湿陷性黄土路基冲击碾压施工技术研究

赵果萍

（山西交通控股集团有限公司，山西太原030006）

0 引言

现阶段，随着交通运输系统建设覆盖度的增加，施工所处的地质水文环境日趋复杂。此背景下，湿陷性黄土，作为特殊性质土，结构受到破坏就容易出现软化与屈服等现象。为缓解此土壤环境对道路路基工程建设质量带来的失稳影响，相关技术人员应加大冲击碾压施工技术的应用水平控制的研究力度，以使技术水平能够满足不同路基岩土环境的质控需求。这是促进道路交通行业以健康、可持续状态向前发展的关键，应引起业内重视，进而推动地区经济全面发展。

1 研究湿陷性黄土路基冲击碾压施工技术的现实意义

冲击碾压技术是经压路机滚轮作用于土地达到压实目的。因其滚轮为多边形，所以滚动过程会与地面产生落差。在这种反复冲击碾压下，路面土石材料的压实度就可满足工程建设要求。湿陷性黄土的颗粒组成，以0.05～0.005mm 粒径的粉粒为主，含量超过60%，鲜少粒径超过0.25mm。孔隙率通常在1.0 上下。作为特殊性质的土，其结构性一旦受到破坏，力学性质就会呈现出软化、湿陷以及屈服等形状，还伴有明显下沉现象。当冲击碾压施工技术运用环境为湿陷性黄土，采用双轮冲击压路机设备，以12km/h 的速度行驶。再经周期性、持续性的高能状态对地面进行冲击，就可增加湿陷性黄土颗粒间的密度，使空隙变小的同时，还强化了地面的夯实效果。然而，在实际施工作业过程，相关人员并未对路基所处环境进行科学检测，导致获得的数据结果无法确定适用的工艺参数。再加上，冲击碾压施工本身具有系统性与复杂性特点，一旦一个环节出现问题，就会对整个路基工程的施工质量造成影响。为此，工程建设者应借鉴以往湿陷性黄土路基冲击碾压施工技术应用控制经验，以强化技术水平。这是推动道路交通行业健康稳定发展的重要课题，应引起更多重视，以服务于所处地区经济建设。

2 冲击碾压施工技术在湿陷性黄土路基中的应用要点

2.1 做好前期准备工作

湿陷性黄土路基施工环境下，碾压施工前应在清表工作完成后对路基进行放样，以确定边线。为使边部位置压实度达到预期，应保证每边宽度超出设计0.5m。含水量，应根据土壤塑性指数确定，稠度控制在1.1～1.2。实际作业前，应对路基含水量进行检测，含水量在±4%以内。经检测，如含水量较高，则应进行翻土晾晒处理；含水量过低，则要洒水湿润。如控制不好，80～100cm 的土层冲压作业就会形成弹簧土，无法实现压实。压实机设备的选用，应将机型最大瞬间冲击功率控制在25kJ 以上[1]。设备冲压压实过程速度应不小于12km/h，行驶两次记为一遍。第二次单轮应从第一次两轮内的边距中间经过，以留出冲击碾压间隙双边各0.13m。

2.2 碾压作业质量控制

施工过程应先明确施工起始位置，通常为路基一侧，而后再进行来回转弯碾压作业，最后回到出发位置。此外，来回碾压过程，应保证两侧重叠进行，尺寸要严格控制，以满足规范标准提出的要求。当第二遍第一次冲碾要向内移动0.2m，以对第一遍碾压间隙进行覆盖。第三遍，应回到第一遍位置，依次完成目标遍数。路基回填土的选择，应保证质量性能达标。当回填作业达到预期标高，应选用地平机来完成冲击工作面的整平与清理工作。此过程，还要做好观测点标志的埋设。碾压作业应遵循先两侧、后中间原则。对于轮迹超出允许范围，应运用地平机处理。如表层土质较干，为保证压实效果应进行洒水润湿处理。值得注意的是，因受到弧形压实轮影响，一遍冲碾作业后，仍存在未碾压区域。这种情况下，需要进行第二遍、第三遍的碾压，直至达到设计要求。检测湿陷性黄土路基的高程与压实度，如不达标，就要继续冲击碾压作业，并做好检测记录数据。

2.3 测点多次测量，数据记录

测点过程中，应结合湿陷性黄土路基工程的实际情况，即在保证有效操作前提下多次测量，并做好详细记录[2]。如此，就可为后续的施工效果控制提供必要依据。

2.4 施工参数记录

根据路基工程的施工要求确定冲击碾压的次数与频率。除了一些技术参数以外，还要对沉降量进行检测记录。压实度检测，应在填土层20cm 以下位置，并做好获取数值的详细记录工作。路基压实施工处理完毕后，应保证参数与数据达到技术规范要求和设计方案预期。

