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公路路基施工中冲击碾压技术的要点分析

2020-07-16 324 上传者：管理员

摘要：随着基础设施相关施工技术的完善和升级,原来一些不适合进行高等级公路建设的地区也形成了建设条件,可以完成相应的基础设施建设,在这些后续完善和出现的施工技术中,冲击碾压技术就是其中一个常见的施工技术,能有效提升路基部分的压实度使路基抗渗透性和使用寿命都得到保障。结合当前基础设施建设中使用冲击碾压所积累下的经验,对冲击碾压施工技术在实践过程中的注意事项进行介绍和分析,希望能帮助相应的工作人员在未来的工作中更好地完成设计冲击碾压作业的工作内容。

关键词：
公路工程
公路路基
冲击碾压
施工工艺
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近些年来基础设施建设在各个地区都引起了重视，但不同地区受到自然环境的区别影响，很多地区采用常规的施工建设手段，并不能达成很好的施工效果，在使用期间路面损坏程度严重，对于路面的寿命会造成影响，所以针对不同地区，在特殊路基段还需要进行其他辅助手段来强化施工效果，冲击碾压就是针对特殊路阶段进行强化的方式之一。

1、冲击碾压技术的原理

冲击碾压技术从简单层面来解释，就是通过振幅较高但频率较低的冲击压实机制造一个巨大的冲击力，对地面进行强力碾压。巨大的冲击力能使路面的材质更加致密，强化了密实度，使路面的使用年限得到提升，并有助于路面防水。然后再通过滚压或揉压的方式对其进行处理，使路面铺设的颗粒物能发生位移变形，强化土石密度，增强其影响深度，将这种高压适度的状态，通过重复作业传递到下方土层，让路面以下部位的材料也能达到相对致密的效果。传统的路面压式方式是静态压实，这种压实方式与冲击压实的方式相比，冲击压路机在单位时间内能对路基运用2次机械功，定时对路面进行碾压产生的冲击力，垂直方向能传递到土层的深处，对于提升路基材料的抗渗透性和强度都有很好的效果。

2、冲击碾压技术的特点

冲击碾压技术具备3个特点：一是工作时振幅高频率低；二是产生的冲击能量大；三是适应性好。

(1）振幅高频率低。传统的振动式压路机振幅低频率高，而冲击压路机则正好相反，一般来说冲击压路机工作频率为2次/s，但每次可产生20 kJ以上的冲击能量，在反复作业之后，冲击能量能传播到地下深处，冲击压路机将负压能量和压时轮、水平动能进行结合，使路面材料在2种动能作用下达到更好的强夯效果。

(2）在采用冲击碾压的作业过程中，三边形双轮冲击压路机是最为常见的机械形式，其2个轮子的净重达12 t，行驶速度一般控制在12 km/h，能对地面产生2.5×106 N的压力。而且冲击过程持续进行，具有明确的周期性，能持续强化土体颗粒之间的密实度，达到增强路面夯实效果的目的，三边形双轮冲击压路机可达到0.9以上的压实度，如此高的数值完全符合高等级路面要求的稳定性标准数值。

(3）因路基类型不同，冲击碾压的具体次数也会随之发生改变，其影响的范围和深度也会随之改变。目前施工建设场景中常见的路径类型就有10多种，冲击碾压次数会随路基实际特点进行确认，根据不同类型路基的深度范围灵活调整。根据统计，使用冲击压路机进行碾压作业可以达到96%的压实度，运用该技术既可以提升路基水稳性，在碾压作业完成之后进行的土工试验中，深度类湿陷样品的检出率也会大幅降低。采用冲击碾压技术可以达到很好的压实效果，在施工过程中查明原有路基保水软弱地带的分布情况，及时采取措施，能达到更好的效果，使路基整体的材料均匀性和压实质量都能达到很好的水平。

3、冲击碾压技术的要点

3.1 冲击碾压技术的注意事项

在进行冲击碾压之前工作人员首先需要保证此次的工作范围，平整度达到使用需求，应采用重型压路机，首先对其进行初步平整之后，再展开冲击碾压工作。冲击碾压过程中，对于作业面的材料干燥情况也有要求，如果过于干燥，可以考虑对其表面喷洒适当的水，防止在进行驾驶过程中，表面产生大量粉尘影响能量传递，导致效果不佳。在进行冲击碾压时，作业人员应保证机械的行驶方向准确，不要出现漏压的现象。如果在碾压作业时，需要从路基的中间向两边方向进行，则要保证距离，路基边缘应大于110 mm。

冲击碾压如果是在傍山的环境下进行作业，要特别注意施工范围的确定和周边的警示，要从内向外进行，距离边缘位置应大于115 mm，冲击碾压过程中如果意外遇到结构物，为了保证结构物安全，应及时调头，要求压路机与结构物之间应保持至少5 m以上的安全距离，而轮边距离应达到1 m。对于桥涵构造物的施工环境，要求上方的填土厚度至少达到2.5 m以上才能进行相应的施工作业，否则无法保证机械设备的安全和最终完成的效果。

3.2 冲击碾压技术的质量控制手段

(1）因地制宜地选择具体的机械型号，在基础设施建设过程中，不同地区的地质条件有很大的区别，冲击碾压压路机的型号也是针对不同使用环境使用对象进行细致划分的，在选择型号时首先应对施工区域的地质条件和施工要求进行明确，以此作为标准选择合适的机械。对于填实或土石混填类型的施工作业，为了保证样式效果，要求进行分层压实。档案工作任务是对路床或路基进行检测性补压时，可以选择25 kJ三边形双轮冲击压路机。

