高速公路施工中的冲击碾压技术探讨

四豳四圈　路桥建设　

分析高速公路施工中冲击碾压技术的应用　

张璋　

六盘水水月产业园区管理委员会　

摘要：公路路基的压实质量与路基材料、压实设备及压实工艺等密切相关。通过对冲击碾压技术特点及作用机理的分析，以淮　

固高速穿越的亚粘土及亚砂土为例，采用冲击碾压技术对其碾压工艺进行测试分析，表明冲击碾压技术的应用效果良好，具有广阔　

的应用前景。　

关键词：高速公路；冲击碾压；作用机理；应用　

０引言　

近年来我国基础设施工程建设发展迅速，高速公路作为基础设施建设工　

程的重要组成部分也得到了迅猛发展，但出现了许多道路由于路基压实质量　

达不到要求而造成的过早破坏现象。随着我国高速公路对路基压实标准的提　

高，特别是对高填土厚铺层的基层压实越来越重视，冲击压实技术以其压实　

效率高、影响深度大、压实效果好等特点在我国高速公路施工中得到越来越　

多的应用　】。　

１路基压实的影响因素　

随着科学技术的发展，压实技术取得了快速发展，各种类型的压路机械　

大量出现，对公路建设质量起到十分重要的作用。公路路基压实施工包含的　

内容很多，而且需要涉及的面也较广，是一项十分复杂的综合性技术。公路路　

基的压实质量与路基材料、压实设备及压实工艺等密切相关。　

由于我国幅员辽阔，各地区土壤的成因、物理化学成分等都不尽相同，导　

致土壤的性质十分复杂，由于土壤的含水量、类型、级配等这些因素的存在使　

得路基的压实变得十分困难。路基的压实应严格控制土壤的含水量，将土方　

路堤应分层填筑，依据室内重型击实试验得出的最佳含水率进行控制，从而　

使得路基填土得到很好的压实。目前，我国的地基处理基本采用压实设备进　

行压实，而压实设备对地基的压实效果与其自身的参数密切相关，主要包括　

线压力、压实力的作用方式、压实功、碾轮材质与形状、碾轮状态等。此外，压　

路机的碾压速度、碾压遍数、铺层厚度、碾压方式等也会对路基的压实产生较　

大影响，但由于路基的碾压效果与压路机的类型密切相关，在路基压实时需　

垫　皇堕塑　第ｌ８卷第３期２０１　１年　

公路路基高填方冲击碾压施工工艺探索　

——以内遂高速公路为例　

邹学恩　摭珊　

（葛洲坝集团第二工程有限公司，四川成都６１００９１）　

摘要：介绍内遂高速公路第１１施工段为保证路面质量，在高填方路基施工中采用的冲击碾压施工工艺，根据工程实际　

情况，最终选择的最佳施工工艺。　关键词：高填方；冲击碾压；试验路段；沉降；压实度　

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１　１．０３．００５　

１　工程概况　内遂高速公路在第１１施工段路填筑施工中遇到高填方路　

基，因路基沉降在高填方地段表现得特别突出，高填方路基段　采用冲击碾压进行补强压实处治，路堤每填高４米碾压一次，在　

该段路基设三处沉降与稳定检测断面，对碾压后的效果进行观　

测、对比、分析。　２进行冲击碾压试验路段施工的目的　（１）通过试验路段施工，确定劳动力、碾压机具、摊铺机械、　

检测、试验，收集有关试验及测量资料，并进行整理分析，总结　

确定最佳的施工工艺和冲碾遍数。并以此为依据指导后续路基　

冲击碾压施工，确保路基冲击碾压补强工程质量。　

（２）试验所获得的各项参数：压实设备型号、填料最佳含水　

量、压实遍数与相对应的压实度及最佳的施工工艺等。　

３试验段施工准备工作　

３．１测量放样　根据图纸和监理工程师提供的测设基准资料进行恢复定　线测量，对于永久性坐标点、中线控制桩、转点桩、交点桩、水准　

