冲击碾压技术在公路路基施工中的应用探析

薄方树

（中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁大连 116100）

0 引言

作为道路结构的重要组成，公路路基主要用于承载路面传导的载荷，所以路基的抗压强度关乎到路面的强度稳定及使用寿命。纵观以往的公路建设，由于路基压实质量不达标而导致的路面冻胀、车辙、沉降、水泡等质量问题层出不穷。科学利用冲击碾压技术，可大幅度提升路基碾压密实度，有效增加公路路基强度，对提高路基耐久性和稳定性效果显著，降低公路路基发生质量风险的可能性，提升路基的建设质量和使用安全。

1 冲击碾压技术在公路路基施工的工艺原理

冲击碾压技术的施工工艺原理是利用冲击压路机通过对岩土路基工程实施压实操作，冲击压路机的不规则形状滚轮由牵引车牵引带动，因为滚轮具有不同尺寸的半径，使得冲击压路机与路面通过产生的动能与不规则形状滚轮的位能落差形成合力作用，达到对路基土质材料的静压、揉压及冲击操作，利用往复的冲击作用力完成对公路路基的压实作用。当前，公路路基冲击碾压工程中比较常见的25 t 级双轮冲击压路设备，在10 km/h 的运行牵引速度下，可产生约2500 kN 的冲击压力。图1 为比较常见的双轮冲击压路设备。

图1 双轮冲击压路设备

应用冲击碾压技术使土质颗粒压实整合，排出土基中多余的空气和水分，缩小空隙，增加密度，将土质压缩成密实的整体。通过往复冲击碾压，使得土基的黏聚力和内膜阻力提高，提升土质强度，增加土基稳定性能。随着土基密度增加，有效降低了土质毛细水作用和透水性能，可有效抵御后期水的腐蚀，增加了土基的水稳性。冲击碾压技术继承了传统土基压实工艺，通过冲击压路机滚轮的不规则形状及巨大的质量进而垂直振动压实土质密度，冲击碾压技术融合了振动碾压、静力碾压、土质夯实等操作，公路路基压实工艺原理先进科学，应用性较强。

2 应用冲击碾压技术路基施工的适用范围

2.1 公路路基零填挖及路床路段施工

公路路基建设时，针对零填挖及路床路段的施工技术标准严格，由于路面与零填挖及路床路段尺寸接近，因此对路基压实方面也有较严格的要求。应用冲击碾压技术对公路路基零填挖及路床路段进行压实操作，可高效提升压实质量，增加承载负荷。

2.2 公路路基的高填方施工补强

针对公路路基的高填方施工，常规的压实操作易产生地基的土方沉降，严重时会导致公路表面的开裂甚至塌陷等质量问题。同时配合使用振动压实机械一同操作，振动压实处理的同时，每隔2 m 左右距离进行一次冲击碾压补压操作，在既保证公路路基整体压实高密度、平整效果的同时，也很好兼顾了公路路基的实用经济性效果。

2.3 已有公路路基的翻新改造施工

针对已有公路路基的翻新改造施工，对施工技术要求较高，需处理好新老路基的施工，否则将导致路基的不均匀沉降质量缺陷。在已有公路路基的翻新改造施工中，应用冲击碾压技术进行土方开挖回填，可有效提升新老路基的压实效果，降低施工后路基沉降的发生概率，提高已有公路的使用年限。

2.4 软土路基的强化加固施工

软土地基压实处理不妥会引发后续使用的一系列道路质量问题。应用冲击碾压技术能够使软土地基土质本身受到强烈压力及拉力作用，使软土内部水分迅速挤压排出，加速软土地基的固结沉降速率。由于公路路基施工环境复杂，往往在一些软土施工段进行排水碾压施工的冲击碾压机械无法进入施工现场，此时应在已完成的软土路基位置先行进行处理，而后进行路堤填筑冲击碾压，以提升软土固结沉降质量。

3 冲击碾压技术在公路路基施工的应用分析

3.1 施工前的准备

（1）施工土基地质勘测。冲击碾压施工前，应根据路基施工环境特点进行充分的地质勘查，检测土质的含水量及土质颗粒成分，测算出土质的最大干密度并记录分析。地质测算人员应对施工地质表面20 cm 以下的土质含水率进行准确测算，通过勘测数据分析是否有必要进行后续的压实操作工序。应保证公路路基土质含水率在施工允许标准范畴以内，压实施工效果在90%以上，才满足后续冲击碾压操作条件。

