高填方路基冲击碾压施工技术研究.pdf

云南水力发电YUNNAN WATER POWER110第 40卷第 1期0 引言冲击碾压机分为自行式冲击碾压机和牵引式冲击碾压机。牵引式碾压机由牵引车带动非圆形轮轴滚动，曲三边形滚轮的大小半径产生位能势差与行驶的动能相结合沿地面对土石材料进行静压、揉搓、冲击的连续冲击碾压作业，形成高振幅、低频率的冲击碾压原理1-3。以 25KJ 曲三边形双轮冲击碾压机为例，其双轮静重 12 t，行驶速度在 12 km/h 20 km/h，对地面产生的集中冲击力为2 0002 500 kN，压强为1 111 kPa 1 543 kPa，这种高强度冲击力作用的周期性连续不间断的冲击地面4，产生强烈的持续冲击波，产生的冲击碾压功可以达到超重型击实功，可使地下深层的密实度不断叠加累积，最大影响深度可达 1.5 m，相较于静载碾压机及震动碾压机有更好的压实功效，是被碾压的土石填料更接近于微弱弹性状态，显示出克服土石路基隐患的技术优势，是土石方填筑压实技术的新发展，新趋势5。以中国水电十四局承建的贵州二堡路道路建设工程为背景介绍高填方冲击碾压施工技术。1 工程概况贵州双龙航空港经济区二堡路道路建设工程项目的主要功能是贵阳龙洞堡机场的货运物流通道，规划运输量大，大车、重车多。为有效衔接高填方路基冲击碾压施工技术研究张峻宾，罗光能，陈官正（中国水电十四局贵州二堡路项目经理部，贵州 贵阳 550000）摘要：城市发展越来越快速化、便捷化，对城市道路要求越来越高，对于西部丘陵地区、多山多沟壑地区而言，道路建设就会涉及高填筑路基等施工。由于高填筑路基的密实度与天然土体密实度存在差异，高填筑路基可能存在不均匀沉降，致使路面等结构受损，存在较大安全隐患。因此，需要对路基填筑工艺工法提出更高的要求，以此降低高填筑路基绝对沉降量及不均匀沉降差。关键词：路堤；增压补强；冲击碾压；质量中图分类号：U416.1+11文献标识码：B文章编号：1006-3951(2024)01-0110-03DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2024.01.026Research on Impact Rolling Construction Technology for High Fill RoadbedZHANG Junbin,LUO Guangneng,CHEN Guanzheng(POWERCHINA SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 14 CO.,LTD.,Guizhou Erbao Road Project Management Department,Guiyang 550000,China)Abstract:Urban development is becoming increasingly rapid and convenient,with higher requirements for urban roads.For western hilly areas and mountainous and gully areas,road construction will involve high fill roadbed construction.Due to the difference in compactness between high filled roadbeds and natural soil,there may be uneven settlement in high filled roadbeds,resulting in damage to pavement and other structures,posing significant safety hazards.Therefore,it is necessary to put forward higher requirements for the roadbed filling process and methods,in order to reduce the absolute settlement and uneven settlement difference of high filled roadbeds.Keywords:embankment;boosting reinforcement;impact compaction;quality收稿日期：2023-12-05作者简介：张峻宾（1999-），男，白族，云南大理人，助理工程师，主要从事市政施工管理工作。