冲击碾压施工技术在市政道路建设中的应用

吴青娟 山西临汾市政工程集团股份有限公司

1 前言

冲击碾压技术是道路碾压施工中较为常见的技术形式，以冲击式压实机为主要设备，用牵引设备拖动，滚动期间对地面产生冲击压力，提高结构的密实度；同时，还可提供滚压、揉压的功能，进一步增强了土石颗粒结合的紧密性。可见，冲击碾压施工技术的综合应用效果较好，有必要展开探讨，梳理具体的应用要点，以便更为有效地应用于市政道路工程建设中，充分发挥出该项施工技术的应用优势。

2 冲击碾压施工技术的应用概述

随着工程技术的发展，相继有更多的碾压施工技术应运而生。其中，冲击碾压施工技术则颇具代表性，具体的施工工艺流程如图1所示。

图1 冲击碾压施工技术流程

冲击压路机是冲击碾压施工中的关键设备，其具有低频率、高振幅的特性，运行时提供的冲击力较强，通常为15kJ～30kJ，荷载达到2500kN～3500kN，性能较为优越。

挠度是应用冲击碾压施工技术时必须考虑的指标，应以合理的方法计算，根据结果采取控制措施。挠度计算需考虑多类数据，具体可按照“f=f1+f2+f3+f4”的方法计算。其中，f1、f2、f3、f4分别为上拱度、梁段静载作用产生的下挠度、临时荷载产生的下挠度、混凝土徐变系数[1]。

理论研究以及工程实践经验表明，冲击碾压施工技术所取得的碾压效果良好，同时还具有操作便捷、效率高等多重优势。具体至市政道路路基压实环节，若能够合理配置压路机等机械设备并准确把握作业要点，路基压实度通常可达到95%以上，有效保证了路基的密实度与平整度。

3 冲击碾压施工技术在市政道路建设中的应用要点

3.1 测量放线

测量放线是路基施工全流程中的基础环节，有必要根据设计图纸测定具体的中线、施工控制桩等，形成显眼的标记，作为正式施工的参照基准。测量放线是一项精细化的工作，应由专员按照规范完成。且为了全面保证测量放样的精度，在完成测放后需做二次核对，对比分析两次数据，确保两者均一致，否则需查明实际情况，予以调整。

3.2 整平和填土

方格网铺设施工阶段，需要有效填筑，确保填筑宽度具有合理性。组织多次试验，对现场情况做准确的判断，若发现有局部稳定性不足的情况，则对该处及两侧做有效的处理，以免给后续施工造成不良影响。若情况加重，说明施工空间较为狭小，此时不利于边部压实，有失稳的可能[2]。作为参建人员，需对此方面的问题予以高度的重视，采取有效的控制措施。

压实施工中，注重对方法的优化与应用，有效加大控制力度，保证施工质量。路基整体填土时，根据冲击碾压的施工要求开展工作，注重对施工力度的把控，形成有效的填土覆盖范围，充分保证各处的填土施工质量。

3.3 碾压冲击

（1）碾压速度。碾压速度的改变会带来施工效果的变化，两者具有类似于“反比”的关系。碾压速度过快时，设备与待压实区域的接触时间不足，可能会影响压实效果。但也不可过慢，否则会拖慢施工进度，甚至会在过度碾压作用下导致现场的土壤受损。因此，需要根据现场土质特性、压实度要求等多项条件采取针对性的控制措施，保证压实速度的合理性。

（2）碾压遍数。随着碾压次数的增加，待处理部分的密实度有提高的变化，但其存在某极限值，即达到特定的遍数后，无论后续如何碾压，土壤的压实度几乎不会有大幅的改变，即土壤达到相对稳定的状态。通常，碾压遍数以20遍为宜；而对于路基周边的部位，考虑到其更易失稳的情况，碾压遍数可增加至24遍左右，具体视实际施工条件而定。

（3）碾压形式。三边形冲击式压路机是碾压施工中较为常见的设备，具体如图2所示。设备的运行性能稳定，效率较高，在采取部分重叠碾压的作业方法后，有利于提升碾压施工效果。施工顺序方面，通常从外侧开始，逐步向内侧推进，富有秩序性地将碾压工作落实到位。

图2 三边形冲击式压路机示意图

3.4 冲击碾压施工注意事项

市政道路碾压施工的工作量较大，合理应用机械化施工模式是保证质量、提高效率的关键，需根据具体施工条件以及工程要求合理选用机械设备，规范操作设备，充分发挥出其生产力优势。在冲击碾压施工技术日益成熟的行业背景下，施工单位应当准确掌握施工技术的应用要点，有效推进施工进程。此外，密切关注现场的水文、地质条件，存在干扰因素时采取处理措施[3]。

