冲击碾压试验路段试验总结靳青飞【摘要】近几年，高速公路建设事业迅速发展，公路运输也在高速发展，运输工具的运输能力也在呈快速上涨的趋势，这就给高速公路的运营能力提出了更高的要求，如何在高速运营及高吨位运输工具的高密度运营条件下保证高速公路的正常使用，这个问题越来越突出，这就要求我们要不断进行技术进步与技术创新，用新技术、新工艺来建设符合需求的高等级公路。正是在这种历史背景下，路基冲击碾压的新施工工艺方式逐步被采用。关键词：路基 冲击碾压 工艺西长风高速公路建设在设计上采用了路基施工新工艺：即路基基底采用冲击压路机进行冲击碾压来提高公路路基的压实度，用以提高公路的整体承载能力。本人结合工程施工实际，简述一下对路基基底进行冲击碾压的施工工艺。1、工程概况西峰至长庆桥至凤翔路口（甘陕界）高速公路土建工程起至庆阳西峰，接已建成的庆阳至西峰一级公路，XCF1合同段起点桩号K0000，终点桩号K10600，路线全长10.60km。设计要求冲击碾压40遍，采用统一型号的冲击碾压设备：三边凸型（25Kj ）双轮冲击式压路机。施工期间平均气温最高26，最低121.1土的物理力学参数原地表土质类型为一般新黄土，颜色以浅黄色为主；原状土标准试验及物理力学参数实验显示为低液限黏土；细粒土含量：50%；含水率：10.1%10.6%；击实实验报告显示最佳含水率12.8%、最大干密度1.89g/cm3；液限：29.7%塑限：19.4%塑性指数：10.31.2、土质湿陷性参数湿陷性黄土的试验数据显示该原状土湿陷性试验参数为：湿陷系数:0.13；自重压力为16.751Kpa时自重湿陷系数为0.00803，相对下沉系数为0.125；试验数据明确显示此原壮土为非自重湿陷黄土。2、施工设备配置2.1、主要设备三边形（25Kj）双轮冲击式压路机；牵引设备为重型工业拖车，施工时控制时速1012Km/h。2.2、辅助施工设备根据施工需要，需要另配备辅助施工设备，以使冲击碾压效果达到设计及后续施工要求。自行式平地机（PY220C-5）一台洒水车（YGJ5133GSS）一台振动压路（YZ20J-5）一台 3、施工工艺3.1、冲击碾压原理冲击碾压是利用冲击压路机的以多边曲线为边而构成的正多边形冲击轮在位能落差与行使动能相结合下对工作面进行静压、搓揉、冲击，利用其高振幅、低频率冲击碾压使工作面下深层土层的密度不断增加，周期性冲击的连续作业，产生强烈的冲击波，向下具有地震波的传播特性，使受冲压土体逐渐接近于弹性状态，使碾压土体具有客服路基隐患的碾压技术。3.2、冲击碾压的优势冲击碾压与传统的压实方法相比，具有的优势是相当明显的，冲击碾压时影响深度大，在一般路基填料施工时，同面积下采用冲击碾压要比传统压实的碾压工作效率提高34倍，压实质量高；并且应用领域也是广泛的，可以应用在高路堤、路床、填挖结合部的冲击增强补压，还可以应用在湿陷性黄土等软弱路基、路堑的冲击碾压处理等地方；再者还可减小路堤的工后沉降率等。3.3、施工准备3.3.1测量准备布置各工作区间导线点、水准点，标识断面桩号，以便测量成果符合设计与规范要求。确定冲压机具行走路线、冲压遍数及测点位置断面图，标出压实度等参数在各个观测断面中的平面与垂直检测位置。3.3.2试验准备工地试验室准备好试验监测方案，进行试验测试点布设。校核试验设备，并与现场技术人员核对好各项工作参数。3.3.3施工安全准备由于冲击压路机工作时行进速度快、冲击碾压作业时振动强烈，需要将施工工作面与附件构筑物具备有一定的安全距离，不具备安全距离的，采取挖隔振沟的措施进行减震处理。3.3.4清表准备本工程项目地处西峰塬，路线经过处大部为农田，冲击碾压设计方案为在原地表进行冲击碾压，为了取得理想的冲击碾压效果，需要将路基范围内的垃圾、有机残渣及原地面以下2030内的草皮、农作物根系和表土清除。对局部较深的农作物根系、较厚的垃圾、有机残渣、种植土进行了彻底清除。3.3.5、工作面整平处理为了冲击压路机的三边轮发挥出应有的工作效率，提高路基整体强度，使整个工作面的冲击碾压效果均匀，冲击碾压前对清表后的工作面使用平地机按要求进行整平。 3.4、冲击碾压由于冲击压路机的构造不同，压实原理不同，冲击碾压的碾压方式与传统的压实机具的压实方法存在着较大区别，三边形（25Kj）双轮冲击式压路机两冲击轮之间的外部宽度为2.96m，轮宽为2.0m，轮隙宽度为1.16m，由于轮隙宽度大于轮宽，所以冲击碾压采用来回错轮的方式，轮迹之间不重叠。冲击碾压时要注意冲击波峰，错峰压实，冲压5遍应改变冲压方向。对于纵向排列，每遍应错1/6周长，这样每次冲击工作面波峰，有利于冲击点的满布、均匀，增强冲压整体效果。冲击压路机应保持l012km/h匀速行驶。