（2）合理设计路基压实参数。冲击碾压施工前，应根据公路应用需求及土基勘测数据，精确分析计算数据形成路基设计标准，合理设计冲击碾压的压实度等参数，保证土基的沉降值符合实际要求。根据施工设计合理安排冲击碾压频次，通过合理设计路基压实参数保证路基冲击碾压施工满足质量要求。

（3）路基表面整理工作。正式冲击碾压操作前，应先对公路路基进行表面清理操作，针对可能对冲击碾压操作产生妨碍的公路路基表面物体进行清理、排障，对公路表面的妨碍建筑进行控制处理，如洞穴等。对于影响施工的地下管线应进行分类标记，如有必要应做迁移处理，以免对冲击碾压施工造成阻碍。同时，应对土基表面土质进行整理，需进行必要的碾压、密实、排水等操作，以防止冲击碾压施工导致土质散离，无法继续施工。

（4）路基测量放线。路基测量放线包括路基的控制边线和控制轴线测量，根据测量结果制定合理的冲击碾压技术方案。路基测量放线工作能够确定场地平整度、填土厚度、填土宽度等指标数据，在得出计算结果的基础上进行适当预留，防止碾压后产生数据误差。

（5）冲击碾压机械设备准备。冲击碾压施工前应准备好冲击碾压机械设备，测量明确路基的填土高度、压实度等数据，保证测量数据符合冲击碾压机械设备施工要求。技术操作人员应使用平地机械实现操作现场的整平操作，为后续的冲击碾压操作实现路基碾压平整、均匀质量控制。

3.2 冲击碾压施工重点

应用冲击碾压机械进行冲击碾压时，压路机应通过圈形路线从公路的一端向另一端进行冲击碾压，图2 为冲击碾压行走路线示意。公路路基冲击碾压操作完成，需进行必要的平整操作，然后进行公路路基表面的二次碾压操作，使得路基处理更加平整。主要通过对冲击碾压操作次数及速度加以有效控制，可最大限度地发挥冲击碾压技术优势，提高公路路基施工质量。施工要点如下：

图2 冲击碾压行走路线

（1）合理限定冲击碾压操作次数。公路路基冲击碾压操作中，路基的压实度如果达到一定范围，即便增加碾压次数也不能对土质的密实度造成较大影响，公路路基冲击碾压次数与压实密实度成正比关系是在一定的碾压频次范围内才有效的。冲击碾压施工时的碾压操作次数，应根据土质密实度及冲击碾压机械的参数科学确定，以保证施工质量，降低资源浪费。

（2）合理限定冲击碾压的操作速度。通常在规定情况下，冲击碾压频次与压实效果呈反比例关系，即随着冲击碾压速度的提升，公路路基内部结构的稳定性会相应受到破坏，碾压的质量效果也会变差。因此，冲击压路机牵引速度应控制在6～10 km/h。

3.3 冲击碾压技术应用特殊路基加固的要点

路基的土质对冲击碾压施工影响较大，针对特殊土质的地基应制定配套的碾压方案：①针对水泥、沥青公路路基冲击碾压施工，应利用冲击碾压机械对路基进行直接碾压操作，以更好地实现路基压实稳定效果；②针对已投产使用的路基碾压施工，应对原有路基进行重挖回填，以最大限度地降低原有路基存在的质量缺陷，保证冲击碾压施工质量；③针对软土地基进行冲击碾压操作时，应利用分层压实碾压法对其进行冲击碾压，以提高软土土基的固结速度，降低投入使用后产生沉降的概率。

3.4 冲击碾压技术在公路路基施工应用的控制措施

应用冲击碾压技术对公路路基施工时，应进行必要的控制措施。如对施工位置进行往复冲击碾压过程中，如出现很大的操作行驶起伏，应立刻停止操作，进行将土基整平操作后再进行冲击碾压操作。为了保证公路路基冲击碾压操作的平整性、均匀性，应科学控制冲击碾压机械的操作运行半径，压实操作后应进行路基平整度、压实度检测，如发现检测数据与设计标准有差距，应通过必要的二次冲击碾压操作加以修正，直至压实质量符合标准，防止路基结构失稳等缺陷发生。

4 结语

应用冲击碾压技术对公路路基施工，可较大幅度提升路基碾压密实度，增加公路路基强度，对提高路基耐久性和稳定性效果明显，可以有效提升路基压实施工质量，防止路基沉降、失稳等缺陷的出现，提高公路使用年限。施工时应根据不同的路基土质等施工环境应用合理的冲击碾压技术，采取必要的技术控制措施，以提升公路路基压实施工效果。