(2）在施工作业前未保证最终的压实效果，应尽可能采取有效措施，对施工区域路基的含水量进行控制，让含水量量尽量处于较低状态。冲击压路机在实际作业过程中会产生巨大的冲击能量，但是在路基进行施工时，路面5 cm范围内的土体含水量对于实际的碾压效果会有非常大的影响，如果路基部分的含水量较大，很容易出现翻浆或弹簧的问题，都会严重影响到冲击能量的传递，所以对于路面以下5 cm范围内要求含水量处于一个较低范围，以保证最终完成施工的效果，而且如果当地的含水量较大，在实际操作时很容易出现偏移现象，使上下层土体之间发生脱离，影响整个路基结构的整体性和内部稳定性，如果在施工作业时突然遇到降水情况，应先叫停碾压施工作业，等施工区域晾晒完成之后或采取必要手段，例如加石灰或其他吸水材料使路面含水量达到一个较低水平之后再进行冲击碾压，以保证施工效果能符合设计要求和使用需求。

(3）重视机械操作细则和机械维护保养。冲击碾压作业的主体虽然是机械设备，但是操作人员的实际操作流程和细节则决定了冲击碾压作业的效果。在作业之前，工作人员要对施工范围内的主体条件和施工要求有一个明确的认知，在操作时严格按照相关规程完成各操作内容，在行进作业时要确保行驶方向正确，听从现场管理人员指挥以匀速行驶。在作业前的准备阶段，对机械设备的工作状态进行检查，强化定期机械设备维护保养制度的落实，确保机械设备能长期处于稳定的工作状态，以防止施工作业过程中机械突发故障影响到施工进行。

另一方面，冲击碾压所使用的压路机需要由具备相关工作经验和培训背景的人员进行操作，平时不能让未经专业训练的人员操作机械，以防止因误操作造成机械损伤，对于施工过程中需要操作人员进行额外注意的事项，应在施工之前进行相应的培训，对注意事项进行详细介绍，现场管理人员应对冲击碾压的具体施工工艺内容、操作方法、操作过程中的注意事项、设备仪器意外故障判断有相应的认识，并要求操作人员需通过相应考核之后才能操作设备。冲击碾压作业需要机械与现场管理人员进行较好的配合才能达成较好效果，在作业过程中，现场管理人员应正确指挥机械设备冲击压实作业。

3.3 冲击碾压技术要求

3.3.1 碾压速度

一般来讲，碾压过程的效果和碾压速度之间呈反比，碾压速度越平缓，碾压效果越好，速度越快效果越差，其内部机理在于如果设备的碾压速度过快，但由于应力施加的时间较短，变形没有完全完成，此时应力就去除掉，不能达到永久变形的效果，使得压实效果变差，但如果碾压速度太慢，又会使整个施工作业的效率降低，推进进度缓慢，需要投入更多的时间和成本。在采用冲击碾压施工技术时，现场管理人员应以实际情况为准，判断机械行驶速度的范围区间。

3.3.2 碾压次数的确定

在路基压实作业时，碾压次数增加会使密实度提高，土体有一个最大压实值，当达到这个数值后，即使多次对其进行减压，实际上也无法达到相应的效果，而且重复进行碾压作业，需要大量时间，并对工作面、机械设备、操作人员工程进度、都会造成占用，如果迟迟无法完成碾压作业，后续施工任务就无法进行，整体的施工工期无法得到保障，影响到施工团队的最终经济收益，所以对于线上管理人员而言，其工作任务就是找到最适合的碾压次数，既能保证施工效果，又能尽可能减少施工工期和设备的投入，使工作效果和经济产出达成平衡。

3.3.3 碾压方式的要求

在进行公路驾驶作业时，采用不同的碾压方式所达到的碾压效果是不同的，碾压工序的合理安排能大幅度提升实际的碾压效果，一般碾压施工的工序都遵从先轻后重，先慢后快，振幅由弱变强的顺序，在初期进行碾压时可采用压路机进行初步压实作业，当路面承载力已经达到一定的强度之后，再使用振动压实强化密实度，在进行碾压作业时应重叠1/2的轮宽，以保证压实均匀。

3.3.4 铺层厚度的要求

进行碾压作业时一般都要进行分层碾压，所以每一层的具体厚度选择，对于碾压时间投入和碾压效果会造成一定的影响，为了保证可以达到最好的碾压效果，同时兼顾经济效益，一般来说，普通压路机的碾压层铺设厚度控制在25～30 mm之间，压实厚度保持在20 mm之内，采用冲击压路机虚铺厚度一般控制在100～120 mm之间。

4、结束语

冲击碾压施工技术能有效提升公路工程的压实效果，使公路路基部分的施工质量得到更好的保障，在实际操作过程中，最终的完成效果与施工人员操作、施工要点总结、施工工序和具体步骤的安排息息相关，相关工作人员应结合当地实际情况，选择最合理的施工方式来完成既定的工作任务。

参考文献：

[1]杨东波,焦建立.公路路基施工中冲击碾压技术的技术要点[J].建筑工程技术与设计,2014,(24):250.

[2]侯晓东.公路路基施工中冲击碾压技术[J].黑龙江交通科技,2019,42(8):18,20.

杨海锋.公路路基施工中冲击碾压技术要点[J].建筑技术开发,2020,47(10):131-132.