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【摘要】作者结合工作实践，分析了双永高速公路工程中冲击碾压效果，针对冲击碾压技术、工后沉降率、旧路改造施工、及特殊土地基的加固加以探讨，供大家参考。
【关键词】高速公路；冲击碾压技术；工后沉降；地基加固
1、高速公路冲击碾压技术
目前，我国的冲击压路机已广泛应用于公路行业的多个领域：高路堤、路床、填挖交界路基的冲击增强补压；湿陷性黄土等软弱地基、路堑的冲击碾压处理；路堤等的分层填筑冲压；旧砂石路、旧沥青路的冲击碾压与加宽部分的增强补压等。
冲击压路机是一种拖式压实机械，其主要的工作构件是通过非圆形的冲击轮进行快速滚动来达到冲击碾压效果的一种机械设备。冲击轮在运动的过程中是把高位置的势能和瞬时动能转化为低位置时对地面的冲击能，当轮的一角立在地面并向前碾压时，会产生巨大的冲击波，由于碾压边连续冲击路面，会使土体碾压均匀密实，以达到压实地基的目的，其压实原理与机型突破了传统的碾压方式。而冲击压实机一般是以10～12km/h的行驶速度进行碾压作业，即冲击碾压时每秒对地面做功两次，是低频大振幅冲击压实土体，并周期性地冲击地面，产生强烈的冲击波并向地下深层传播。压实机地高能量可对填料作深层压实，可降低土体的水渗透性，以达到填料深层形成较好强度和稳定性的效果。
2、高速公路中冲击碾压的效果
提高路基整体强度与均匀性有数据统计，双永高速公路工程全线路床的实验结果均显示，在经过冲击压路机多次碾压后，其路基的平均弹性模量值和用黄河标准车测的弯沉值均有大幅度的改变，路基状况明显变好。特别是在冲碾二十遍后，正常情况下，1.5m层厚范围内压实度均增加3～5个百分点，由于冲击压路机是路床顶面全面积的均匀冲碾压实，达到了路基的直接补充追加压实，在路床顶面以下1.0—1.5m处形成均匀、连续、密实的加固层，从而提高了路基路面的综合强度和稳定性。在双永高速建设中有一段紫阳分离式大桥，取消原设计K173+011.5-K173+229.5处紫阳分离式大桥（桥长218m），改为路基填土。该段路基填土平均高度都在15米左右，最高有25米左右。在填土工程中底层2米进行一次冲碾，94区（从路槽顶面以下0.8-1.5M深度范围）、96区（从路槽顶面0-0.8M深度范围）各冲碾一次，对每段填方冲碾必须做到现场影像资料。否则都无法计量。冲碾必须有监理工程师的监督下进行，应对每段每层冲碾的资料进行签认。经过冲碾后上路堤压实度都大于94%，上、下路床压实度都大于96%。
所以，在使用冲击压路机时，无论是对何种路基填料的冲击碾压工程，都能较好地提高路基的整体强度与均匀性，较大程度上避免了路面的早期损坏，从而延长路面的正常服务的时间。
3、减小路堤的工后沉降率
由于地形环境等的影响，并且路堤压实层厚度与填料不均匀，压实不足或者均匀性不好，受到土石自重压密变形时，就会形成拉伸与压缩应变区，从而使沉降差异加大。而当两点沉降量梯度大于0.6%以上，有可能产生变形裂缝，而山区高填方路基上常见到纵向或横向裂缝。通过大量的室内模型试验和现场路堤沉降量试验观测显示，路基在达到规范要求的压实度时，其工后沉降率为0.4%左右。从而严重影响公路的正常使用。但是，高填方路堤采用冲击碾压技术施工则可使工后沉降率接近0.1—0.15%，能较好避免差异变形所引发的裂缝，多处工程实验中冲击碾压技术是解决土石高填方路堤变形的有效技术措施。特别是在斜坡地形的路基应用中效果更佳。
4、加快旧路改造施工
冲击碾压技术在公路的改建中也大有用处。特别是在今天这个公路使用率极高的情况下，在改建时，必须提高路基质量，满足新路等级的压实标准，传统的做法是采取开挖路面与路床、路堤，重新回填压实，对沥青或水泥路面则需要破碎、翻挖与清除。而采用冲击碾压技术则不必开挖路面与路基，可以直接在原路面上用冲击压路机进行冲碾施工，使路基达到质量要求，旧路面能得到有效利用。所以使用这种新工艺不仅能节约筑路材料，而且有利于环境保护，保证工程质量，加快改建公路进度。
5、特殊土地基的加固处理
在公路的建设中，为对一些路基进行加固处理时，传统的做法较多是采用强夯法处理。反观冲击碾压的创新技术做法，让工作人员看到了差距。双永高速公路建设中，采用冲击压路机对湿陷性黄土地基在地表面冲碾40遍处理后，较以前路基状况明显好转。湿陷系数明显下降，路基的干密度也大幅度上升，其技术指标已经完全符合黄土地基加固的质量要求。
