论述公路施工中的冲击碾压技术
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摘要：路基是公路工程的重要组成部分，路基容易受到斜坡地形、土石填料、地基土质条件等因素的影响而出现沉降变形，如果情况严重，路基的功能以及公路的使用寿命都有可能受到严重影响，冲击碾压技术在解决这一问题上表现出很大的优势。本文首先概述冲击碾压技术的工作原理，介绍冲击碾压技术在公路施工中所起到的作用，最后简要论述冲击碾压技术在公路施工中的施工方法与注意事项。
中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：
引言：随着我国交通事业的发展，尤其是近些年来交通量的急速增长，交通对公路工程的质量要求越来越高。路基作为公路工程的基础，其质量好坏直接关系到整个公路工程的成败，路基容易受到斜坡地形、土石填料、地基土质条件等因素的影响而出现沉降变形，如果情况严重，路基的功能以及公路的使用寿命都有可能受到严重影响，本文所介绍的冲击碾压技术可以有效保证路基质量，是公路工程中的一项重要技术，对于冲击碾压技术的探讨具有重要的意义。
一、冲击碾压技术概述
（一）冲击碾压技术的工作原理
冲击压路机分为压实机和牵引机两部分，牵引机的动力带动压实机的压实轮，使其滚动，比较常见的压实轮的形状有三边形、四边形以及五边形。冲击压实机是一种拖式压实机械，其工作原理是通过截面非圆形的冲击轮在快速滚动的过程中对路基进行冲击碾压。如果压实轮轮廓曲线从最小半径处到与地面接触点的距离逐步增大，地表作用在压实轮上对压实轮的支持力也会逐渐增大，这个过程叫做搓揉过程。这个过程当中压实轮对地表施以越来越大的搓揉力，当压实轮滚动接近最大半径的时候会出现支持力等于重力的碾压过程。压实轮滚动到下一轮廓曲线最小半径处冲击地表土体而继续产生冲击作用。压实轮对填料连续冲击，从而保证填料从上到下随着压力波的传递得到压实。冲击压路机的压实原理与传统的碾压方式不同，它通常以10～13km/h的速度行使进行碾压作业，即每秒钟对路基做功2次，相当于低频大振幅地冲击压实土体从而产生强烈的冲击波向地下深层传播，整个过程有着类似地震波的传播特性，因此压实机的高能量能够对填料进行深层压实，降低土体的透水性，保证填料深层形成良好的稳定性和强度。
（二）冲击碾压技术的作用
第一，减少路基沉降。通过对现场路基沉降量的实验观测发现，路基在达到设计要求的压实度时，在工后沉降率为通常为0.4％左右，并且在斜坡地形附近的路基断面沉降量会更大。如果路基压实层的厚度以及填料不够均匀、均匀性不好或者压实不足，在受到土石自重的压密变形条件下会出现拉伸与压缩应变区，从而导致路基的沉降量加大。当路基沉降量的梯度超过0.6％使就有可能产生变形裂缝，在山区高填方路基比较常见的为纵向裂缝以及横向裂缝。高填方路基采用冲击碾压技术施工则能够保证工后沉降率控制在0.1％～0.15％左右，因而能够比较好地避免差异变形引发的裂缝，是解决土石高填方路基变形病害的有效施工技术措施。因此使用冲击压实机对公路高填方路基等进行冲击碾压的补强效果非常明显。运用冲击压实机进行路基进行碾压施工，可以提高公路填前基底的承载能力以及整体强度。第二，确保路基的渗水性。在对公路冲击碾压路堑路基之前需要检测路基0～30cm内的含水量，保证在最佳含水量附近进行冲击碾压，这样可以保证冲击碾压技术的效果。如果含水量偏低在冲碾前应将该段路基O～30cm洒水至最佳含水量，然后再进行冲击碾压。第三，达到理想的压实度。在对公路高填方路段、路基的不同部位以及高路基的下部不同层位用冲击压实机补充碾压时，冲击碾压遍数要取决于该层位原有的压实度和希望达到的压实度。
二、冲击碾压技术在公路施工中的应用
（一）冲击碾压施工方法
冲击碾压技术在公路施工中的应用主要包括以下几个环节。第一，碾压次数应当超过20遍，并且在碾压的过程当中需要密切观察，如果发现翻浆或者弹簧迹象要立即停止碾压，等到孔隙水压力消散之后再继续进行碾压。在碾压超过10遍之后应当间歇1天然后继续碾压至规定的遍数。冲击碾压机作业时应当以冲击区段内的作业轨迹中心线为界，由一侧向另外一侧进行碾压。第二，碾压的过程当中要严格控制冲击压路机的前进速度，冲击压路机的牵引速度应当控制在10km/h～13km/h。第三，在冲击碾压第5遍、10遍、15遍以及20遍后要分别用平地机整平，然后使用光轮压路机静压1遍并检测地基标高。最后，有关试验表明压实度的影响因素主要是土层含水量以及冲击压实速度这两个方面。当土层含水量按最佳含水量控制并且压实速度在10km/h～13km/h之间时压实度的提高较快。在15遍之前路基的沉降量较大，15遍之后几乎不再出现沉降。除此之外，在冲击碾压作业时要从一端向另一端全幅进行，同时遵循路基横向由低向高的冲压顺序。在具体施工的过程当中要注意跟踪检测，在通过实验获得压实机械选型、压实速度、压实遍数以及最佳含水量等参数后，施工中要密切跟踪检测，严格遵守试验段的各项参数，这是因为任何参数的改变都有可能导致其它参数的改变，进而影响到冲击压实的效果，给公路工程造成质量隐患。
（二）冲击碾压技术注意事项
第一，正确使用冲击碾压技术。对于单轮冲击压路机以通过一次的轮宽为压实的计算单位，双轮冲击压路机则应当按照通过两次为一遍为计算单元，压实宽度为4m并严格按照施工工艺进行作业。第二，科学选用冲击压路机的机型。目前我国生产的冲击压路机有数十个型号，如果使用不当则难以达到预期的碾压效果。对于路基以及路床的检验性补压与土石、填石混填路基的分层压实应当使用25kj型三边形双轮冲击压路机，而水泥路面的改建以及土质路基的分层压实则应当选择25kj型五边形双轮冲击压路机。第三，注意控制与构造物的距离。冲击压路机的轮边与构造物之间应当保持1m的安全距离，桥涵构造物的填土厚度要超过2.5m。这是因为冲击式压路机在作业时的冲击能量巨大，因此压实外缘要与路肩外边缘保持1m的距离防治损坏路肩。冲击压路机在作业时遇到结构物要调头，调头的安全距离为5m。路床补强压实时每2m的补强压实就应当松铺一层30cm以上的填料，如果表面干燥则需要进行洒水以防治表面出现粉尘化而不利于能量的深层传递。除此之外在车辆转弯时应要不断调整转弯路线，这样可以避免冲击凸轮落点重复而减少波浪现象。第四，正确理解冲击碾压的含水量范围。因为冲击压路机有着高能量的压实功能，因此含水量视土的塑性指数大小而定，应当将稠度控制在1.1～1.2之间，否则厚度在80～100cm之间的土层冲压会形成弹簧土而难以压实。
总而言之，冲击压路机的有着压实能力强并且能够有效加快公路路基的施工进度并减少路基在施工后的沉降量，从而提高公路路基的均匀性和整体强度，在公路工程施工当中的应用越来越广泛。施工单位应当积极探索冲击碾压技术的施工要领，提高公路工程的施工质量和综合效益。
参 考 文 献
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