闻喜东镇至临猗孙吉高速公路路基处理研究

郑金科

(贵州黔航交通工程建设有限公司)

闻喜东镇至临猗孙吉高速公路路基处理研究

郑金科

(贵州黔航交通工程建设有限公司)

在路堤路基施工，尤其是软土填高路基、大量岩石或土壤，石混填，在施工时间紧的情况下自然沉降时间不足，形成路基是不够的，而在客观上，现有静碾及振动压路机的施工还不能有效地解决土石高填路基基础的差异变形时，造成地面塌陷、沉降、开裂、变形和冻胀和其他疾病的伤害在所难免。为了减少这些缺点，国内外提高软土路基压实密度的方法主要是使用冲击碾压施工。结合实例，进行冲击压实技术的理论和实践的讨论。

软土地基;路基施工;冲击碾压

1 冲击碾压技术

冲击压实机产生强烈的冲击波，对路堤材料的非圆齿轮沿地面的周期性冲击，通过揉、压等连续操作进行作业，这与地震波的传播特性相似。在宕渣、砂砾路基上，与25 kJ三角双冲击压力冲击压实机为例，根据12 km/h的速度冲碾30遍后，测量深度0.8 m相当于200～250 t的对地面的冲击力，平均垂直土压力可达到1 366 kPa，不断累计地下深层土壤压实度，冲击作用产生的达到超重型软土地基的压实，压实度达到90%以上的重型标准。有效压实厚度一些碎片材料特性高达150万，路堤填料压接近于弹性状态，压实效果优于现有的振动压实机械。

YCT20冲击压路机性能参数

2 工程实例

2.1 工程概述

闻喜东镇至临猗孙吉高速公路处于山西省西南部峨眉黄土台塬区，是山西省高速公路网规划的重要组成部分。我部施工段落为K57+500～K68+500段路基桥涵和K56+000～K76+660段路面工程，路线局部地段黄土冲沟发育，区内不良地质较多。主要特殊路基为湿陷性黄土路基。本合同特殊路基基底处理形式主要是冲击碾压方式。

2.2 本工程冲击碾压特点

冲击式压路机完成冲击碾压施工，在滚动中，其配备的压实轮通过滚压、揉压，产生集中的冲击能量传递到路面，在其压路机自身重量的配合下，在牵引机的拖动下，传递冲击波深入到土体深层，连续作用于地面，使得大面积路基压实紧密。冲击碾压施工时，冲击式压路机一般行驶的速度保持在11～16 km/h左右，但其冲击碾压土体的影响深度能够达到3 m左右，效果较为显著。

3 冲击碾压技术在软土地基路基中的应用

3.1 施工顺序

清理地基表层至少25 cm厚→机整平地地面→坡脚外3 m放样→地面沉降观测点位的布设→原地面标高在冲击之前测量→实施冲击试验至少6次→整平平地机→弱振1遍静土→压路机继续碾压→检测冲击碾压后地面压实度→终压收平→检测是否符合相应压实标准→收集、整理资料→现场建设方、施工方、监理方和业主方确认和验收→完成上层填筑。

3.2 冲击碾压施工

冲击碾压轮机两轮内边距1.15 m，双宽0.8 m，每次其在与地面接触时，路表和冲击压路机形成45°角，冲击碾压宽度3 m，均匀分布压力，先后碾压3次。通过每遍第二次的碾压，冲击碾压轮机第一次两轮内边距中央的单轮，形成理论冲碾间隙差距，双边各0.13 m。同一区域碾压横向碾压三次再纵向碾压三次。冲击压路机向前行驶以单双两遍为一冲压单元，当双数遍冲压时，调整转弯半径冲击碾压交替进行，形成的峰谷状态，形成的波峰与波谷，最终完成碾压施工，最终使地面表面接近平整。

冲击压路机每碾压一次，双轮的计算宽度是2 m，冲击压路机按顺时针与逆时针方向行驶，每隔几遍进行交换作业。冲压一个来回后，经错一个碾压轮宽，计算碾压宽度是4 m，按此方法全部场地面积进行计算，均碾压1次计算1次。

表1 冲击碾压试验检测项目、方法及频率一览表

碾压场地如果凹凸不平，为了能够增加场地的平整性，冲击施工时错开冲压轮辄，可以采用正反圈、大小圈的方法进行。当场地产生大量扬尘时，容易造成冲压操作人员视线模糊，影响其工作效率以及机械速度，应及时进行降尘处理。