公路实践应用中也表明冲击压路机对地面施加冲击能量，使土体受拉压作用，软土自由水经排出地表后土体密实度增加，从而加速了软基的沉降固结。同时在软基上填筑路堤，采用冲击压路机分层碾压工艺，也可在施工过程中加快软基的固结速度，有利于软基的沉降固结。
6、冲击碾压技术施工存在的问题
国内生产的冲击压路机有十多个厂家共20个型号，类别繁多，如果使用不当，很难达到预期的效果。经全国很多工程实践证明，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，宜采用25KJ三边形双轮冲击压路机。而对水泥路面改建与土质路堤分层压实，则宜使用25KJ五边形双轮冲击压路机。第二，在冲压施工时，车辆转弯时应每次调整转弯的路线，可采用大小圈、正反圈的方法错开冲压轮迹，这样使冲击凸轮落点不致重复前次落点，以减少路面出现波浪现象，从而增加场地的平整性。同时也应有专人认真填写现场记录表，来保证冲压遍数，并且资料归档备案。第三，当在施工时，如果路基表面干燥，可适量撒水，拌和均匀，防止表面砂化，影响能量的向下传递，进而影响压实效果。第四，冲击碾压时，每侧加宽一米的路基宽度且不冲压，以保证边坡稳定。并且在工作时遇结构物应调头，安全距离应为5m。在路中已埋设通讯管道的情况下，压实转弯时须起升冲击轮，不得冲压。第五，每个工作段检测的平面点数都不应少于3个，每次冲压前后，均要对表层下20cm及层底以上10cm处进行压实度检验和沉降度检测。第六，正确使用冲击碾压的施工工艺。对于施工人员一定要按前述的施工工艺作业，这样才能保证路基的质量，并且加快施工的速度。
7、结论
高速公路的路基填筑普遍较高，路基承担的车辆荷载要比一般公路大得多，所以高速公路路基的强度和稳定性引起了公路技术人员的高度重视。特别是对高填方路基采取措施进行补强处理，来提高路基的整体强度和稳定性十分必要。
1）冲击压实机对高速公路高填方路基等进行冲击碾压、补强效果十分明显。运用冲击压实机进行路基的碾压施工，可以提高高速公路填前基底的整体强度和承载能力，较好的避免了工后沉降。
2）冲击压实机可以用于高速公路的路基挖方、填方压实，路基强度检测与补强，机场跑道施工和道路施工，具有良好的应用前景。
冲击压路机压实原理独特、压实能力强大，能有效加快路基的施工进度，减少路基的工后沉降量，提高路基的整体强度和均匀性，特别是在高速公路中被广泛使用。在施工过程中，应根据其它工程的使用情况，总结经济可行的施工工艺、检测方法和质量控制标准，正确选用施工参数，最终提高高速公路的施工质量。
【关键词】高速公路；冲击碾压技术；工后沉降；地基加固
1、高速公路冲击碾压技术
目前，我国的冲击压路机已广泛应用于公路行业的多个领域：高路堤、路床、填挖交界路基的冲击增强补压；湿陷性黄土等软弱地基、路堑的冲击碾压处理；路堤等的分层填筑冲压；旧砂石路、旧沥青路的冲击碾压与加宽部分的增强补压等。
冲击压路机是一种拖式压实机械，其主要的工作构件是通过非圆形的冲击轮进行快速滚动来达到冲击碾压效果的一种机械设备。冲击轮在运动的过程中是把高位置的势能和瞬时动能转化为低位置时对地面的冲击能，当轮的一角立在地面并向前碾压时，会产生巨大的冲击波，由于碾压边连续冲击路面，会使土体碾压均匀密实，以达到压实地基的目的，其压实原理与机型突破了传统的碾压方式。而冲击压实机一般是以10～12km/h的行驶速度进行碾压作业，即冲击碾压时每秒对地面做功两次，是低频大振幅冲击压实土体，并周期性地冲击地面，产生强烈的冲击波并向地下深层传播。压实机地高能量可对填料作深层压实，可降低土体的水渗透性，以达到填料深层形成较好强度和稳定性的效果。
2、高速公路中冲击碾压的效果
提高路基整体强度与均匀性有数据统计，双永高速公路工程全线路床的实验结果均显示，在经过冲击压路机多次碾压后，其路基的平均弹性模量值和用黄河标准车测的弯沉值均有大幅度的改变，路基状况明显变好。特别是在冲碾二十遍后，正常情况下，1.5m层厚范围内压实度均增加3～5个百分点，由于冲击压路机是路床顶面全面积的均匀冲碾压实，达到了路基的直接补充追加压实，在路床顶面以下1.0—1.5m处形成均匀、连续、密实的加固层，从而提高了路基路面的综合强度和稳定性。在双永高速建设中有一段紫阳分离式大桥，取消原设计K173+011.5-K173+229.5处紫阳分离式大桥（桥长218m），改为路基填土。该段路基填土平均高度都在15米左右，最高有25米左右。在填土工程中底层2米进行一次冲碾，94区（从路槽顶面以下0.8-1.5M深度范围）、96区（从路槽顶面0-0.8M深度范围）各冲碾一次，对每段填方冲碾必须做到现场影像资料。否则都无法计量。冲碾必须有监理工程师的监督下进行，应对每段每层冲碾的资料进行签认。经过冲碾后上路堤压实度都大于94%，上、下路床压实度都大于96%。
