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【摘 要】冲击碾压施工技术产生的冲击能量较强夯法小，但较静压和振动压实工艺却大许多，与传统压实工艺比较具有压实力集中、冲击能量大、压实深度大以及可进行双向压实等优点，采用该工艺施工后的地层密实均匀，不产生传统工艺施工后所存在的明显的锯齿状压实度曲线，即可有效提高压实质量，并且该种施工工艺可在一定范围内提高压实速度，因此该种工艺势必会赢得更为广阔的市场。
【关键词】高速公路施工；碾压技术；冲击碾压；压实度
中图分类号：U412.36+6s文献标识码：A 文章编号：
1 冲击碾压技术原理
冲击碾压技术是采用一种高振幅低频率的拖式压实机械，从冲击压实功能来讲，夯的冲击力较大但最终土体表面不平整，碾则是土体表面平整但压实作用较浅，冲击碾压则是将夯实和碾压有机结合起来，其在施工过程中冲击碾轮凸轮的棱角抬起后在下落过程中基本处于自由落体状态，此时轮体击实功达到最大，冲击效果最为显著，同时由于轮体的三边中每边呈非等曲率变化，冲击点部位的曲率最大，在轮体前进过程中其在重力和水平推力的作用下形成了斜向下的力，即对土体产生揉合作用，即将传统圆形截面压实轮转换为非圆形双轮滚动产生冲击与揉合作用相结合，该种机械配备压实轮，以通过非圆形的冲击论进行快速滚动实现冲击碾压，运动过程中冲击碾质心交替升降，通过其不断的连续冲击地面来将高位时的势能和瞬时动能转化为在低位能时对地面的冲击能，由于其中一角立在地面向前碾压过程中会产生巨大的冲击波，同时辅以滚压、揉压的综合作用，最终实现土体颗粒间发生位移、变形和剪切，并且随着土石密度的增加其影响深度也随之增加，深层土体也随着冲击波的传播而得到压实，施工过程中机械周期性的冲击地面可产生强烈的冲击波而具有地震的传播特性，其高能量除了可对填料做深层压实外还可降低土体的水渗透性，并提高深层土体的强度和稳定性。
2冲击碾压技术分析
2.1 低频高振幅
传统振动式压实设备具有高频低振幅的特点，而冲击碾压则属于低频高振幅，一般每秒2击，落距约为10 ～ 20cm，冲击能量则可达15～30KJ，压实过程中机械所产生的低频大振幅冲击波可向深层地下进行传播而形成地震波的特性，该机械将冲击服压能量，并可实现将转动轮惯性所产生的能量及压实轮水平运动所产生的动能相结合，以对地面产生势能和动能的联合冲击作用，因此可对地面起到强夯与振击的双重作用。
2.2能量大，深度深
数据显示，在某高速公路窖渣、沙砾路基上面经25N的三边形双轮冲击压路机以12km/ h 的速度冲碾30 遍后对25m深的部位也可产生明显的压实效果，所产生的冲击功能可超过重型击实功并可使地下深层土体的密度大幅增加，同现有振动压实效果比较具备更好的压实工效，施工后被冲压土体更接近于弹性状态，因此可在一定程度上克服传统土石路基隐患的技术优势。
2.3压实效果好，施工速度快
资料显示各种类型的路基经过冲击碾压后在不同深度范围内均可产生不同程度的压实度，因此增强了路基的水稳性，试验表明影响深度内湿陷性样品的检出率可大幅度降低，并且其饱和前后的压缩性指标变幅大幅减小；并且土工试验结果显示大部分碾压路段路基回弹模量大幅增大，弯沉值大幅减小，此即表明冲击碾压后的路基强度及其承载力可大大提高，弯沉变形可得到明显改善；在其施工后的影响深度内其压缩模量增大，压缩性降低，碾压过程中压沉量随遍数增加而增加，碾压后孔隙体积同最大干密度计算的孔隙体积间存在明显的差距，并且其路基工后沉降也得到明显改善，并且可形成对原有路基饱水软弱带分布位置的检验作用，可在施工中随时发现软弱带以便于随时进行挖换填及压实，因此可保证压实效果和路基的整体均匀性。
2.4 对填料含水量要求放宽