*张峻宾，罗光能，陈官正 高填方路基冲击碾压施工技术研究111机场及物流外环通道，二堡西路 K0+910-K1+785段及二堡南路与二堡联络线设计为高填方路基，填方高度在 13 35 m 不等，原基底地基为河道或洼地，地基承载力不佳，为降低高填方路堤的工后沉降，在路基填筑时需采取增压补强措施。因沿二堡西路路基中心线右侧设计有断面尺寸为5 m4 m 的机场排水箱涵，采用强夯增压补强的安全距离不足，容易导致结构物受损，综合考虑二堡西路高填方路堤施工采取冲击碾压的补强措施。2 冲击碾压施工的特点1）冲击碾压的施工速度快，效率高，冲击碾压速度一般在 12 km/h 20 km/h，在较长路基段的施工效率尤为明显。2）冲击碾压作用范围大，冲击碾压的压实影响深度在 1 1.5 m，比传统的压实机械拥有更好的压实功效6。3）冲击碾压施工成本低，工费开销少，人工、机具等消耗量少。4）冲击碾压相对于强夯工艺，震动小，对周围建构筑物影响相对小，保证施工安全，并且冲击碾压较少的灰尘扬起，有利于环境卫生等。5）充分冲击碾压后，路基绝对沉降量及相对沉降差大大缩小，降低路面被损毁风险，有利于提高路基整体强度，保证公路使用质量。6）冲击碾压机施工范围大，在狭小地区、曲线半径较小的地段使用效率不高，碾压效果欠佳。3 冲击碾压施工技术要点3.1 基底处理施工前，应当对路床进行杂填土清除，清表厚度不小于设计及规范要求，整平路面，路面坡度不宜大于 1 5，当路床坡度大于 1 5 时，必须修整成 2 m 宽的台阶。清理完毕后，进行洒水等操作，并用普通碾压机充分碾压，以保证均匀传递强大的冲击力，使冲击碾压达到最佳效果。在无法转弯的地段修筑转弯道7，以便冲击碾压机行走转弯。3.2 测点埋设在施工场地外设置不少于 3 个高程控制点，当控制点被损毁时，应当用未损毁的点进行修复，保证基点真实可靠，在施工冲击碾压区内均匀布置沉降观测点，沉降观测点应当进行充分保护，避免碾压过程中对其损害。3.3 测量放样放样前，应当做好交桩、复测、控制网加密及水准网加密等工作。对原始地面进行复测，核对土石方横断面图，核对无误后方可进行下一步施工；对施工前整平的施工场地进行测量放样，放出线路中桩及边桩，施工填筑边线，边桩立于施工边线外 2 m 位置，避免施工时对其损毁，桩局控制为每 20 m 1 排桩。用水准仪获取沉降观测点施工前的高程，或用全站仪均匀取点，获取施工前的标高，并真实记录。每填筑 1 层，对被损毁的桩进行重新放样，对未被损毁的点进行复测。3.4 试验段布置1）试验段填筑前，对试验段基底进行地基承载力试验、压实度试验，检测填石材料的各项力学性能，取样基底土，并对基底土进行各项试验检测，保证基底及填石材料满足施工规范及设计要求。2）根 据 设 计 要 求 的 压 实 度 和 沉 降 量，选 定 长 度 不 小 于 100 m，宽 度 不 小 于 24 m 路段进行冲击碾压，二堡联络线段填方范围为K0+395 K0+564.87 段，与二堡路南段交角位置延长约 50 m，基底段偏距约为 80 m，满足试验段要求。试验段目的为确定冲击碾压遍数，最佳行驶速度、沉降量等重要施工技术参数，检测各参与设备功效及性能。用水准仪或全站仪监测路基沉降量及沉降差，以数据指导调整施工参数。3）在碾压过程中以每碾压 5 遍测量 1 次压实度及沉降量，并详细记载真实数据于记录表中，及时的对各项数据进行整理分析，确定最佳碾压遍数以指导施工。4）试验段施工时必须有专业技术人员及管理人员现场监督施工，严格执行试验段施工相关规范及设计对试验段施工的相关要求。