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1、冲击碾压施工方案公路路基施工冲击碾压技术的施工方案1 冲击式压路机工作原理1.1 冲击碾压施工原理冲击碾压是一种具有新型压实机理的压实方法,在非圆形压实轮沿地面压实作业时 ,压实轮质心上下交替变化 ,利用势能和动能的联合作用 ,对土石材料静压、搓揉、周期性连续冲击 ,产生强大的夯实冲击波 ,因而具有向下的地震波传播特性 ,冲击力向土体深层扩散分布。产生的冲击功兼具压实和部分重夯的特点 ,可使地下深层土体的密实度得到改善。随着工程施工中新工艺新技术的发展，冲击碾压施工技术因其本身的特点被越来越多的运用到工程建设施工当中。冲击碾压施工就是采用冲击式压实机（一种高振幅低频率的新型压实设备），配备压实
2、轮，压实轮在牵引机械拖动行驶滚动中将高位势能转化为动能对地面进行冲击，从而对土体的深层产生较强的冲击能量，同时辅以滚压、揉压的综合作用，使土石颗粒之间发生位移、变形和剪切，随着土石密实度增加，其影响深度也逐渐增加，从而使土体深层随着冲击波的传播得到压实。压实轮在牵引机的拖动下连续作用于地面，使大面积地基得以压实。冲击碾压技术的突出特点是影响深，一般在 3m 左右，速度快，一般为 1215km/h，这个速度一般认为是最适宜的速度，过快的行驶速度会使冲击轮蹦离地面，与地面的接触时间短，不利于冲击力的传播与土体压实，速度过慢，则冲击能量太小，压实效果不好。履带式牵引车转弯半径比自行式和胶轮式要大，由
3、于其自重较大，行驶过程中平稳性较好通过冲击式压实机的冲击碾压，能有效减少公路路基的工后沉降量，大大改善因不均匀沉降而形成的道路病害，提高路基整体强度和均匀性，对于暴露地激活路基的内部缺陷、避免隐患、提高施工质量等具有显著的效果。对于保证道路的使用质量具有重要作用。当牵引车拖动冲击压路机工作时,多边非圆滚轮沿弧形轮廓曲线向前滚动 ,重心离地面的高度上下交替变化 ,产生的势能和动能集中向前、向下碾压 ,形成巨大的低频大振幅冲击力 ,通过多边弧形轮连续均匀的冲击传向地面 ,使土体均匀致密 ,达到压实基础的目的 ,从而提高路基的密实度和强度均匀性。冲击轮每冲击 1 次 ,其质心上下摆动 ,完成蓄能、释
4、放、冲击 3 个过程 ,以产生的势能和动能联合作用于地面。具体冲击作用过程可分为两个阶段：1.1.1 第一阶段在牵引的作用下 ,压实轮依靠与地面的摩擦力沿外廓曲线向前滚动 ,重心处于曲线最低点时,再向前滚动 ,重心开始上移 ,牵引力带来的动能转化成压实轮的势能和动能 ,并且缓冲机构开始作用 ,使蓄能器的缓冲液压缸收缩 ,蓄能器蓄能 ,具体表现为压实轮的运动滞于机身运动。1.1.2 第二阶段当压实轮重心处于曲线最高点向前滚动时 ,压实轮的势能开始转化为动能 ,蓄能器缓冲液压缸伸张 ,蓄能器中的压力能释放 ,转化为压实轮的动能。具体表现为压实轮的运动快于机身运动 ,补偿前一阶段滞后的位移 ,而且由
5、于压实轮的特殊结构 ,其重心除了具有向前的线速度外 ,还有一个向下的线速度 ,直至压实轮另一条曲线的最低点接触地面 ,向下的线速度达到最大 ,动能达到最大。当压实轮的另一条曲线与地面接触时 ,开始对地面产生冲击夯实作用。牵引车的工作速度越大 ,使在第一阶段中蓄能器的缓冲液压缸收缩越大 ,蓄能越多。在第二阶段中释放的能量转化为压实轮的动能越大 ,对地面产生冲击夯实的动能也越多 ,激振的效果也越好。3 使用冲击碾压技术的注意事项3.1 合理选用机型目前国内生产的冲击压路机就有二十多个型号，类别繁多，如果使用不当将很难达到预期的目的。对于路堤、路床的检验性补压与填石、土石混填路堤的分层压实，经全国现