土体内含水量对冲击压实效果有明显影响，并可导致在冲压后出现弹簧现象而降低冲压效果，而冲击碾压技术对南部地区液限较高的土体含水量的要求则相对较宽，资料显示，在某高速公路进行增强补压时当土体含水量达20～30%时的冲击碾压效果也很好。一般而言土体液限越低，其含水量范围则要求越窄，对其控制则越严格，相对而言冲击碾压机械对填料含水量要求则相对较宽。
2.5 具有检测性
冲击碾压机械可使地基表面受力均匀并可达到一个较高的应力水平，因此施工中较易发现碾压地段的不均匀沉降及缺陷，该种碾压方式可在常规压实机械碾压过厚的路基进行增强补压并可随时检测路基的沉降量，因此可更为确切的获知原路基的压实质量，该种覆盖式的检测方式的检测结果是其他任何检测手段所不可比拟的。
2.6 减少工后沉降
試验及施工检测显示，路基在达到规范要求的压实度时其工后沉降一般在0.4左右，一般斜坡路段的断面沉降量会存在较大差异，若路堤压实层厚度与填料不均匀或施工过程中压实不足或均匀性较差或土体受到土石自重压密变形则会形成拉伸与压缩应变区域，因此可增大差异沉降，若临近两点的沉降梯度超过0.6则可能产生变形裂缝。经验表明高填方路堤采用冲击碾压施工技术可使工后沉降率接近0.1～0.15，并可较好的避免差异沉降所引发的裂缝。
3 冲击碾压技术的影响因素
3.1 含水率
刘若琪等人研究证明黄土在含水率上下浮动4%范围内可达到良好的碾压效果，超出该范围则碾压效果不明显，并且随着击实功的增加其最佳含水率降低，因此冲击碾压的最佳含水率低于重型击实法实验结果。大量工程实践证明施工中不同土质的含水率要求范围存在很大差异，通常情况下半固态到流态间的可塑性范围较大，但对于西部地区某些塑性指数较小、低液限土质的可塑范围较窄，由于其对水较为敏感， 其最佳含水率变化3 % 以上则其冲压效果较差，因此从适用性而言采用稠度指标也可更好的证明土质的适宜含水率范围。
3.2 碾压速度
通常情况下碾压速度在一定范围内与碾压效果成反比关系，碾压速度变快则其压实效果变差，由于在碾压过程中碾轮速度过快则部分土体在碾轮作用下产生的变形尚未来得及转变为完全的塑性变形时应力一旦去除则该部分变形可能恢复，将导致压实效果变差，若碾压速度过慢则会导致整个压实工作效率降低。
3.3 碾压遍数
在压实施工中疏松土体随碾压遍数增加其压实度也随之增加，但当压实度达到某限值则随碾压遍数增大土体的压实度变化很小甚至不发生变化，此即证明在该吨位、该作用方式的施工条件下对土体的压实效果已经达到极限水平，靠增加碾压遍数来提高压实度已徒劳无益，并且过多的碾压遍数职能降低整个压实工作的生产率，该种状况下只有靠提高压路机吨位或其他方式来提高压实度；但碾压遍数过少则土体压实度会降低，碾压遍数多则虽压实度较好，但整个压实生产率会降低，因此施工中应结合实际施工机械和土质决定具体碾压遍数。
3.4碾压方式
碾压方式主要是指碾压施工的工序安排，其对最终压实效果也有较为明显的影响，当前多采用“前轻后重，先慢后快，由弱振到强振”的原则进行，施工过程中一般先采用普通压路机快速碾压1～2遍将其初步定型，之后方可进行冲击碾压作业，待冲击碾压完成后则可用推土机将起伏较为严重的冲击表面进行平整，之后方可用普通压路机进行碾压。
4 结束语
高速公路路基填筑普遍较高，承担的车辆荷载也较一般公路大许
多，因此其强度和稳定性引起了设计及施工人员的高度重视，尤其是对高填方路基需采取措施进行补强措施，施工中采取冲击碾压技术进行填前碾压、填方压实、挖方压实以及路基补强具有施工速度快、效率高、费用低等优点，并可减少工后沉降，保证路基的压实度和整体强度以及可减少公路的早期破坏，但目前冲击碾压技术仍不成熟，且尚无相关施工规范，施工检测方法和评价效果也没有统一标准，因此对该施工工艺进行技术分析对保证高速公路施工质量具有重要意义。
参考文献：
【1】李兴隆；公路路基处理冲击碾压技术试验探析[J]；交通世界(建养.机械)；2005年07期
【2】杨世基；武政；陈晓辉；冲击碾压技术的应用特性[J]；交通世界(建养.机械)；2006年01期.
