冲击碾压技术在高速公路施工中的应用研究

田赓

（中铁十四局集团有限公司 第四工程公司，济南250014）

1 引言

随着我国经济的快速发展，我国的高速公路建设和通车里程在不断增加，在我国经济发展中起到重要的推动作用。在目前高速公路工程的覆盖范围不断增加的情况下，冲击碾压技术在高速公路施工中的应用也越来越广泛，尤其是针对目前高速公路工程施工中遇到的斜坡、土石填料和地基土质条件等不利因素，为了延长高速公路的使用寿命，提高高速公路建设的经济效益和社会效益，就需要加强对冲击碾压技术在高速公路施工中的应用研究。冲击碾压技术就是利用冲击式压实机在牵引机拖动时将高位势能转换为动能的特点，对地面进行冲击，起到滚压以及揉压的综合作用，实现对大面积地基的压实。此技术的应用对于提高高速公路施工质量和效率具有重要作用。

2 冲击碾压技术在高速公路施工中的应用特点

正如前文所述，高速公路施工中所应用的冲击碾压技术就是对一种高振幅低频率的新型压实设备，充分应用冲击式压实机，在牵引机械的拖动行驶过程中可以将高位势能向动能进行转化，实现对地面进行冲击。此压实机对地面的冲击能量比较大，可以实现对土体深层的冲击，通过其强大的冲击能量可以使土体中的土石颗粒发生位移、变形和剪切，在不断进行冲击的过程中会使土石密度不断增加，冲击能量的影响深度也在随之增加，通过对地面的连续冲击来实现对大面积地基的压实作业。因此可以看出，冲击碾压技术最大的特点就是影响深度比较深，而且碾压速度也比较快，通常深度为3m 左右，速度为12～15km/h，无论是冲击深度还是碾压速度都比传统的压实施工要高得多。此外，由于所应用的冲击式压实机具有高振幅和低频率的特点，正是由于此特点才会将冲击波向更深的位置进行传播，实现对地基压实效果的不断巩固。而且在确保压实效果的同时，也使得冲击碾压技术的使用范围在不断扩大，提高了碾压施工的效率。在冲击式压实机的应用过程中会采用履带式牵引车来进行牵引，此种牵引车本身具有比较大的转弯半径，而且自重也比较大，在碾压行驶的过程中不仅具有较好的平稳性，而且可以有效减少公路路基施工之后出现沉降的可能性，也就是对由于不均匀沉降而导致出现的道路病害问题进行有效改善，实现路基整体强度和均匀性的提升。也可以有效地将路基内部缺陷和隐患进行暴露，实现对公路施工质量的显著提升【1】。

3 冲击碾压技术在高速公路施工中应用的现状

正是由于冲击碾压技术在高速公路施工中的作用非常显著，因此，我国目前在高速公路建设中正在推广使用此技术。而且在实际的应用中也表现出良好的压实效果和较高的施工质量与效率。虽然目前冲击碾压技术在高速公路施工中的应用表现出显著的优点，而且也引起了施工单位和施工人员的重视。但目前在此技术的应用中也出现了较多的问题，主要表现在冲击碾压技术应用中的相关技术人员专业技术水平较差等，对冲击碾压技术在高速公路施工中的应用和推广，以及技术的创新和发展造成了阻碍。这就需要在冲击碾压技术应用之前，了解此技术在高速公路施工中的应用概况，掌握其技术特点和理论依据，根据不同的高速公路施工概况来对技术进行改进和创新，确保其符合当地的地质地形条件、车流量情况，确保在高速公路施工中发挥其优势，实现高速公路施工质量和效率的提高，以及经济效益和社会效益的提高【2】。

4 冲击碾压技术在高速公路施工中的具体应用

济南至青岛高速公路改扩建工程JQSG-1 合同段，主线全长64.012km。根据设计要求：路基施工原地面滚填石渣处理后，段落距离小于200m 时进行重锤夯实；重夯的一般参数：锤重15～32kN（1.5～3.2t），底面直径≤1.2m，落距3～4m，初步控制夯击能在60～120kN·m。控制参数：原地面表层压实度不小于91%，累计夯沉量≥9cm。

在本标段K50+130～K50+406 右幅段路基处理使用重锤夯作业，该段处理长度长276m，工作面平坦，交通及试验条件较好，机械施工方便，路基基底土质为粉类土，平均宽度15.04m，重夯面积约为4 151.04m2。

4.1 地表附着物清理

冲击碾压施工前应对原地表进行清理，在路基用地范围内清地表植被、杂物、积水、淤泥和表土，处理坑塘。在对原有地表土壤进行清理后，需要将清理出来的土壤按照规定位置进行存放和保管，在对坡面以及其他部位的绿化和土场进行二次处理时需要使用这些土壤。场地清理完成后，使用推土机粗平、振动压路机静压压实，为冲击压实提供较平整的基面【3】。

4.2 测量放线定出试验断面

测量队利用GPS 布设检测断面。每个断面布置5 个检测点，检测点标志采用GPS 打点作为标记，分别为拼宽或新建道路中线处、中线与两侧坡脚中心、两侧坡脚处。检测断面及位置示意图如图1 所示。

图1 检测断面及位置示意图

4.3 冲击碾压

冲击式压实机YCT25 工作时，用白灰把填土路基坡脚线撒好，并对其行驶速度进行控制，通常保持在12～15km/h 的范围内。所使用的冲击压路机规格主要就是轮胎的宽度为0.9m，2 个轮之间的距离为1.16m，在进行碾压时需要1 遍进行2 次压路机的行驶，确保其碾压宽度为4m。在使用机械设备进行碾压作业时，需要保持在上述速度范围之内并保持比较慢的行驶速度，而且进行碾压时的行驶路线需要按照路基左幅中心线为基准，所采取的碾压方式就是从路基的一侧向另一侧进行转圈冲击碾压。而且在上述冲碾的过程中还需要保持正确的顺序来满足由两边向中间进行错轮碾压的要求，保证错轮碾压的轮迹要对整个路基表面进行覆盖，确保其所有位置被冲碾1 遍。冲击碾压线路走向示意图如图2 所示。

4.4 重夯作业实施后的效果

经检测，冲击碾压首件施工质量符合规范及设计要求。

1）沉降量检测：本段冲击碾压段长267m，设置每20m 1个断面，共14 个检测断面，每个断面布置5 个检测点，共计70 个测点，19～20 遍冲碾下沉量最大值为5mm，最小值为0mm。

图2 冲击碾压线路走向示意图

2）压实度检测：布置压实度检测的平面点数为8 个，压实度检测结果为93.9%、93.4%、94.9%、93.4%、91.9%、92.9%、92.4%、94.4%。

5 结语

在高速公路施工中，应用冲击碾压技术主要表现出具有高振幅低频率、冲击力影响深度大以及碾压效率高等优点，针对高速公路施工的具体情况和要求做好相应的机型选择以及准备工作，合理选择施工工艺并加强对施工效果的监测，切实确保高速公路的施工质量，提高冲击碾压技术水平以及高速公路施工水平。

下步施工需要注意及改进的问题：冲击压路机在施工时司机工作时间应控制在2h，在施工中应安排好司机进行换班。在施工中应注意含水量的控制，提前检测，及时检测。注意路侧施工的安全问题，安排专人负责。施工中机械人员之间的配合还需要加强，提高工作效率与质量。