点等认真核对，牢固栓桩，并将结果保留到交工验收。根据主线　

逐桩坐标表，从控制点用全站仪在试验段每２０米放出中桩。根　据绘出的路基横断面图，算出左右两侧边桩位置后，实地放出　

试验段边桩。　３．２试验准备　

拟从挖方段处调运合格土源进行试验段填筑，首先对土源　在不同部位取多个土样进行试验。《公路路基施工技术规范》　

（ＪＴＧＦ１０—２００６）规定，路堑挖方段利用土石用作路基填料应进　

行下列试验项目，其试验方法按《公路土工试验规程》　（Ｊ’ｒＧＥ４０—２００７）办理：　

道路桥梁　高速公路施工中冲击碾压技术的应用探讨　易　兵　【重庆城市综合交通枢纽（集团）有限公司，重庆４０００１　０）　【摘要】随着高速公路建设事业的快速发展，为满足日益增　长的高速公路标准要求，保障高速公路运输的高密度运营，需要在　施工过程中，不断进行技术创新与进步，应用现代技术手段建设符　合要求的高等高速公路。为此，在工程施工过程中，正确使用冲击　碾压技术，减少路基因受地形、地质等不良因素影响发生的沉降变　形问题，以提高路基强度，保证公路正常服务，增加公路使用年限。　本文将结合相关案例详细探讨有关冲击碾压技术在高速公路施工过　程中的应用情况。　【关键词】高速公路；冲击碾压；施工　引言　高度公路路基较高，所承受的荷载比一般公路大，因此提高路　基强度与稳定度对高度公路的安全性有决定性作用。冲击碾压技术　是新兴的路基压实法，主要工作原理是以冲击轮进行快速滚动的方　式冲压，将势能转化为对地冲击能，产生巨大压力压实地基。该方　法具有压实与重夯的作用，可明显改善地下深层土的密实度，有效　减少填方路基沉降现象，对暴露路基缺陷、提高工程质量和确保路　基安全效果显著。　１冲击碾压技术的应用　１．１施工原理　冲击碾压技术利用势能差与瞬时动能结合产生的能量以冲击波　形式对地基进行低频高振冲击，使受压土地密实度与破碎度增高。　与普通压实方法对比发现，冲击碾压技术具有影响深度大，工作效　率高，压实质量高的优点，且可以广泛应用于其它工程领域。路基　规范压实度在工后沉降率应达到０．５％的要求，因不利地形与地质影　响，会加大路基沉降度，当沉降度大于０．６％时将会产生变形裂痕。　为使路基沉降率降低到标准要求内，采用冲击碾压技术可有效解决　路基因沉降原因产生变形危害的问题。　在公路升级时，通过采用冲击压路机分层冲压路基的方式，不　必开挖路面，直接在原路面冲压，并达到质量要求。该法不仅节约　用料，改善效率，还可有效提高路基强度，加快工程进度．　１．２施工流程　（１）首先，冲击碾压前应进行施工场地的平整，各个路面障碍　物按要求处理，地下管线做出明确标识识别，规划冲击碾压边界，　按设计标准对压实度和沉降度确定冲压系数，在正式冲压前进行试　验碾压，采集碾压数据，正式确定碾压方案　（２）其次测量各区间水平点，按设计方案要求测量施工数据，　确定冲压机冲压路线与冲压次数。根据冲压机的不同构造与冲压面　的不同状况调整碾压参数，因碾压速度在一定条件下与效果问为反　比关系，即速度越快，效果越差。因此冲击碾压时应错轮错峰压实，　每冲压４遍即改变方向。冲击压路机保持匀速运行，在边角及拐弯　区域应与其他压路技术配合辅助，以保证区域冲压均匀，路面平整。　同时碾压遍数太多只会降低施工效率，而碾压遍数太少会影响减少　压实度，在施工过程中，综合考虑具体情况，一般冲击压路机冲压　２Ｏ遍左右获得压实效果较为理想。　（３）最后在冲压过程中必须选择适合施工情况和设备操作条件　的铺层厚度，以使压实效果符合设计标准要求。一般而言，冲击压　路机铺设厚度范围在９Ｏ～ｌ１０毫米较为合适。