冲击碾压路基试验检测与分析

熊宇璟 何潞薇

摘 要：文章以“强基薄面”为中心，展开对路基的研究，对典型实验路段进行了检测评价分析，改变传统的压实施工方法，采用冲击式压路机改善路基压实效果和提高土基顶面回弹模量，从而达到减薄路面面层厚度目的。同时，按试验路段的顺序对冲击压实路基检测结果进行分析和总结，试验路段分为室内试验和现场检测等内容。

关键词：冲击碾压；压实度；弯沉值；回弹模量

随着我国道路路网不断完善，道路病害的防治得到了广泛关注，路基作为道路的基础，对路面结构的强度和刚度起着决定性的作用，路面直接承受各种荷载并受大气环境的影响，对于如何提高路基路面的路用性能，增加路面的整体强度，延长道路使用寿命成为了研究的重点。

1 冲击式压实路基压实机理及检测方法

1.1 冲击式路基压实机理

辽宁省交通规划设计院采用南非研制开发的25T3-25KJ三边形冲击式压实机（见图1），其工作原理为利用非圆形压实轮在高速滚动中产生巨大的冲击能实现压实土石填料的目的。主要采用三边轮冲击压实机，轮重14吨，冲击压实轮在牵引带动下，以9～12km/h快速翻转，压实轮最小半径处夯击地面，压实机以250吨强大的冲击能强制压缩密实土壤，并且每秒冲击地面两次，这种低频高幅的连续作用使得冲击波不断的向土体深层处传播，使土石颗粒之间发生位移、变形和剪切达到压缩密实土壤的目的[1]。

通过改进施工方法，提高土基回弹模量对于减少路面结构厚度，降低工程造价有重要意义。准确的检测和评价冲击压实对土基回弹模量及相关物理力学参数的影响是该项技术得以进一步应用的关键所在。

1.2 冲击式压实路基试验路检测方法

室内试验主要有路基填料的天然含水量、液限、塑限、天然密度、颗粒组成、CBR等试验，以确定试验材料的工程分类及物理力学性质；同时做各种路基填料的室内击实试验，确定填料的最大干密度和最佳含水量，为检测试验路段的压实度提供依据。

现场路基土检测的指标为：回弹模量、压实度和弯沉值[2-8]。

（1）室内试验设备与方法。路基填料的天然含水量、液限、塑限、天然密度、颗粒组成及其最大干密度、最佳含水量的测定方法和主要检测设备，如表1所示。

（2）现场试验方法及设备。现场路基弯沉值、回弹模量、压实度的测定方法和主要检测设备列表2。

2 滨海路丹东东港段试验路概况

试验路位于丹东东港境内北井子镇附近滨海路工程K69+100～K70+100路段，长1km。路线沿海滩布设，左侧原为海边土坝，右侧为养殖池塘，条件相似路段连续15km左右。路基基底处理采用了抛石挤淤的处理方案，抛石厚度1.5-2.0m，路基填筑采用填石路基，石料粒径50-80cm，石料中间填筑细料压实，路基施工完毕后在路基顶面进行冲击碾压15遍，冲击前后路基顶面的沉降差为10cm左右。

3 滨海路丹东东港段试验路检测方案

3.1 检测点布置。具体测点布置见图2。

试验路检测桩号为K69+100至K70+100，检测位置为道路中心线两侧各3.5m。

3.2 检测内容

对以上布置的各测点进行现场压实度、弯沉和回弹模量检测。

4 滨海路丹东东港段试验路检测与分析

4.1 室内试验

根据《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）中T0131-2007击实试验要求，丹东东港段试验路路基的最大干密度和最佳含水量室内试验结果见表3。

4.2 路基弯沉检测结果与分析

滨海路丹东东港段（K69+100～K70+100）试验路路基冲击碾压15遍后的弯沉值，结果见表4。为方便分析，该试验路段经冲击碾压，测得的弯沉值随测点变化柱状图如图3所示。

从表4和图3可知：a.试验路右侧弯沉值的平均值为234.96，标准差56.77，变异系数为24.16%，离散性较大；b.左侧弯沉值的平均值为249.66，标准差45.20，变异系数为18.10%，同样表明离散性较大。

（2）路基回弹模量检测结果与分析。滨海路工程丹东东港段（K69+100～K70+100）试验路路基冲击碾压15遍后土基回弹模量，检测结果汇总见表5，回弹模量随测点变化柱状图见图4。

柱状图

表5及图4可以看出：a.从表中可知，试验路右侧回弹模量平均值为67.74MPa，标准差14.69，变异系数为21.07%，离散性较大；左侧回弹模量平均值65.19MPa，标准差11.52MPa，变异系数为17.68%，同样表明离散性较大。b.从图可以看出，右侧测点的回弹模量最小值为K69+350处的41.5MPa，左侧测点的回弹模量最小值为K69+400处的47.9MPa，不论是右侧还是左侧测点，相邻测点的回弹模量变化较大。c.本测段路基经过抛石挤於处理，采用填石路基，测点下方的路基具有不均匀性，故测得的回弹模量离散性较大，相邻回弹模量变化较大。

（2）路基压实度检测结果与分析。该段试验路的压实度检测结果汇总于表6。从表中可以看出，各测点压实度值有一定的波动，压实度代表值为91.04%。

（3）回弹模量和弯沉相关性分析。为了验证现场检测回弹模量和弯沉的相关性，对该两项检测指标数据进行统计分析，拟合结果见图5，回弹模量与弯沉的回归方程见下式：E=9802.4l-0.9131

图5中可见，回弹模量和弯沉的相关系数R=0.9452，说明检测路段该两项指标相关性很好，检测结果真实可靠。

4.3 试验检测分析

通过室内实验和现场试验检测，主要的试验检测分析结果如下：（1）对滨海路工程丹东东港试验路段K69+100～K70+100试验路现场取样做击实试验，确定土基的最大干密度为2.223g/cm3，最佳含水量为3.18%。（2）从现场检测的结果看，冲击碾压后，右侧弯沉值的平均值为140.70，左侧弯沉值的平均值为155.23，虽说离散性较大，但没有出现过大的弯沉；回弹模量的平均值在60MPa以上，最小回弹模量也超过了40MPa；同时检测到的代表性压实度为91.04%。（3）该段试验路通过冲击碾压15遍后，路基土的回弹模量普遍得到提高，压实效果得到了改善。

5 结束语

通过冲击式压实试验路段的现场检测和室内试验，得到以下结论与建议：滨海路试验路段现场检测表明，冲击式压实技术用于抛石挤淤处理软土路基取得了较好的效果。该段试验路通过冲击碾压15遍后，路基用土的回弹模量普遍得到提高，压实效果得到了改善。对于重点公路工程的路基土冲击压实质量控制和检测，建议采用承载板法进行现场回弹模量检测。

参考文献

[1]郑仲探，丁建.冲击式压路机及其应用[J].铁道建筑技术，2000（4）：57-58.

[2]王玉贵.冲击碾压法在黄土路基施工中的应用[J].铁道建筑，2003（6）：49-50.

[3]杨世基.冲击压实技术在路基工程中的应用[J].公路，1999（7）：1-5

[4]唐晖.冲击碾压在高速公路路基施工中的应用[J].工程科技，2007（1）：92-96.