冲击碾压技术的应用特性

冲击压路机的开发应用，加速了岩土工程压实技术的发展，为解决路基质量隐患问题提供了一种新思路：如有效地减少路基的工后沉降与差异沉降，保证路堤的整体稳定性；对碾压成型路基的路床、路堤进行检验性追加冲碾遍数。提高了路基的整体强度与均匀性；对湿陷性黄土地基或软弱地基进行冲击碾压的填前处理，使地基满足承载力与稳定的要求；对砂石路面、水泥混凝土路面等旧路应用冲击碾压技术进行改建，可加快施工进度，达到工程质量要求等等。目前国内除极少省、市、自治区外，绝大部分外都已应用冲击碾压技术。

　　冲击碾压技术特点

　　冲击压路机以非圆形轮沿地面对土石材料进行静压、搓揉、周期性冲击的连续作业，产生强烈的冲击波，向下具有地震波的传播特性。以25KJ三边形双轮冲击压路机在宕渣、砂砾路基上冲击压实为例，压路机按12KM／H速度冲碾30遍后，实测深度O.8m处的平均垂直动土压力为1366KPA，相当于对地面产生冲击力200T—250T，产生的冲击功能达到超重型击实功，可使地下深层土体的密实度不断累积增加，达到重型标准90％以上压实度。有些土石材料性状有效压实厚度达1.5M，比现有振动压实机械有更好的压实功效，使被冲压的土石填料更接近于弹性状态。
　　 冲击压路机较常规压路机有不同的压实工艺，基本上不采用现有压路机压半轮或部分重叠碾压的施工方法，而是按冲击力向土体深层扩散分布的性状，提出新的冲击碾压方法与施工工艺。冲击压路机双轮各宽O.9M．两轮内边距1.17M，行驶两次为一遍．其冲碾宽度4M。每次冲击力按冲碾轮触地面积边缘与地表以(45°—φ／2)夹角向土体内分布土压力。每遍第二次的单轮由第一次两轮内边距中央通过，形成的理论冲碾间隙双边各0.13M。当第二遍的第一次向内移动0.2M冲碾后，即将第一遍的间隙全部碾压。第三遍再恢复到第一遍的位置冲碾，依次进行至最终遍数。各种土石路基冲碾20—40遍可以使路基形成厚1．Om～1．5m的均匀加固层。
　　 1 减小路堤的工后沉降率
　　 通过室内模型试验与现场路堤沉降量试验观测，路基在达到规范要求的压实度时，其工后沉降率为O.4％左右。高填方路堤采用冲击碾压技术施工可使工后沉降率接近O.1％—O.15％。能较好地避免差异变形所引发的裂缝，这是解决土石高填方路堤变形病害的有效技术措施。
　　 某高速公路34M高填方路基填科为风化花岗岩形成的含块石细粒土砂砾，冲击碾压每层压实厚度1M，平均压实度为重型标准95％，路基宽10.5M，两个断面设左、中、右沉降观测点。完工一年后沉降量为：K10+260断面32MM、37MM、32MM，路基中心填方高度26.4m，沉降率0.14％；K10+300断面41MM、41mm、44MM，路基中心填方高度33.12m，沉降率0.12％；差异沉降量梯度均小于0.1％，这表明路堤冲碾密实，均匀性好，工后沉降完全满足质量要求。广西六水线36M、34M石灰岩填石路堤的振碾与冲压做过对比观测，施工期沉降量振碾为76CM，冲压为22CM，表明冲击碾压的良好压实效果。
　　 国内有些高速公路路基在振碾达到压实要求后，用冲击压路机对路床进行检验性补压20遍后测得的平均沉降量为5.0cm—7.OCM。如沉降量在5.OCM以下，则原路基压实质量优良．如沉降量超过7.0CM．则表明原路基压实不足，其压实度未达到要求，或在90区冲击补压时，沉降量也大于7.OCM。许多5M以下路堤经冲击补压后，测得其沉降量已超过正常路基可能发生的工后沉降量。因此，应用冲击压实技术可充分地保证路基的稳定性，特别是斜坡地形的路基其技术效果更明显。
　　 2 提高路基整体强度与均匀性
　　 使用冲击压路机分层冲击碾压高路堤与补压振碾达标路床工程，能较好地提高路基的整体强度与均匀性，有利于避免路面的早期损坏，延长路面的良好服务水平。
　　 某花岗岩风化含块石细粒土砂砾路基的路床，经过20遍冲碾后，在地表下1.5M内用落锤式弯沉仪(FWD)检测，平均弹性模量值由冲碾前180MPA提高到228MPA。
　　 某工地对路基冲击碾压20遍后，用黄河标准车测弯沉值，补压前平均L。＝220(O.01MM)，补压后平均L。＝183(O.01MM)，即冲击碾压前E。=55.7MPA，补压后E。=63.4MPA。
　　 某冲击碾压试验段。用解放车测定冲碾20遍前后的弯沉值分别为141(O.01MM)与66(O.01MM)，折算为黄河标准车的弯沉值分别为219(O.01MM)与102(0.01MM)，即平均E。由冲碾前55.9MPA提高到95.1MPA。
　　 某高速公路全线路床经25KJ三边形冲击压路机补压，全线建成通车前夕用自动弯沉仪检测。测试里程4个车道总长596公里，74500个数据。KO+000—K66+987代表弯沉平均值5.80(O.01MM)，K66+987—K113+028代表弯沉平均值6.66(0.01MM)。K113+028一K154+419代表弯沉值8.53(0.01MM)。用整车式平整度测试车检测，测试里程4个车道总长600公里，6000个数据，IRI总平均值为1.21(σ=O.73)。以相同设备检测路面结构与施工条件相同的某连接线10公里，路床未进行冲击补压。检测结果：代表弯沉平均值16.27(0.01MM)；平整度指标IRI平均值1.55(σ＝O.93)。对比表明振碾路床经冲击碾压的技术效果明显，提高了路基的整体强度与均匀性，以及路面的服务水平与使用年限。
　　 正常情况下，路基冲碾20遍后，1.5M层厚范围内压实度均增加3～5个百分点。由于冲击压路机是在路床顶面上全面积地均匀冲碾压实，达到了全路基的直接检验与补充追加压实。在路床顶面以下形成1.0M—1.5M连续、均匀、密实的加固层，从而使路基路面的综合强度与稳定性得全面提高。