施工参数的设定与控制也较为关键。正式施工前，依据所掌握的工程信息确定具有可行性的施工参数，将其作为施工的依据；而在实际施工中，由于现场环境复杂，可能会遇到前期未考虑到的因素，此时施工条件发生改变，需要动态调整施工参数，通过检验后方可投入使用。

3.5 冲击碾压施工的质量控制措施

（1）含水量的控制。着重考虑的是原表层以下20cm范围，检测该部分的含水量，若不满足要求则适当调整。实测含水量偏低时，用洒水的方法提高该值；实测含水量偏高时，安排晾晒，降低该值。冲击碾压施工中，以轮迹搭接布满表面视为1遍，根据要求完成相应遍数的碾压作业。对于施工期间含水量偏低的情况，可适量洒水，一方面将含水量调节至正常水平，另一方面扑灭扬尘，满足文明施工的要求。

（2）压实作业细节。设备宜选用冲击压轮机，轮宽0.9m，内边距1.17m，正常运行工况下的有效冲服宽度为4m。就理论层面而言，以规范的方式完成30遍冲击碾压施工后，可形成约1m的加厚层，使路基具有足够的稳定性。具体至实际施工中，为保证整体施工效果，可将冲击碾压作业划分为两个阶段，逐步推进，具体做如下分析。

①动能转化为势能。在设备的牵引作用下，带动压实轮向外廓曲线前滚动，在该运行轨迹中，重心集中在曲线的最低点；随着运动距离的延长，重心逐步向上移动，牵引力所提供的动能发生变化，转变为势能，此条件下可充分发挥出缓冲机构的性能优势。②势能转化为动能。结合前述分析可知，压实轮的重心会发生改变，当其达到曲线最高点时，蓄能器缓冲液压缸压力得以释放，势能转为动能。在该状态下，压实轮的速度有提升的变化（超过机身自身的速度），得益于该速度关系，可弥补上段滞后的位移。

（3）控制指标分析。压实度是评价路基施工质量的关键指标之一，需要以合理的方法施工，提高压实度。路基填料的类型、性质存在差异，各自参照的标准有所区别，若仅采用传统的质量管控方法，难以全面保证路基的施工质量。对此，应当注重多个维度的工作，例如提高路基的承载力、保证路床的整体性、对冲击碾压指标做合理的优化。此处从如下几个方面展开分析。

①碾压速度。如前文所述，碾压速度的增加会在一定程度上影响碾压施工效果，在适当放慢碾压速度时，可取得较好的碾压效果。但工程环境颇为复杂，除了考虑到放慢碾压速度的要求外，还需考虑到施工效率的要求，若一味降低碾压速度，可能会出现无法在指定工期顺利完成碾压工作的情况。因此，在设定碾压速度时，必须充分兼顾碾压效果和施工效率的双重要求，在两者间寻求均衡点。②碾压遍数。根据经验，碾压遍数的增加会促进压实度的提高，因此通过增加碾压遍数的方式改善碾压效果具有可行性。但需考虑到限值问题，即碾压遍数存在某极限值，其对应的碾压效果最佳，而在此基础上增加碾压遍数后，碾压效果几乎无提升的迹象，甚至会出现施工周期延长、碾压效果下降等负面影响。对此，应合理设定碾压遍数，根据现场土质特性以及工程碾压要求而定；从设备优化的角度来看，增加压路机的吨位是可行的方法。③铺层厚度。综合考虑施工设备运行性能、工况，确定合适的铺层厚度。对于冲击压路机而言，虚铺层厚度以100mm～120mm较为合适，经压实处理后的厚度需达到80mm～100mm。④碾压方式。遵循先弱振后强振、先轻后重的基本原则，并由具有资质的人员操作。

（4）其他质量控制措施。压路机的基础参数会对碾压效果造成影响，从尺寸方面来看，轮宽以90cm为宜，两轮间距1177cm、跨度4m。为使压实设备全面覆盖至作业区域的各个部位，至少安排2遍碾压，第1遍对主体进行碾压，第2遍着重处理前期未处理的部位，同时加强已经碾压的部位。必要时安排第3遍碾压，全面提升碾压效果。碾压过程中，严格控制设备的运行速度，将该值稳定在合理的区间内，且尽可能避免速度大幅度变更的情况。对于碾压遍数的控制，需要与施工要求一致，此外土石颗粒等现场基础条件也需得到充分的考虑。以冲击压路机为例，可按照20遍的要求碾压，期间做好质量检验，若不满足要求则适当增加碾压遍数。

4 结束语

综上所述，在市政道路施工中，冲击碾压施工技术是重要的技术形式，其应用水平将直接关系到碾压效果乃至道路的最终使用情况。作为施工单位，则需正确认识碾压施工技术，经勘察后明确现场水文、地质等基础条件，制定相适应的施工方案，配备材料、机械设备，由专员按照规划推进施工进程。碾压期间，还需加强对施工质量的检测与控制力度，及时发现问题并处理，为整体施工质量提供保障。