5）根据试验段施工完成情况，对试验数据进行分析总结，确定施工参数，指导其他冲击碾压填筑段施工。3.5 冲击碾压操作流程1）高填方路基下层填筑宽度大，冲击碾压可操作性强，可选取如图 1（a）所示的施工方法进行施工，填筑至上层路基较窄的平面时，操作宽度有限，即可选用如图 1（b）所示的施工方法。112云南水力发电2024 年第 1 期2）以图 1（a）的冲击碾压方法为例，冲击碾压时，压路机从路基边缘一侧行驶至终点时，转弯反向沿线路中心线向起点端头行驶，行至起点时，向边缘位置掉头，牵引车行驶时使冲击碾压轮迹重叠不低于轮宽的 1/2，保证弧形轮中间的部分得到充分碾压，以此一直循环下去，当压路机轮迹到达另一侧边缘地区时即完成一遍碾压。每冲击碾压5遍时进行试验检测路基沉降量、压实度、含水量、最大干密度孔隙比等数据8-9。接段，保证充分碾压。对施工路段中无法进行冲击碾压的部位，用震动碾压机进行碾压，检测其压实度及沉降量，达到设计规范要求即可。4 施工效果在施工中通过对两块填方区域不同施工方法的对比，相同时段内施工工程量为参考，剔除无效时间，对比分析各项施工参数，计算施工成本，分析利润等，对比得出，冲击碾压施工在相同时间内，施工工程量远远大于震动碾压施工，利润率远高于震动碾压施工。冲击碾压平均每小时填筑石方量约为 1 200 m3，震动碾压平均每小时填筑工程量约为300 m3；冲击碾压机施工所需设备与震动碾压机类似，机械成本相对持平，对相同工程量使用机械的成本，冲击碾压机使用效率高，成本相对较低；路基压实度检测方面，冲击碾压施工的路基压实度检测点均能达到 95%以上，震动压路机压实路基压实度检测点个别低于 95%。从以上分析可知，冲击碾压机在高填方路基施工中具有明显的优势。5 结束语工程质量是影响到一个施工企业生存与发展的关键因素，同时关系到道路交通运营情况，保证公路工程质量最关键的一个环节即为路基施工与路基压实质量。冲击碾压在高填方填筑中的碾压质量及效率具有显著的优势，其碾压速度快，工效高，完成工程量大，施工质量好，能满足各项检测数值。参考文献：1丁勇，郑传昌.试论冲击碾压技术在高速公路施工中的应用J.交通建设与管理，2013,（Z1）:78-79.2张兵，张超.浅谈冲击碾压在施工中的应用 J.科技信息，2010,（8）:719-720.3何巍.冲击碾压技术在浅层可液化土地基处理中的应用J.中国新技术新产品，2012,（21）:2-3.4崔文凯.冲击压实在路基施工中的应用J.黑龙江交通科技，2010,（2）:3-4.5牛振辉.浅谈细粒土路基冲击压实施工J.黑龙江交通科技，2007,（5）:17-19.6徐清柱.GPS 行车定位技术在改扩建路基冲击碾压施工中的应用J.北方交通，2017,（4）:93-95.7卫斌.冲击碾压在高速公路路基施工中的应用J.黑龙江交通科技，2014,（5）:8-9.8田森，韩智超，岳贤君.冀鲁地区黄土公路路基处理技术对比分析 J.公路与汽运，2019,（1）:69-71.9刘佳宏，张腾宵.高速公路高滇方路基施工数值模拟分析与施工控制 J.云南水力发电，2023,39（10）:77-82.?（b）?（a）图 1 冲击碾压示意图二堡路工程采用牵引式冲击碾压，土石方虚铺厚度不大于 1.5 m，碾压平均时速 10 km，碾压遍数 20 遍，冲击碾压顺序为由低到高，由慢变快，冲击碾压过程中避免急停、起冲等现象产生，冲击碾压过程中保证必要的轮迹重叠，对施工区域进行充分碾压。冲击碾压施工质量控制主要以碾压遍数为主，相应检查碾压面的沉降量和碾压面下 30 cm 处的压实度增长情况。冲击碾压遍数一般不要求大于 20 遍，试验表明，冲击碾压施工对地面以下 0.5 1.5 m 深度的土层密实度具有明显的改善效果，但冲击碾压遍数大道 20 遍以后，密实度到达一定的上限，即使再增加冲击遍数，冲击碾压的密实度增加已不再明显，只会增加成本，作用不大。冲击碾压后，用装载机将多余填料进行铲除，用普通钢筒碾压机将轮迹碾平。冲击碾压长度不宜太短，以发挥冲击碾压最大功效，每段路基碾压搭接碾压为避免不均匀沉降，设置不小于 10 m 的搭