【3】王红艳；路基施工中压实与压实度的关系[J]；科学之友；2010年17期
【4】高辉；陈燎焱；巩喜彪；苏衍岭；补强冲击碾压技术在粉砂土路基施工中的应用[J]；山东交通科技；2007年01期.
【关键词】高速公路施工；碾压技术；冲击碾压；压实度
中图分类号：U412.36+6s文献标识码：A 文章编号：
1 冲击碾压技术原理
冲击碾压技术是采用一种高振幅低频率的拖式压实机械，从冲击压实功能来讲，夯的冲击力较大但最终土体表面不平整，碾则是土体表面平整但压实作用较浅，冲击碾压则是将夯实和碾压有机结合起来，其在施工过程中冲击碾轮凸轮的棱角抬起后在下落过程中基本处于自由落体状态，此时轮体击实功达到最大，冲击效果最为显著，同时由于轮体的三边中每边呈非等曲率变化，冲击点部位的曲率最大，在轮体前进过程中其在重力和水平推力的作用下形成了斜向下的力，即对土体产生揉合作用，即将传统圆形截面压实轮转换为非圆形双轮滚动产生冲击与揉合作用相结合，该种机械配备压实轮，以通过非圆形的冲击论进行快速滚动实现冲击碾压，运动过程中冲击碾质心交替升降，通过其不断的连续冲击地面来将高位时的势能和瞬时动能转化为在低位能时对地面的冲击能，由于其中一角立在地面向前碾压过程中会产生巨大的冲击波，同时辅以滚压、揉压的综合作用，最终实现土体颗粒间发生位移、变形和剪切，并且随着土石密度的增加其影响深度也随之增加，深层土体也随着冲击波的传播而得到压实，施工过程中机械周期性的冲击地面可产生强烈的冲击波而具有地震的传播特性，其高能量除了可对填料做深层压实外还可降低土体的水渗透性，并提高深层土体的强度和稳定性。
2冲击碾压技术分析
2.1 低频高振幅
传统振动式压实设备具有高频低振幅的特点，而冲击碾压则属于低频高振幅，一般每秒2击，落距约为10 ～ 20cm，冲击能量则可达15～30KJ，压实过程中机械所产生的低频大振幅冲击波可向深层地下进行传播而形成地震波的特性，该机械将冲击服压能量，并可实现将转动轮惯性所产生的能量及压实轮水平运动所产生的动能相结合，以对地面产生势能和动能的联合冲击作用，因此可对地面起到强夯与振击的双重作用。
2.2能量大，深度深
数据显示，在某高速公路窖渣、沙砾路基上面经25N的三边形双轮冲击压路机以12km/ h 的速度冲碾30 遍后对25m深的部位也可产生明显的压实效果，所产生的冲击功能可超过重型击实功并可使地下深层土体的密度大幅增加，同现有振动压实效果比较具备更好的压实工效，施工后被冲压土体更接近于弹性状态，因此可在一定程度上克服传统土石路基隐患的技术优势。
2.3压实效果好，施工速度快
资料显示各种类型的路基经过冲击碾压后在不同深度范围内均可产生不同程度的压实度，因此增强了路基的水稳性，试验表明影响深度内湿陷性样品的检出率可大幅度降低，并且其饱和前后的压缩性指标变幅大幅减小；并且土工试验结果显示大部分碾压路段路基回弹模量大幅增大，弯沉值大幅减小，此即表明冲击碾压后的路基强度及其承载力可大大提高，弯沉变形可得到明显改善；在其施工后的影响深度内其压缩模量增大，压缩性降低，碾压过程中压沉量随遍数增加而增加，碾压后孔隙体积同最大干密度计算的孔隙体积间存在明显的差距，并且其路基工后沉降也得到明显改善，并且可形成对原有路基饱水软弱带分布位置的检验作用，可在施工中随时发现软弱带以便于随时进行挖换填及压实，因此可保证压实效果和路基的整体均匀性。
2.4 对填料含水量要求放宽
土体内含水量对冲击压实效果有明显影响，并可导致在冲压后出现弹簧现象而降低冲压效果，而冲击碾压技术对南部地区液限较高的土体含水量的要求则相对较宽，资料显示，在某高速公路进行增强补压时当土体含水量达20～30%时的冲击碾压效果也很好。一般而言土体液限越低，其含水量范围则要求越窄，对其控制则越严格，相对而言冲击碾压机械对填料含水量要求则相对较宽。
2.5 具有检测性