所以，在使用冲击压路机时，无论是对何种路基填料的冲击碾压工程，都能较好地提高路基的整体强度与均匀性，较大程度上避免了路面的早期损坏，从而延长路面的正常服务的时间。
3、减小路堤的工后沉降率
由于地形环境等的影响，并且路堤压实层厚度与填料不均匀，压实不足或者均匀性不好，受到土石自重压密变形时，就会形成拉伸与压缩应变区，从而使沉降差异加大。而当两点沉降量梯度大于0.6%以上，有可能产生变形裂缝，而山区高填方路基上常见到纵向或横向裂缝。通过大量的室内模型试验和现场路堤沉降量试验观测显示，路基在达到规范要求的压实度时，其工后沉降率为0.4%左右。从而严重影响公路的正常使用。但是，高填方路堤采用冲击碾压技术施工则可使工后沉降率接近0.1—0.15%，能较好避免差异变形所引发的裂缝，多处工程实验中冲击碾压技术是解决土石高填方路堤变形的有效技术措施。特别是在斜坡地形的路基应用中效果更佳。
4、加快旧路改造施工
冲击碾压技术在公路的改建中也大有用处。特别是在今天这个公路使用率极高的情况下，在改建时，必须提高路基质量，满足新路等级的压实标准，传统的做法是采取开挖路面与路床、路堤，重新回填压实，对沥青或水泥路面则需要破碎、翻挖与清除。而采用冲击碾压技术则不必开挖路面与路基，可以直接在原路面上用冲击压路机进行冲碾施工，使路基达到质量要求，旧路面能得到有效利用。所以使用这种新工艺不仅能节约筑路材料，而且有利于环境保护，保证工程质量，加快改建公路进度。
5、特殊土地基的加固处理
在公路的建设中，为对一些路基进行加固处理时，传统的做法较多是采用强夯法处理。反观冲击碾压的创新技术做法，让工作人员看到了差距。双永高速公路建设中，采用冲击压路机对湿陷性黄土地基在地表面冲碾40遍处理后，较以前路基状况明显好转。湿陷系数明显下降，路基的干密度也大幅度上升，其技术指标已经完全符合黄土地基加固的质量要求。
公路实践应用中也表明冲击压路机对地面施加冲击能量，使土体受拉压作用，软土自由水经排出地表后土体密实度增加，从而加速了软基的沉降固结。同时在软基上填筑路堤，采用冲击压路机分层碾压工艺，也可在施工过程中加快软基的固结速度，有利于软基的沉降固结。
6、冲击碾压技术施工存在的问题
国内生产的冲击压路机有十多个厂家共20个型号，类别繁多，如果使用不当，很难达到预期的效果。经全国很多工程实践证明，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，宜采用25KJ三边形双轮冲击压路机。而对水泥路面改建与土质路堤分层压实，则宜使用25KJ五边形双轮冲击压路机。第二，在冲压施工时，车辆转弯时应每次调整转弯的路线，可采用大小圈、正反圈的方法错开冲压轮迹，这样使冲击凸轮落点不致重复前次落点，以减少路面出现波浪现象，从而增加场地的平整性。同时也应有专人认真填写现场记录表，来保证冲压遍数，并且资料归档备案。第三，当在施工时，如果路基表面干燥，可适量撒水，拌和均匀，防止表面砂化，影响能量的向下传递，进而影响压实效果。第四，冲击碾压时，每侧加宽一米的路基宽度且不冲压，以保证边坡稳定。并且在工作时遇结构物应调头，安全距离应为5m。在路中已埋设通讯管道的情况下，压实转弯时须起升冲击轮，不得冲压。第五，每个工作段检测的平面点数都不应少于3个，每次冲压前后，均要对表层下20cm及层底以上10cm处进行压实度检验和沉降度检测。第六，正确使用冲击碾压的施工工艺。对于施工人员一定要按前述的施工工艺作业，这样才能保证路基的质量，并且加快施工的速度。
7、结论
高速公路的路基填筑普遍较高，路基承担的车辆荷载要比一般公路大得多，所以高速公路路基的强度和稳定性引起了公路技术人员的高度重视。特别是对高填方路基采取措施进行补强处理，来提高路基的整体强度和稳定性十分必要。
1）冲击压实机对高速公路高填方路基等进行冲击碾压、补强效果十分明显。运用冲击压实机进行路基的碾压施工，可以提高高速公路填前基底的整体强度和承载能力，较好的避免了工后沉降。
2）冲击压实机可以用于高速公路的路基挖方、填方压实，路基强度检测与补强，机场跑道施工和道路施工，具有良好的应用前景。
冲击压路机压实原理独特、压实能力强大，能有效加快路基的施工进度，减少路基的工后沉降量，提高路基的整体强度和均匀性，特别是在高速公路中被广泛使用。在施工过程中，应根据其它工程的使用情况，总结经济可行的施工工艺、检测方法和质量控制标准，正确选用施工参数，最终提高高速公路的施工质量。