3.3 冲击试验

对原地面表层采用挖掘机、推土机进行至少30 cm的清理后，整平平地机弱振1遍静土，压路机继续碾压，然后检测冲击碾压后地面压实度，最后终压收平，检测是否符合相应压实标准，收集、整理资料，现场建设方、施工方、监理方和业主方确认和验收，完成上层填筑。在试验时，为了保证地基土的含水量处于±2%左右，原地面实际含水量还需进行检测，一旦返现含水量偏大或偏小，应及时采用晾晒或洒水方式处理。冲击碾压范围外侧，沿线路方向应开挖一条尺寸为60 cm×60 cm的临时排水沟，阴雨天气保证路基原地面雨水及时排放，不浸泡原地面土层。

视场地平整度状况，冲击碾压第5遍后，配合压路机和平地机，整平场地，碾压地面至少10 cm厚，检测压实度，同时测量地面标高，相关数据最好相应的记录。一旦发现有一个压实度点检测不合格，则要求继续碾压，每每碾压5次检测1次，一直到冲击碾压20次为止。如任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堪或土样取样进行重新试验，分析原因。在试验时，为了保证地基土的含水量处于±2%左右，应及时采用晾晒或洒水方式处理。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，上报试验段成果方案。

3.4 冲击碾压效果分析

碾压前(0遍)和碾压8、16、20遍时各检测点平均压实度随深度及碾压遍数变化统计结果见表2。

表2 碾压遍数统计结果

冲击夯有效夯击深度可达3～5 m，对路基进行冲击后能大大降低路基的不均匀沉降量，提高压实度、弯沉等各项指标，对提高路基质量，加速路基沉降效果非常明显。

本工程要求碾压成型的路基压实度达到规范要求的0.9～0.95的标准。在0.8 m深度开始冲击碾压后，随冲击碾压次数的增加，压实度反而明显增大，同时实践证明，路基的深度愈浅，冲击碾压的压实度增加越快，一直到碾压1.0 m深度处时，随碾压次数的增加，压实度增长反而明显。冲击碾压20次以后，1.0 m以上路基深度，其质量标准能够达到0.95以上的压实度。说明在1.0 m加固深度内，该项冲击碾压试验是有效的。如果再碾压20次以后，如果压实度在有效加固深度范围内并没有发生明显的提升，则说明对路基补强施工采用冲击碾压20次，这一次数是最适宜的。

通过闻喜东镇至临猗孙吉高速公路路基试验段的工程实践表明，冲击碾压工艺可以明显提高路基的密实度，基本消除湿陷性黄土的湿陷量。在同等施工条件下，经过试验检测证实，其压实度由原来的90% ～92%提高到95% ～100%，湿陷系数由原来的 0.013～0.021降低到 0.004～0.012。通过对闻喜东镇至临猗孙吉高速公路路基试验段冲击碾压工作的实践，初步掌握了冲击碾压的施工经验，可为后续大面积黄土路基冲击碾压施工提供借鉴。

4 工程施工注意事项

冲击碾压机的行驶速度一般保持在在11～16 km/h左右最为适宜。若地面凹凸不平、起伏过大，应停止 冲击碾压机施工，用平地机刮平地面后再继续施工。扬尘情况严重时应及时做好洒水处理，否则影响操作人员视线。当地面土的含水量较低时，应提前1天做好洒水处理，浸润地表。碾压时冲击波峰，每碾压5次后，冲击碾压方向应调整为反方向，同时实施错峰压实，确保压实质量。

5 结束语

冲击碾压技术对土壤体积、土壤水分和空气通过强大的冲击力冲击进行压实作用，在强大的冲击挤压力的作用下重新安排分布，在大颗粒减少小颗粒的间隙，使得土壤颗粒密实，使土体挤压形成高密度板，通过冲击碾压，形成2次沉降，提高路基的承载能力以及强度，有效地减少路面的沉降变形。冲击压路机能够实现路基0～4 cm的沉降深度，提高路基0% ～0.3%的压实度。尤其是在暴雨过后，与其他路段相比，冲击碾压段的路面难以渗入降雨，交通车辆在行驶的过程中不易打滑。

［1］交通部公路科学研究院.公路冲击碾压应用技术指南［M］.人民交通出版社，2006.

［2］雍晓华.路基路面压实检测技术方法及影响因素讨论［J］.新疆石油科技，2005，(2).

［3］郭凌霄.影响公路路基压实质量的几个因素［J］.科技情报开发与经济，2006，(9).

U416.1

C

1008－3383(2014)04－0045－01

2013－11－19

郑金科(1984－)，男，贵州贵阳人，助理工程师，研究方向:公路施工。