谈冲击压实技术在路基工程中的应用

李琦

【摘 要】文章主要介绍了冲击压实技术的作用，冲击压实技术的特点，冲击压实机的压实效果等。文中重点分析冲击压实技术的应用，通常运用于填石路基和湿陷性黄土路基中。

【关键词】冲击压实技术；路基工程；冲击压实机；冲击碾压

1.冲击压实技术的工作作用原理

在冲击压路机中都有能够将作用力集中起来的轮子（通常为五边形或者三角形），在运行过程中，冲击压路机的轮子上能够产生很大的能量，实现压实土块、石头等填料的目的。冲击压实机有两种工作迷失：自动运行的冲击压实机和拖着牵引的冲击压路机。在运行的时候，三叶形凸轮滚动，距离轮轴中心最远的着地点冲压轮整体，瞬时会产生一个重力势能，再加上牵引的机械转动产生的动能会对距离轮轴中心最近的着地点造成冲击，产生向土体蔓延的冲击波。如此在冲击压实机运行中不断重复，土体就会被辗压的十分密实均匀。冲击压实机与传统的振动压实机相比，高振幅低频率的工作方式取代了高频率低振幅，实现了技术上的突破。

如果路基是非饱和状态，冲击轮进行碾压作业时，轮着地产生的动能释放，会对冲压轮下的地方形成瞬时的冲击动荷载，对深层土颗粒进行传递和迅猛挤压，而且还能使颗粒相互的靠拢，从而把孔隙中的水和气排出，进一步压实挤密土颗粒。而路基的压实深度会随着碾压遍数的增加而越来越紧密。

2.冲击压实技术的特点

对于振动压实机中影响其压实效果和压实生产率的重要参数，是压实深度的大小和铺层的厚度大小。经过一些相关工程实际操作发现，影响压路机面积生产率的一个重要因素，是振动压实机的碾压速度。施工单位为了提高压实效果，提升压实生产效率，一般会增强土石填料的密实度，对图试题的自重问题减少其压密的沉降变形。除此之外，还应当努力改进压实工艺，将新的压实技术应用到辗压方式和辗压技术中，以此促进碾压速与实铺层的厚度。

冲击压实技术有三个特点：工作频率低、压实振幅高，于压实作用中较大的对土石方增大压实功能。与传统的振动压实相比较，冲击压实机的功能高出10倍以上，在压实厚度与压实深度上也做了新的突破。另外，冲击压实的工作速度也要比振动压实高出很多，提高了辗压工作的工作效率。目前，在沿海地区的道路工程中，已经开始使用冲击压实技术，并且取得了非常好的效果。

3.冲击压实机压实效果

3.1提高工作效率

冲击压实技术相比振动压实技术的生产率要高出十几倍，可见冲击压实技术在路基工程中能提高工作效率。能对压路机生产率起到重要作用的是其行驶的速度以及铺层的厚度。一般情况下，振动压路机的最优碾压速度是3～6千米每小时，最优的压实层厚度是30～50厘米。而对于一台25KJ-T3的冲击式压实机，其最优的碾压速度可以达到9～12千米每小时，最优的压实层厚度则可以达到500厘米。可见冲击压实机的压实效果是非常理想的，这就使得生产效率得到了大大的提高。

3.2减少压实遍数，提高路基的整体强度

经过一系列的工程实践证明，如果路基被重加补压的次数超过20次，土石路基的强度会显著增强。还使原来振动压实达到路床压实标准的路基下沉5～7厘米，若是下沉超过7厘米，则说明原来的压实度不够。而且冲碾20遍后，于1.5米层厚范围内压实度均增加3%～5%.因为冲碾是路床顶面上全面积的均匀冲碾压实，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1.5米形成连续、均匀、密实的加固层，提高了路基的综合强度与稳定性。

3.3减少路基工后沉降

冲击压实机具有非常明显的压实效果，能有效的减少路基的工后沉降问题。冲击压实机的压实作业时的行驶速度为9～12千米每小时，其冲击压实速度非常快，每秒对地面的冲击次数都保持在两次以上。这表明冲击压实机在对土石路基进行低频率高振幅压实的同时还能使冲击工作面产生频率稳定的强烈冲击波，这种冲击波也能够向着地表深处蔓延。从另一种意义上讲，冲击压实技术与地震传播的特性很像，其压实深度与辗压次数有关，并且呈正比关系，辗压次数增加，压实深度也会增加。通常通过振动压路机碾压达到的标准路基压实度，用冲击压实机进行20遍的补压之后，沉降度还可以达到3%～5%，下降量能达到5～7厘米。这就很好的解决了路基工后常常会出现的差异性沉降现象。

4.冲击压实技术的运用

4.1冲击压实技术在填石路基中的应用

我国地形复杂多样，地形种类齐全，各种地形交错分布，山区面积比较广大。对于一些丘陵、山区的石方或者洪积土地带，有我国的很多公路国道主干线经过。对于这些路段的建设时，要使用碎石、块石等作为路基修筑的填方材料。所以，目前高速公路建设工程的重要问题是解决填石路堤的压实标准、对质量的控制以及施工检测。

路基必须密实、均匀、稳定，这是公路建设的要求，也是保障路面的顺畅安全通车水平。对于填石的路基要做到密实、均匀和稳定，是存在一定的难度。如果是石料的性质不够好，再加上处于斜坡沟谷地带的复杂地形，则会使填石路基同一个断面的填筑高度差加大，也会导致大的石块之间难以嵌锁紧密，进而造成块石间点面之间的接触出现松动现象。要解决路基的这种现象，则需要对压实工艺进行改进，增加碾压功能，提高压实度等。要解决填石路堤的工后沉降的现象，进而有效的促进路基整体强度，可以运用高能量冲击压实机进行碾压路基。通过在不同地方、不同土质、不同土方路基中对冲击压实技术进行了试验，压实效果良好，路基的整体强度得到提高，对于实现提升工作效率、延长路面使用时间具有很好的作用。

4.2冲击压实技术在湿陷性黄土路基中的应用

湿陷性黄土是一种不良的土质，对公路的建设非常不利。这种湿陷性黄土的孔隙比较大，基本可以用肉眼就能看到孔隙。湿陷性黄土的颗粒间存在很大的结构强度，天然干燥的状态下，可达到200kN每平方米的承载力，土质的变形量也很小。如果遇到雨雪或者冰雹等天气，湿陷性黄土会和水发生作用，内部的结构自重和载荷作用都被破坏，发生不均匀的沉降现象。对路基结构造成破坏。这样就会引发边坡滑道、坍塌等问题，这种事故具有突发性，而且工程中很难对其沉陷的位置做出预测。还有便是这种湿陷性的黄土具有颗粒细而均匀的特征，很难压实，而且还会出现反弹现象。

对这样的湿陷性黄土，则可以运用填前碾压和分层碾压的方法进行解决。填前碾压就是对处于黄土地区的公路填方路基基底进行冲击压实40遍，提高土基的平均压实度和提高黄土的干密度，并有效的降低其湿陷系数。于1米内的路基底面进行碾压实，从而使其形成连续、均匀、密实的加固硬层。分层压实则是对路堤填料为湿陷性黄土的，按20厘米的深度进行分层压实，这是先用常规的压实设备进行，压到90%～92%的压实度。然后，以80厘米的分层进行20遍冲击压实机的冲压，对于特殊的路段则要进行30～40遍的压实。这样能使沉降减少，使压实度提高，之后再整平，并进行两三次的常规压实设备碾压，从而使表层稳定、密实。

【参考文献】

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