碾压工序的排序对压　实效果的好坏影响较显著，在实际操作中，先采用冲击振动的方式，　在被压土壤能承载一定压力后，再安排振动压实，对于振动压路机　应遵循先起步，后振动的操作规范，保证施工过程安全性。　１．３质量控制　进行冲击碾压的机器应按照碾压目的与施工环境的要求加以选　择，一般对于水泥路基或土质路基进行碾压时，宜采用五边形冲击　压路机。因冲击压路机有超强压实功能，土层含水量大于其塑性指　数，对厚度在９０～ｌ１Ｏ毫米土层冲击碾压会造成其出现弹簧土的现　象而无法压实。冲击压路机的轮外缘应与路肩外缘保持１米的安全　距离，对于桥洞类结构物其填土厚度不应小于２．８米，以免对其造　成不必要的破坏及不必要的危险。　２质量检验　２．１碾压检测　对冲压后的路基表面是否平整，土壤是否密实先做初步鉴定，　对部分沉降量较大的路基及时做详细记录。路表应保证碾压痕迹清　晰，波峰波谷间距相同。在冲压７一ｌ５天后，按规定对压实度与压陷　深度进行鉴定，填写检测记录，然后进行平整。按要求对冲压后地　基进行标高测定、含水量检测、压实度检测等，并要求压实度与原　地高大于９３％，压陷深度在５０±ｌ０厘米为宜。　２．２碾压效果　地基土经碾压后，土木试验数据显示，大部分受碾压路基弯沉　度降低，回弹度增大，这一结果表明路基强度和负载能力有效提高，　变形沉降问题得以缓解。通过对比碾压前后压缩变化，压沉量与碾　压次数成正比，碾压后空隙间距明显减小，且湿陷样品检出情况大　量降低，压缩性指标变化幅度也相应减少，路基强度整体得到提高。　冲击碾压技术不仅有压实平整作用，在施工过程中能随时发现路基　饱水软弱带分布位置，从而进行挖换填土压实，保证路基压实质量　与整体均匀性。　２．３注意事项　（１）进行基底碾压时，应首先判断该土质性质及含水量是否适　宜进行冲击碾压，对非软弱土进行冲压前应先试验，根据试验结果　进行碾压。根据土质不同，确定碾压，如粘性土、砂砾土可进行冲　击碾压，砂性土质不宜使用冲击碾压　软基填筑路基在应用冲击碾　压时，应分层处理，加快软基凝结速度。　（２）为防止含水量影响压实度，在冲击碾压前应测量含水量状　况，若含水量过大，应将填料曝晒，或更换填料，设法降低含水量　后，再进行碾压。若含水量过低，则应在路面洒水，使含水量符合　条件后，再进行碾压。　（３）每层铺设完成后应及时按设计要求从上到下对坡度进行修　整，使其光滑平整。在冲击碾压完成后，应再用振动压路机对其进　行碾压３～４遍，以使提高表层压实度　３结语　冲击碾压技术是对地基采用冲击压路机进行冲击碾压的方法，　是近年来地基压实技术的新举措。具有冲击能量强的优点，因压实　原理不同，相比振动压实能量大出许多。冲击碾压技术利用垂直冲　击能量压实土壤，并向前进行路面平整，与一般滚动压实技术相比，　具有明显提高水平密实度、压实度和双向压实等特点，土层压实均　匀，不会出现一般压实机的不规则状曲线问题，能显著提高压实效　果。采用冲击碾压能实现高填方施工，碾压速度比一般压实机快２—３　倍左右，工作效率比其高出１０倍左右。因此，冲击碾压技术广泛应　用于公路建设项目，对公路建设质量的提高起到显而易见的作用。　参考文献：　【１】高辉，陈燎焱，巩喜彪，苏衍岭ｌ辱　强冲击碾压技术在粉砂土路基施工　中的应用ｍ．山东交通科技，２０１１（０１）．　ｆ２１胡昌斌，阙云．冲击碾压改建旧水泥混凝土路面施工时的地基振动　特性Ⅱ】ｌ振动与冲击，２０１０（１１）．　［３］张廷明，王力，王新增，戴文斌，孔素杰．高速公路路基填前冲击碾压　与正常压实技术经济分析Ⅱ１＿交通科技与经济，２０１０（０３）．　ｆ４１史保华，杨晓娟，王宏伟．冲击压实机及其技术在土基处理中的应用　分析［Ｉ１．筑路机械与施工机械化，２００９（０３）．

