试析冲击碾压技术在城市道路建设中的应用

刘乾坤?梁延琪?李云杰

摘要：随着社会的快速发展，城市道路施工建设成为建筑行业一大重点和难点，尤其城市规模不断扩大，城市里的主干道不断往乡村野道延伸，在遇到修建居民区附近的大干道时，仅用传统的路基处理办法，不仅无法绕过一些小湖泊小池塘，还会影响居民生活。由此，新的路基处理技术应运而生。本文着重论述城市道路建设中冲击碾压技术是如何领先于传统路基处理办法，成为道路建设应用领域内的新兴工艺。

关键词：冲击碾压技术;城市道路建设;应用

世界在逐渐城市化，这是未来社会的发展趋势。城市增多，城区道路建设自然少不了。我们施工方处理路基的常规办法主要有填充法、强夯筑法。不过，前者要满足路基不深，需填充的土料方不大等条件，不然会因为造价问题被否决。而后者处理起路基虽然作用和深度较大一些，但是它会发出极大的噪声，且在工作时产生的震动传播较远，容易对当地居民造成很大困扰，只适合在远离民居的道路段使用。因此，冲击碾压技术自二十年多前传入我国后，便开始在高填方公路段积累实际施工经验。这些经验经过时间和实际工程的检验后，又开始在城市道路建设中运用。由于此项技术可以大幅度提升不同路基段的承载能力和稳定性能，降低道路沉裂变形的发生概率，延长道路使用寿命，因此在城市建设中被逐渐重视起来。

一、城市道路施工工程概况

此项施工作业是在建设路人工湖向北延伸至乡村农家乐的一个路段，全长一公里，途径路段道旁两侧的居民小区原本就是农田改造，地质勘探后发现路基内果然含有大量杂填料，深厚度分布几乎在0.8m至4.9m之间，很不均匀。这段路基填料以农田黏土为主，瓦砾砖块次之，填土结构疏松，土质易于变化，需要严格处理后才能作为天然地基承载层，当时建议改埋又厚又杂的填料。施工方各路专家在现场勘查研究后做出如下处理方案：考虑到该段路基地下的填土几乎都是有机物，施工地点又接近居民区，如果全部换埋厚杂填料会耗费大量填土，费用太高，因此决定深度在0到0.9米间的原填土全部换成新填料，比0.9米更深的区域则利用冲击碾压技术做压实处理。施工前挑一段路基先做做压实试验，待此种处理方案效果明显再整段施工。

二、冲击碾压技术的原理

冲击碾压技术应用在城市道路建设中，当然有相应的冲压式专业压路机。这种专业压路机其实是一种拖式法压实机械，共有三条凸起来的轮边冲击轮，有点像粽子形状的变形版筒式压路机，但细节构造大不相同[1]。冲压式压路机也有牵引车，牵引车带动三条冲击轮滚动在待压实的路基上，冲击轮被拖拽着前进时产生的动能与三条大小半径不同的轮边着地时产生的势能差形成合力，对地面的土石等材料进行轮番的冲击、搓揉、静压，并在此过程中不断积累增加地下深层密实度，将土石填料碾压得密实均匀，从而逐渐形成路基所需的高强度和高稳定性的填充材料。因为这种新型碾压机产生的冲击合力压实作用深度可达两米，压实影响深度更能达到五米之深，工艺效果远远高于其他传统路基压实技术。冲击碾压式压路机的新冲击碾压压实工艺，也决定了它的与众不同。用二十五千焦的三轮边冲击碾压式压路机为例子，此种新型压路机两轮边宽0.9m，内边距为1.2m，冲压宽为4米左右，牵引车来回两遍是为碾压一次，作业时按照顺时针和逆时针方向，五次为一轮替，顺逆时针交替进行。所以，不同种类的土石路基材料冲压二十到四十遍后，路基就可以成为厚度达一米至一米五的均匀夯实层。但不是冲击碾压次数越多越好，碾压次数过多会影响路基强度，让路基填充材料出现类似橡皮泥般的不良反应，压丢土石的承载能力[2]。为使冲碾压路机压出来的填充材料密度实度达到城市道路路基所需碾压土石料的标准，其冲压具体次数是由实地试验和积累的经验共同决定的。

