路基冲击碾压施工工法

路基冲击碾压施工工法

王汝俊

核工业西南建设集团有限公司610021

1 刖言

冲击压路机是一种新式路基压实机械，通过冲击碾压对路基压实质量的提高产生了很强的推动作用。路基冲击碾压施工工艺在高速公路中的运用，是高速公

路压实技术的最新发展。近年来，在高速公路施工中，为提高路基施工质量，加速路基沉降，减小路基工后沉降，一般都要求对路基进行冲击碾压。我公司在本辽高速公路路基工程第19合同段及伊墩高速第二合同段施工中，通过施工实践、总结，对该施工工艺已经熟悉、掌握并形成了本工法。

2工法特点

2.1冲击碾压的施工速度快，效率高，冲击碾的速度一般在12—20km/h，

尤其对较长、较宽的路基段落，效率更高。

2.2作用范围大，冲击碾的压实影响深度在1 —1.5m,比传统的压实机械有更好的压实功效，有效解决普通压路机需要严格控制层厚的问题。

2.3工费较低，按冲击25遍计算，每平方米费用约2.5元。

2.4 控制工后沉降和不均匀沉降，提高路基的整体强度，保证公路的使用质量。

3适用范围

3.1本工法适用于地基冲碾，各种填土、填石的各级公路路基分层碾压，路堤（床）补压。

3.2 自行式冲击压路机单块最小冲压施工面积不宜小于1000m,牵引式冲击

压路机单块施工面积不宜小于15oom。较窄的工作面但设置了转弯道的最短直线距离不宜小于100m,宽度不宜小于6m此处所指的工作场地面积是指排除了需避让的构造物之后的能够冲压的净面积。

3.3如下情况不宜采用冲击碾压

3.3.1加筋土挡墙路段不宜采用冲击碾压；

332旧路改建中遇到的挡墙、桥梁和涵洞等的承载力不足以承受冲击碾压荷载需加固

的路段；

3.3.3含水量超出范围经试验验证效果不明显的路段；

3.3.4 路堤（床）增强补压试验段冲击碾压20遍后平均下沉量w 3cm的路段。

4工艺原理

冲击碾是由牵引车带动非圆形轮滚动，多边形滚轮的大小半径产生位能落差与行驶的动能相结合沿地面对土石材料进行静压、搓揉、冲击的连续冲击碾压作业，形成高振幅、低频率的冲击压实原理。目前以25KJ三边形双轮冲击压路机

使用最多，其双轮静重12t，行驶最佳速度为12km/h，对地面产生集中冲击力2000〜2500KN相当于1111〜1543kPa。这种高能量冲击力周期性连续冲击地面，产生强烈的冲击波，向下具有地震波的传播特性，产生的冲击碾压功能达到超重型击实功，可使地下深层的密实度不断累积增加，视不同土石材料性状达 1.0〜1.5m，比现有振动压实机械有更好的压实功效，使被冲压的土石填料更接近于弹性状态，显示出克服土石路基隐患的技术优势，是土石工程压实技术的最新发展。

三边形双轮冲击碾在工作中，当牵引车拖动三边弧形轮子向前滚动时，压实轮重心离地面的高度上下交替变化，产生的势能和动能集中向前、向下碾压，形成巨大的冲击波，通过三边弧形轮连续均匀的冲击地面，使土体达到均匀密实。在冲击碾压过程中，三边弧形轮每旋转一周，其重心抬高和降低三次，对地面产生夯实冲击和振动作用三次。具体冲击作用过程为：在牵引的作用下，压实轮依靠与地面的摩擦力沿外廓曲线向前滚动，重心处于曲线最低点时，再向前滚动，重心开始上移，牵引力带来的动能转化成压实轮的势能和动能，并且缓冲机构开

始作用，使蓄能器的缓冲液压缸收缩，蓄能器蓄能。当压实轮重心处于曲线最高点向前滚动时，压实轮的势能开始转化为动能，蓄能器缓冲液压缸伸张，蓄能器中的压力能释放，转化为压实轮的动能。由于压实轮的特殊结构，其重心除了具有向前的线速度外，还有一个向下的线速度，直至压实轮另一条曲线与地面接触时，开始对地面产生冲击夯实作用。牵引车的工作速度越大，蓄能器的缓冲液压缸收缩越大，蓄能越多，释放的能量转化为压实轮的动能也越大，对地面产生冲击夯实的动能也越多，激振的效果也越好。根据经验和

25KJ三边形双轮冲击压路机设计行车速度要求，碾压速度以10-12km/h为宜。对于一般路基的非饱和土，冲压轮着地

时由于动能释放，在冲压轮下的局部面积产生瞬时的冲击动荷载，向下传递快速挤密深层土颗粒，同时冲击能量以震动波的形式在弹性半空间中传播，使土颗粒相互靠拢，排出空隙中的气体与水，土颗粒重新排列而挤压密实。

5施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程见图5.1

图5.1 施工工艺流程图

5.2施工方法及主要工序操作要点

5.2.1 施工准备

对需要进行冲击碾压的地段，进行清理整平，以保证均匀传递较大的冲击力，使冲击碾压达到最佳效果，在无法转弯的地段还要修筑转弯道，以利冲击压路机转弯行驶。同

时，对冲击碾压机械的性能进行了解、熟悉。

然后在现场实际布置沉降观测点，可以通过白灰布点，也可以利用全站仪实际测量坐标，这样更加准确。选定试验路段进行冲击工艺探索，确定最佳冲击碾压遍数。

522测量放样

对已整平的路基进行放样测量，测量冲压前的标高，以确定冲压后的冲压沉降量。

5.2.3试验段布置

无论是地基冲碾，还是路基分层碾压，其冲击碾压工作段的长度一般要求宽度大于24m长度大于250m按照每20m设置一个检测断面。每个沉降检测断面布置3点，分别为路基的左、中、右三点（边点距离路基边Im）。

用全站仪测量沉降观测点的坐标并记录，以便冲击完成后按照此坐标进行放样和标高测量。

在碾压过程中按照每5遍检测一次压实度及沉降，并详细记录数据，同时对检测数据进行整理分析，确定最佳碾压遍数以指导冲击碾压施工。

5.2.4其余段落施工

按照试验段确定的施工工艺进行冲击碾压，施工过程中可根据各个段落的试验检测情况对冲击遍数进行调节。最终以试验检测数据为准来确定是否完成冲击碾压。

5.2.5具体冲碾过程

1）冲碾时压路机先从路基一侧边缘行驶，行至终点时转弯反向沿线路中心向起点行驶，行至起点再转向路基边侧行驶，牵引车行驶使压实轮的轮迹应重叠二分之一以上，以保证弧形轮中间的部分被冲碾到，就这样一环一环的进行。当压路机轮迹到达另一侧边缘时完成冲碾一遍，如图5.2示。由于压实轮弧形的构造特点，冲碾一遍结束时仍有部分路基未被冲碾到，此时应接着进行第二遍、第三遍……，每冲击5遍，试验检测检测沉降量、压实度、含水量、最大干密度、孔隙比等数据。如果此时的土体含水量小于土体的最佳含水量时，则要用推土机、平地机整平，根据计算补充洒水，保证土体处于最佳含水量、地基湿润、不出现松散层、水分充分渗透后再继续冲压，进行压实度和高程检测。

2）冲击碾压10遍、15遍、20遍、25遍、30遍后分别检测一次压实度、湿密度、最大干密度、孔隙比、湿陷系数、总的沉降量等数据。