6、有的工程实践证明，宜采用使用 25KJ 三边形双轮冲击压路机。对水泥路面改建与土质路堤分层压实，则宜采用使用 25KJ 五边形双轮冲击压路机。3.2 正确使用冲击碾压施工工艺对于双轮冲击压路机应按通过两次为一遍，压实宽度 4m 为计算单元，并按前述的施工工艺作业。单轮冲击压路机以通过一次的轮宽为压实计算单位。3.3 正确理解冲击碾压有较宽的含水量范围由于冲击压路机具有高能量的压实功能，相当于超重型击实标准的击实功，达到重型压实度的含水量仅在小于最佳含水量范围内扩大，其大于最佳含水量的范围不会扩大。因此，含水量视土的塑性指数大小，宜控制稠度不小于 1.11.2。否则土层冲压会形成弹簧土，无法压实
7、。3.4 控制构造物的安全距离为了避免结构物遭到损坏，必须制定相应的措施，严格控制冲击碾压的范围。冲击压路机的轮边与构造物应有至少 1m 的安全距离，桥涵构造物上填土厚度不得少于 2.5m，明涵构造物上则不允许进行冲压。4 冲击碾压的质量检验4.1 外观鉴定，冲压后表面平整、密实，对于局部过大的沉降应专门记录。且要求路表横向轮迹必须清晰有序。纵向波峰和波谷间距相等；4.2 冲击压实完成 7d 一 14d，应由承包人、监理工程师按规定频率对压实度、压陷深度(新建路段每断面部署不小于 5 点)进行检测并认真填写各种原始记录及相关图表，经监理工程师检测合格后由承包人按要求进行整平。监理工程师对高程、
8、平整度检测合格后。方可进入下一道工序；4.3 冲击碾压前在已处理到大致平整的地表处，按土质分段作标准重型击实、土的液塑限、颗粒分析、天然含水量试验，并按频率作压实度、CBR 检测、标高测定；4.4 冲击碾压后要求原地面压实度不小于 93野外 CBR 零填段不小于10其他段落满足规范要求，通过标高测定，一般压陷深度为 50cm+10cm 或符合设计要求。5 冲击碾压在工程施工中的应用5.1 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 0.4%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0.1%0.15% 能较好地避免差异变形所
9、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。5.2 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。5.3 特殊土地基加固处理在软基上填筑路堤采用冲击压路机分层碾压工艺可在施工过程中加快软基的固结速度有利于软基的沉降固结。5.4 加快旧路改造施工当公路升级需要改建旧路时 必须提高路基质量，满足新路等级的压实标准，通常采取开挖路面与路床 、路堤，重新回填分层压实， 达到规定的压实度。对沥青或水泥路面需要破碎、 翻挖与清除，采用冲击碾压技术则不必开挖路面与路基，可以直接在原路
10、面使路上用冲击压路机进行冲碾施工，使路基达到质量要求，旧路面能得到利用。应用这种新工艺能节约筑路材料，有利于环境保护，保证工程质量，加快改建公路进度。6 结论与建议6.1 冲击碾压是采用强大的冲击力对土体施加冲击压实功能，土体中原有的水分和空气被挤出，土颗粒在强大的冲挤力下重排列，较少的颗粒被挤到大颗粒的缝隙中，形成二次沉降，从而使土体形成密度很高的板块，提高了路基强度和承载能力，有效地减少路基工后的沉降变形。经冲碾的路段沉降量在 04cm，密实度提高03 个百分点。暴雨过后，冲碾路段与未冲碾路段比较，经冲碾的路段表面坚实，雨水难以渗入，行车不易打滑和湿陷。通过半年多来对已完成的填方路基沉降观测，证明该施工工艺能够大大减少填方路基的工后沉降，有效保证了填方路基的填筑质量。6.2 科学应用冲击碾压技术。用于基底时，应根据基底土质性质和天然含水量论证是否进行冲击碾压，对非软弱土地基进行冲击碾压前要做试验段，根据实验结果确定碾压遍数和沉降量，保证基底压实度不小于 90%。同时避免出现软弹和震动液化现象；用于路基土方填筑时，黏性土、砂砾石和土石混合填料宜采用冲击碾压，冲击碾压前要做试验段，根据实验结果确定碾压遍数和沉降量，砂性土质段不能采用冲击碾压，对掺石灰或水泥改良的路基土方，改良后不应再进行冲击碾压。