路桥科技　２０１３年第２０期ｌ科技创新与应用　略析冲击碾压在高速公路路基施工中的应用　

陈伦官　（浙江省交通工程建设集团有限公司第二分公司，浙江杭州３１００５１）　摘要：高速公路路基工程是一项复杂且系统较强的综合性工程，其施工条件容易受到天气、水文和地质条件的影响，在实际施　工中必须要注意这类因素对工程质量的干扰，以此来保障工程的顺利进行。路基是路面结构的基础，坚固稳定的路基为路面长　期承受汽车荷载提供了重要的保证。在路基施工中，只有严格按照冲击碾压技术的执行技术标准，才能提高路基的稳定性，保证　道路的耐久性。　关键词：冲击碾压；高速公路；路基施工　１冲击碾压技术简介　随着工程施工中新工艺新技术的发展，冲击碾压施工技术因其　本身的特点被越来越多的运用到路基施工建设中。冲击碾压施工就　是采用冲击式压实机（一种高振幅低频率的新型压实设备），配备压　实轮，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，从而产生较强的冲击能量作用于土体的深层，对地　面产生连续并且快速的作用力，从而碾压地面或者是填料。而且它　具有与地震波相似的传播原理：它同时具有静力、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）的冲击压实原　理。同时辅以滚压、揉压的综合作用，使土石颗粒之间位移、变形和　剪切，随着土石密度的增加，其影响深度也逐渐增加，从而使土体深　层随着冲击的传播得到压实。冲击碾压技术的突出特点是影响深，　一般在３ｍ左右，速度快（１２—１５Ｋｉｎ／ｈ），压实质量高。　２应用冲击碾压技术需做的准备工作　首先应把需要冲压工作平面进行整平，并且清理干净其他杂　质。然后对路基的含水量进行测定，如果其含水量过高，则应采取措　施对地基进行降低含水量，确保施工前的含水量在最佳含水量误差　的４％左右。然后选择好沉降观测点，埋设观测点标志，纪录好冲击　前的地基的沉降标志的标高。然后对监测点进行压实度检测，纪录　好检测数据，一般选择的检测深度是土表下面２０厘米左右。再利用　冲击压路机对地基进行碾压，碾压时压路机的速度一般控制在　１２ｋｍ／４￣时左右。冲击碾压的顺序一般是按照先两边后中间的错轮　原则进行。冲压一遍的算法是压路机的轮迹覆盖整个路基平面。若　遇到论迹过深时，可先用平整机对地基进行压平，再使用压路机进　行冲击。若路面太过干燥，则进行适量的洒水。冲碾结束后，再使用　平地机整平地基，然后采用重型钢轮压路机将路基表面碾压密实平　整，若表土干燥，则应对地基表面适量洒水，以保证压实效果。　３冲击碾压施工技术在高速公路路基中的应用　通过冲击式压实机的冲击碾压，能有效减少公路路基的工后沉　降量，大大改善因不均匀沉降而形成的道路病害，避免隐患，提高施　工质量等具有显著的效果。对于保证道路的使用质量具有重要的作　用。　３．１冲击碾压在高速公路路基中的施工方法　从冲击压实机的技术特性可以看出，其压实原理与传统的压路　机方法不同，传统的压路机采用部分重叠碾压的原理，而冲击压实　机采用的是冲击力向地基的深层进行扩散，从而压实土体的原理。　冲击压路机的轮宽为０．９ｍ，两轮之间的距离为１．１７米，行驶两次后　冲击碾压的宽度为４ｍ。冲击压路机向前行驶时，在纵向冲击碾压地　面达到谷峰状态，一般以两遍为一个状态，在冲压的偶数次时，应对　压路机改变转弯半径，从而使波峰和波谷进行交替碾压，从而减小　地面的峰谷，尽量保证地基的平整性。冲击压路机一般行驶按顺时　针与逆时针方向每五遍进行交换作业。路基冲击碾压３０遍以上可　能使路基形成厚１．０到１．５ｍ的均匀加固。　