冲击碾压在高填方路基中的应用

高建新

摘 要：介绍阿尔及利亚东西高速公路M2标段为缩短路基自然下沉时间，缩短工期，保证路基质量，对高填方路基段采用冲击碾压进行补强压实处治，并对碾压后的效果进行了观测、对比、分析。

关键词：东西高速公路；高填方；冲击碾压；沉降；压实度

1 工程概况

中铁十四局集团二公司负责施工的阿尔及利亚东西高速公路M1M2标段，全长52.147km。本标段地形总体起伏大，沟谷纵横，地势多陡峻，路基土石方工程量巨大；施工工期紧迫，填方有效施工工期不足30个月。在填方施工中，填高20m以上的高填方路基共有16段，最大填高34m。

2 填筑方案的选择

因路面采用40cm碎石层+24.5cm高模量沥青混凝土组成的全柔性结构，同时项目专用技术条款规定路面工程质量保证期为5年。我们在充分考虑路面的舒适性和长寿命，尽可能地减少工后沉降和差异沉降，我们决定采用冲击碾压施工工艺对填高超20m常规填筑下的填方路堤进行追密补压。

3 冲击碾压施工工作原理

冲击碾压是利用冲击式压路机低频大振幅冲击力作用于填土，并快速连续周期性地作用，产生强烈的冲击波向下深层传播，对路基填土进行冲击碾压，提高填土的密实度，减少工后沉降。压实轮在牵引机的拖动行驶滚动中，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，连续快速地对填料或地面产生夯击作用，对填料或地面进行碾压与压实并具有地震波的传播特性。在冲击压实的同时具有静力、搓揉、振夯、冲击的作用和静压振动压（低幅高频）冲击压（高幅低频）的冲击压实作用。

4 试验段

4.1 试验段概况

试验段位于M2标段，PK239+700-PK239+900区域。该区域地形平坦，属M′zida河流的河漫滩，地质条件单一。地表覆土为含砾黏土，褐黄、褐灰等色，硬塑状，稍湿～干燥，卵石含量一般5～25%，局部大于50%，卵石成分为灰岩、砂岩等，粒径一般在2～200mm之间，局部含大块石；下敷基岩为泥灰岩。

4.2 填料

填料来自取土场，按法国规范《土方工程：公路基础设施的填方和垫层施工可采用的材料类型》（NF P11-300）划分为C1B5S。

4.3 设备准备

YZT-20 25KJ三边形双轮冲击压路机一台，洒水车1台，平地机1台。此型冲击压路机整机质量16.2T，冲击能量30KJ。冲击压路机双轮各宽0.9m，轮隙宽度1.16m。此型冲击压路机冲压一次的计算压实宽度为2m，经错一个轮宽冲压一个来回后，计算冲压宽度4m，按此方法计算，整个场地全部压完1次为碾压一遍，冲击压路机行走速度为12～15km/h。

4.4 试验内容

项目专用技术条款规定填料压实采用压实度和变形模量双控标准，即压实度大于95%，变形模量EV2≥50MPa和EV2/EV1≤2。在达到上述要求后，为进一步提高路基的密实度与均匀性，减少工后沉降与差异沉降对路堤进行增强补压。拟定补压遍数为25遍，在冲击碾压前及每冲击碾压5遍后检测沉降量和压实度。每20m为一个断面，分别在左、中、右打入水平观测桩。中桩设在纵向中心线上，左、右边桩距路基边缘3m左右。水平观测桩用钢筋打制，其埋设深度为：水平桩顶部高程位于冲击碾压面下50cm。

5 试验成果分析

5.1 碾压遍数与沉降量

可见前20遍平均沉降量随碾压遍数的增加而增大，且增加的幅度较大，20遍时达到最大值18mm；25遍时平均沉降量反而略有减少。

5.2 碾压遍数与压实度

可见前20遍压实度上升比较快，20遍后压实度上升不明显，25遍时压实度反而略有减少。

6 试验结论

C1B5S填筑的路基达到压实度和变形模量双控标准后采用冲击压路机增强补压，从碾压遍数与压实度和沉降量的关系可看出，碾压20遍效果最佳。

7 實施效果

本项目填筑高度超过25m的高路堤均采用冲击压路机进行增强补压，并对代表性的工点进行了工后沉降观测。其中PK227+500～PK227+700最大填高为29.9m，边坡分级高度8m，在边坡平台及路肩和中央隔带处设置沉降观测点。

经过2009年2月至2010年3月长达1年的工后沉降观测，1#～5#的累计工后沉降量依次为5mm、11mm、17mm、22mm、25mm，是对应点路基本体填土高度的0.08～0.1%，其中中央分隔带比路肩的沉降仅大3mm，对路拱横坡改变小。各项数据表明冲击碾压对控制高填方的工后沉降效果很好。

8 结束语

冲击碾压补强提高了路基压实度，路拱横坡改变小，对减少工后沉降和差异沉降有明显作用，为全柔性的路面结构层提供了坚实的基础，满足了项目专用技术条款路面保证期的要求，这对高填方尤为重要，值得大力推广。

参考文献：

[1] 阿尔及利亚东西高速公路专用技术条款CCTP〔S〕.阿尔及尔，阿尔及利亚高速公路管理局（ANA），2005.

[2] 公路路基施工新技术、新工艺与验收规范.