邻路段碾压施工时，需保持15m左右的搭接长度，防止出现碾压施工不到位的部分。待冲击碾压施工完成后，按照规定标准清理、整平工作面，通常采用平地机提高工作面的平整度，并进行振动压实，提升路基结构的稳定性，随后将施工范围内的碎石、杂物等运送至指定地点。

2.4 压实度检测

待压实遍数达到设计要求时，检测路基压实程度，常用的方法有灌砂法、CBR检测等，若实际检测值达到施工标准，可停止碾压施工，反之则需继续进行碾压施工，每碾压一遍检测压实度及沉降量，直至达到满足路基施工规范，确保路基的稳定性和承载能力。路基碾压施工结束后，为保证压实效果，还应在表面适当洒水，并记录各项检测结果。

3 路基工程冲击碾压施工质量控制

3.1 冲击碾压是采用强大的冲击力对土体施加冲击压实功能，土体中原有的水分和空气被挤出，土颗粒在强大的冲挤力下重排列，较少的颗粒被挤到大颗粒的缝隙中，形成二次沉降，从而使土体形成密度很高的板块，提高了路基强度和承载能力，有效地减少路基工后的沉降变形。经冲碾的路段沉降量在0～4cm，密实度提高0～3个百分点。暴雨过后，冲碾路段与未冲碾路段比较，经冲碾的路段表面坚实，雨水难以渗入，行车不易打滑和湿陷。通过半年多来对已完成的填方路基沉降观测，证明该施工工艺能够大大减少填方路基的工后沉降，有效保证了填方路基的填筑质量。

3.2 冲击碾压技术在公路工程施工中必须科学应用。在公路工程基底施工时，冲击碾压施工是否进行必须严格按照基底土质性质与天然含水量进行施工，必须先进行试验段施工再对非软弱土地基进行冲击碾压作业，严格遵循试验结果进行碾压遍数和沉降量的确定，并确保基底压实度在90%以上。在冲击碾压施工中必须防止软弹和震动液化现象的出现。当进行路基土方填筑施工时，如选用冲击碾压技术对黏性土、砂砾石和土石混合填料進行施工，必须在冲击碾压作业前进行试验段施工。如进行砂性土质路段施工时，不能选用冲击碾压施工的方式，对掺石灰或水泥改良的路基土方，改良后不应再进行冲击碾压。

4 结束语

综上所述，公路施工中，路基施工占有重要地位。基于此，施工企业必须重视公路路基施工，冲击碾压技术作为路基施工的重要技术，其施工技术水平的高低对公路工程建设的整体质量起到关键性的作用。在路基施工中，必须严格按照施工规范进行施工，同时还要对施工现场的实际情况进行充分考虑及分析，加强冲击碾压技术在路基施工中的应用范围，加大对各种特殊路基的处理力度，只有这样才能提高公路施工的安全性及延长工程的使用年限

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