三、冲击碾压式压路机的施工

1、此法施工时的工艺试验要点。我们选定了一段需要格外冲压路基的路床做实验，总长度120m，用的是一台cyz25型号的三轮边双轮冲击压路机。在此之前，用石灰标出几个相同长度宽度的路桩方格，再测量出几个方格交叉点上面的高程数据，然后就可以开始用这种新式压路机进行路基碾压。我们在实验中分别设有冲击压实10/15/20次，共三个实验对照组，并在压实过程中及时测量记录三个实验组的路基沉降量值和压实程度、承载力等的数据变化，从而检测出相同路段不同碾压次數所得压实度值和高程值，把实验结果跟冲压前的路基数据相比，得出最佳碾压方式和压实的次数。为了控制无关变量对实验结果的影响，避免影响冲压速度和压实后的效果，旁边最好准备一台平地机，在路基表面起伏较大时，就用平地机先整压平整后再进行实验，同时将碾压机的行驶速度控制在10到15千米每小时范围内。实验结果整理出来后，我们得到一组数据：冲压10次，得到的平均沉降量是9.2cm;冲压20次，得到的平均沉降量是8.3cm;三组试验累计沉降量值是17.4cm。冲击碾压作业完成后，再次测量计算出不同的深度压实值分别为：-0.2m时是85.1%、-0.5m时是82.0%、-0.8m时是80.1%，回弹模量平均值是21兆帕，路基承载能力值也大于210千帕，基本达到工程设计时的要求。因此，本标注路段可以按上述实验段的工艺大面积推广使用。需要指出的是，冲击碾压技术是一种高填方路基补充碾压方式，而非关键唯一的压实工艺，不能太过依赖此种碾压方式。2、此法实地施工时的注意项[3]。一是正确适当的参考使用冲击碾压数据。实验时用的是事先确定过的碾压次数和速度，在实际施工填筑时，不同性质的填充材料适用不同的碾压方式。比如沙砾石和黏土、土石混合填土材料等适合用冲击碾压式，而填料是砂土就不能采用这种碾压方式了。二是要事先测量好土质含水量[4]。我国许多城市道路延伸处会碰到以粘土为主的农田土质，含水量较高，冲击碾压机冲压超过十次以上的话，粘土容易变成弹簧土，这就要求我们灵活改变施工手段，采取压压、停停、晾晾，再压压停停晾晾的重复变化手段，避免填料改变性质给施工带来不必要的麻烦。3、冲击碾压时注意保护路基旁的管道设施。城市道路建设时，道路两侧也会跟着开始铺设市政管道，这种新式压路机要注意与铺设的管道相隔一米以上的安全宽度。

冲击碾压技术与建筑行业传统的路基碾压工艺两相对比，冲击碾压技术不仅能满足道路施工规范和行业标准，还能保证高填方位的填充质量，有效控制路基沉降和整体承载能力。但它又作为新兴的城市道路建设技术，在城市道路建设中的应用刚起步，优缺点都并存，还需要积累大量实际建设中的经验教训，这就需要我们建筑人加紧探索研究冲击碾压技术在城市道路建设中的应用普及步伐。

参考文献：

[1]孔健. 冲击碾压技术在城市道路建设中的应用[J]. 城市道桥与防洪， 2018， 236（12）：24+218-220.

[2]吴武陵， 龚玲玲. 浅议冲击碾压技术在市政道路高填方路基工程中的应用[J]. 工程技术（文摘版）：00040-00040.

[3]刁晓俊. 浅谈公路路基施工中冲击碾压技术的应用[J]. 城镇建设， 2019， 000（001）：60.

[4]寇金龙. 黄土路基冲击碾压施工技术[J]. 中国科技投资， 2016， 000（032）：44.