以某工程对湿陷性黄土路基经冲击碾压20 遍后，采用灌砂法分别在20、70、90、120cm 位置进行了压实度、含水量和干密度测试，具体结果如表1所示。

表1 土质性能指标测试结果

经对土体冲击碾压20 遍后，土体沉降量基本处于稳定状态，压实度、干密度等性能指标也有显著提升。对于未达到指定目标的情况，则要返工，直至达到预期作业效果。

3 关于湿陷性黄土路基冲击碾压施工技术的应用实践

某地高速公路的全长约67km，设计时速为100km/h，路基宽为25m。经对施工现场进行试验，确定全线大多数路段土质为湿陷性黄土，即地质构造为第四系全新冲洪积土，土体大孔隙与垂直节理发育，具有湿陷性。土层厚度较小，通常在0.8～8.0m。据统计，主线湿陷性黄土共计66.054km。参照工程情况相似的公路建设经验，采用冲击碾压施工技术来提升地基强度，减少沉降量。

冲击碾压的施工场地要做好排水，以避免水流入作业环境，导致路基受到浸泡。施工前期，在填方范围内进行了清表处理，对地表植被与腐殖土进行清除，并运用推土机整平。压实作业范围是公路坡脚，且各向外扩展1m。对于工作面起伏较大的情况，停止冲击碾压的同时，采用平地机进行刮平处理。对于地面自然横坡陡度超过1∶5，在路基基底部位开挖台阶，并将宽度控制在2m 以上。值得注意的是，台阶内向倾斜坡度要设置在4%。机械设备采用三边形双轮冲击压路机，冲击功率为25kJ。设备行驶速度控制在10～12km/h 以内。每冲击碾压5 遍后，采用平地机对击坑进行一次刮平处理。将路基中线，设置为分界线，经路基一侧向另一侧以转圈方式冲击碾压。具体顺序，遵循由边向中的原则进行错轮冲碾。当轮迹覆盖整个湿陷性黄土路基的表面，即为一遍。采用冲击波峰错峰压实，碾压5 遍后可对冲压方向进行调整。作业完毕后，运用平地机对冲碾路段进行整平。而后，选用重型钢轮压路机对路基表面的平整与密实效果进行处理控制[3]。

在施工至浅层软弱地基时，为处理含水量偏高问题，除了翻松晾晒，还可通过将一层砂砾或是碎石垫层铺设在地基上来提高湿陷性黄土的强度。这里的垫层厚度，应结合地基软弱程度与含水量情况来确定，通常在30～40cm。垫层材料选择上，含泥量应控制在5%以下；最多粒径在40cm 以下，且砾石强度不少于四级。湿陷性黄土路基的冲击碾压施工前，应从作业路段范围获取具有代表性土样，以对液塑限、含水量以及干密度进行测定。此外，还要采用分层取样方式，来确定黄土的湿陷性系数，以保证施工参数确定的科学有效性。

当施工进行到挡墙墙背、桥台以及涵台台背2m范围时，不得采用冲击碾压施工技术，可通过液压夯实设备对边角与死角进行补强压实处理。对于冲击碾压作业气温环境较高，风力较大，或是压实土层表面较为干燥的情况，应通过洒水润湿处理，避免表面粉尘化现象出现，继而影响冲击传递能力。冲击碾压车辆转弯操作，应对路线进行调整，以保证冲击凸轮落点与前次落点不重复，进而规避波浪现象发生[4]。质量检查工作，应对观测点进行布置，并对不同冲击碾压遍数的沉降标高进行检测。值得注意的是，压实度检测过程，应保证每个断面测点数量为2 点，且测定距离在中线的2/3 位置。每完成一段冲击碾压施工后，就要对检测结果进行全面的整理分析，并为后续整体施工质量的检测控制提供重要依据。

4 结语

综上所述，针对湿陷性黄土路基的软化与屈服现象，可通过做好冲击碾压施工前期的准备，如放样检测与合理化机械设备选择，来为后续施工作业开展提供便利。对于施工过程可能出现的含水量偏高问题，应结合实际情况对浅层软弱地基进行翻松晾晒处理，或是铺设垫层来强化湿陷性黄土结构稳定性。事实证明，只有这样，才能最大限度地降低湿陷性黄土环境对路基工程建设带来的影响。故，工程建设者应将上述分析内容与科研结果更多地作用于实践，以不断提升冲击碾压施工技术的应用水平。