每碾压510遍将击坑利用平地机刮平一次。 冲压路基边角及机械转弯区域机械无法施工的区间是压实的薄弱环节，应配合以凸轮（羊角）振动压路机或冲击夯等其他机械设备辅助施工。3.5、试验检测在路基进行冲击碾压前、冲压当中及冲压后需要及时对冲压路段进行试验数据检测，检测项目有：沉降量、碾压遍数、碾压速度、压实度、含水量土的物理力学参数检测、平整度检测等。冲击碾压路段测点布设为每50m一个断面，每个断面按左、左中、中、右中、右5个测点布设。观测时利用护桩定位、人工挖开进行观测，沉降观测在施工期间采用精密水准仪进行II等水准测量。由技术人员进行压实前后的高程、平整度的测量，并计算出压实后相应的沉降量和补填量，试验人员用灌砂法检测压实度。沉降量的检测：定点沉降量检测包括冲压前及每冲压5遍或10遍后的标高。原状土地基用长6cm铁钉系红布条作明确的标记，准确定点。平地机刮平时应注意保护带有红布条铁钉的检测点，距检测点20cm范围内不得扰动。 各测点实测下沉量与冲压遍数关系见下图：3025下沉量cm2015105402030冲压遍数10冲击遍数与沉降量关系曲线压实度的检测：压实度检测的平面点数不少于4个，每个点不同深度的检测位置为表面下20cm、50cm、80cm、110cm各测点实测压实度与冲压遍数关系见下图（N遍冲压后实测压实度试验检测）85压实度%80757065 60深度（cm）1108050020冲压前10遍20遍30遍40遍9085冲压遍数与压实度关系曲线土的物理力学参数： 土的基本物理力学参数有：天然含水量（%）、液塑限、天然密度（g/cm3）、粒径组成、湿陷系数3.6、测量与试验检测数据关系根据本段路基冲击碾压施工得出的测量、试验检测数据表明：有效影响深度不大于原地表以下80cm；冲压1020遍后压实度提高最为显著，地表下80cm范围内压实度平均提高近10%，但仍不能达到90%，80cm以下基本无变化，冲压40遍后，地表下20cm深度压实度可有效提高至90%，50cm、80cm深度较冲压20遍后的压实度变化不大，分别可达80%、70%。80cm以下范围仍然无明显变化。压实度检测点位按其竖向检测深度的不同进行比较，以检测点位最为相近的K8+350右为例，其冲压前20cm、50cm、80cm、110cm深度平均压实度67.22%，40遍后为76.1%，较冲压前提高9个百分点。高程检测冲压前与冲压10遍后最大平均沉降量0.097m,20遍后最大平均沉降量0.118m，30遍后最大平均沉降量0.15m，40遍后最大平均沉降量0.179m。一般来说，低液限土（液限小于30%）,塑性指数较小（一般为10左右），可塑范围窄，液限越低，含水量范围要求越窄，对水很敏感，控制也要越严格，若偏离最佳含水量3个百分点以上，则冲压效果较差。冲击碾压施工应以压实度及沉降量为主要的质量检测指标，检测程序：清表 测清表后标高(II等水准测量)每50m横向5点布设沉降量检测点每200m设4点压实度检测点并取得原状土检测压实度（灌砂法）冲压10遍检测冲击后埋设点沉降量及压实度冲压20遍检测冲击后埋设点沉降量及压实度，以此类推至符合设计文件要求的碾压遍数。确定冲压达到预期效果的控制指标为原地表以下1m深度范围压实度较冲压前提高35%，总沉降量不小于达到冲压遍数后确定的最大平均沉降量。4、冲击碾压施工要点及注意事项4.1、冲压时应注意冲击波峰，错峰压实，冲压5遍后应改变冲压方向，同时，根据路基冲压时的具体情况，若平整度达不到继续冲压的要求时，要及时进行表面平整度的整修，并视土质含水量和扬尘状况适时洒水，以其达到冲压的理想效果；4.2、为防止含水量对压实度的影响，对拟开始冲击段落要提前测出原地面的天然含水量。如天然含水量较大，不宜马上冲击，需待含水量散发降低后方可冲击，含水量大于18%时，不做冲击，以避免发生路基翻浆现象；同时按软土另行处理，将填料翻晒或使用符合路基施工的填料换填；天然含水量较低时，应提前洒水闷料，待含水量符合冲压条件后进行冲压施工；4.3、冲击碾压前，记录好清表前的地面高程、水准点、中桩位置原始资料，以便用前后数据进行对比，以确定冲击压实后的沉降量。4.4、为防止震动及土体侧向变形对构建物的挤压破坏，冲击压实时冲压机距构筑物保证有足够的安全距离；4.5、冲击边角及转弯区域应采取其它措施压实，以达到设计标准。4.6、每层填筑完成后要及时恢复中、边桩，并按设计要求的坡度挂线自上而下人工配合机械进行坡面整修。坡面应平整，曲线圆滑。4.7、冲击碾压完成后，使用振动压路机进行碾压23遍，以利于表层填料的压实度也符合设计。参考文献：公路冲击碾压应用技术指南 交通部公路科学研究院 人民交通出版社 2005.12.29