冲击碾压机械可使地基表面受力均匀并可达到一个较高的应力水平，因此施工中较易发现碾压地段的不均匀沉降及缺陷，该种碾压方式可在常规压实机械碾压过厚的路基进行增强补压并可随时检测路基的沉降量，因此可更为确切的获知原路基的压实质量，该种覆盖式的检测方式的检测结果是其他任何检测手段所不可比拟的。
2.6 减少工后沉降
試验及施工检测显示，路基在达到规范要求的压实度时其工后沉降一般在0.4左右，一般斜坡路段的断面沉降量会存在较大差异，若路堤压实层厚度与填料不均匀或施工过程中压实不足或均匀性较差或土体受到土石自重压密变形则会形成拉伸与压缩应变区域，因此可增大差异沉降，若临近两点的沉降梯度超过0.6则可能产生变形裂缝。经验表明高填方路堤采用冲击碾压施工技术可使工后沉降率接近0.1～0.15，并可较好的避免差异沉降所引发的裂缝。
3 冲击碾压技术的影响因素
3.1 含水率
刘若琪等人研究证明黄土在含水率上下浮动4%范围内可达到良好的碾压效果，超出该范围则碾压效果不明显，并且随着击实功的增加其最佳含水率降低，因此冲击碾压的最佳含水率低于重型击实法实验结果。大量工程实践证明施工中不同土质的含水率要求范围存在很大差异，通常情况下半固态到流态间的可塑性范围较大，但对于西部地区某些塑性指数较小、低液限土质的可塑范围较窄，由于其对水较为敏感， 其最佳含水率变化3 % 以上则其冲压效果较差，因此从适用性而言采用稠度指标也可更好的证明土质的适宜含水率范围。
3.2 碾压速度
通常情况下碾压速度在一定范围内与碾压效果成反比关系，碾压速度变快则其压实效果变差，由于在碾压过程中碾轮速度过快则部分土体在碾轮作用下产生的变形尚未来得及转变为完全的塑性变形时应力一旦去除则该部分变形可能恢复，将导致压实效果变差，若碾压速度过慢则会导致整个压实工作效率降低。
3.3 碾压遍数
在压实施工中疏松土体随碾压遍数增加其压实度也随之增加，但当压实度达到某限值则随碾压遍数增大土体的压实度变化很小甚至不发生变化，此即证明在该吨位、该作用方式的施工条件下对土体的压实效果已经达到极限水平，靠增加碾压遍数来提高压实度已徒劳无益，并且过多的碾压遍数职能降低整个压实工作的生产率，该种状况下只有靠提高压路机吨位或其他方式来提高压实度；但碾压遍数过少则土体压实度会降低，碾压遍数多则虽压实度较好，但整个压实生产率会降低，因此施工中应结合实际施工机械和土质决定具体碾压遍数。
3.4碾压方式
碾压方式主要是指碾压施工的工序安排，其对最终压实效果也有较为明显的影响，当前多采用“前轻后重，先慢后快，由弱振到强振”的原则进行，施工过程中一般先采用普通压路机快速碾压1～2遍将其初步定型，之后方可进行冲击碾压作业，待冲击碾压完成后则可用推土机将起伏较为严重的冲击表面进行平整，之后方可用普通压路机进行碾压。
4 结束语
高速公路路基填筑普遍较高，承担的车辆荷载也较一般公路大许
多，因此其强度和稳定性引起了设计及施工人员的高度重视，尤其是对高填方路基需采取措施进行补强措施，施工中采取冲击碾压技术进行填前碾压、填方压实、挖方压实以及路基补强具有施工速度快、效率高、费用低等优点，并可减少工后沉降，保证路基的压实度和整体强度以及可减少公路的早期破坏，但目前冲击碾压技术仍不成熟，且尚无相关施工规范，施工检测方法和评价效果也没有统一标准，因此对该施工工艺进行技术分析对保证高速公路施工质量具有重要意义。
参考文献：
【1】李兴隆；公路路基处理冲击碾压技术试验探析[J]；交通世界(建养.机械)；2005年07期
【2】杨世基；武政；陈晓辉；冲击碾压技术的应用特性[J]；交通世界(建养.机械)；2006年01期.
【3】王红艳；路基施工中压实与压实度的关系[J]；科学之友；2010年17期
【4】高辉；陈燎焱；巩喜彪；苏衍岭；补强冲击碾压技术在粉砂土路基施工中的应用[J]；山东交通科技；2007年01期.