新填路基冲击压实工作面宽度为路基边坡坡脚外侧ｌｍ，最小　长度一般不小于１００ｍ，冲击压实相邻段位应搭接，搭接长度不小于　１５ｍ；２冲击压实机应选用最大瞬间冲击功率不小于２５　以上机　型，冲压压实行走速度应不得小于１２Ｋｍ／ｈ；３冲击时自边坡坡脚一　侧开始顺（逆）时针行驶，以冲压面中心线为轴转圈，而两轮按纵向　错轮冲压，全路幅排压后再自行向内冲压。排压遍数和沉降量由试　验路段确定，一般不宜少于３０遍，冲击压实１０遍左右后平地机大　致整平，再冲击压实至最终达到的效果；４冲击压实工作应在白天８　时一１８时进行，冲压时要及时对路基适量洒水，洒水量要确保冲压　时不扬尘为原则；５对于填筑路基内地下埋置的光缆、通讯管线、过　水管道等要详细调查，凡设计拆除的应在拆除后按规定冲击压实，　设计上不拆除的应按上一条处理；强夯路段经验收必须合格。　３．２施工中需注意的事项　冲击碾压是采用冲击碾压法处理并加强地基，一定要根据现场　对地质条件和工程的使用要求，正确选用各个施工参数，进行灌砂　法密实度检测，确定合理的碾压遍数，才能达到有效而经济的目的。　因此，使用冲击碾压技术应该注意以下事项。　合理选择机型。目前国内的冲击压路机就有二十多个型号，类　别繁多，如果使用不当，在进行地基施工时，难以保证地基的质量。　实验表明，采用厦工ＸＧ６３２１３Ｃ型冲击压路机对于路堤、路床的检　验性补压与填石、土石混填路堤的分层压实，起到能达到预期目标　的目的。　必须熟练的掌握冲击碾压施工工艺。如果使用双轮冲击压路　机，则在计算碾压遍数时，压路机通过两次算一遍，其一次的压实宽　度为４ｍ，以后应严格按照上述的施工工艺进行作业。单轮冲击压路　机在计算其压实宽度时，应按照一次的轮宽计算。　把握好冲击碾压中的地基含水量范围。由于冲击压路机的压实　功能很强大，有相当于超重击实的功能，所以地基的含水量宜在小　于最佳含水量的范围内逐渐增大。所以，根据土体的塑性指数的大　小去控制地基的含水量，一般其稠度应控制在１．１以上。如果小于　此数，则在压实过程中，很容易使地基形成弹簧土，无法压实。　注意构造物的安全距离。为了避免结构物遭到损坏，必须制定　相应的措施，严格控制冲击碾压的范围。一般构造物与冲击压路机　的轮边应至少有１米的距离，才能保证施工的安全，如果有桥涵构　造物，则填土的深度必须大于２．５米，明涵构造物上则不允许进行　冲压。　冲击碾压的施工质量管理也就成为目前冲击碾压技术应用中　最突出的问题。对于新建公路、沥青路面的冲击碾压质量管理，建议　以施工工艺、沉降量指标控制为主，结合压实度等指标进行控制。对　于沉降量的具体值因土质、环境等因素的不同而异，可根据试验路　基检测结果确定。　４施工后的沉降检测　沉降量检测主要做法是根据布设的沉降观测点，对冲击碾压前　和冲击碾压后的沉降标高继续拧观测、对比，从而评估地基的施工　质量。压实度检测，对每个断面检测２点，检测点的位置为距中线２／　３的路基宽度（半幅宽度），左右各一点。冲碾ｌ２遍后，作一次压实度　测定。每一冲击工作段完成后，将检测结果分析整理，并作为工程质　检资料的一部分进行保存。　５结束语　冲击碾压路基施工的技术难度不大，但工艺比较复杂，施工中　还会受到各种环境因素的制约。因此，必须加强路基施工管理，强化　路基施工的质量意识，严格遵守施工的规范和要求，保证路基施工　的质量，提高道路的服务水平。　参考文献　［１］郭磊．冲击碾压技术在高速公路施工中的应用［Ｊ］＿交通世界．２０１３　（１）．　『２］邓学均．路基路面工程『Ｍ１．北京：人民交通出版社，２０１０．　［３］唐晖．冲击碾压在高速公路路基施工中的应用［Ｊ］．工程科技．２００７　（３）．