施工單位沖擊碾壓

1、沖擊碾壓技術(shù)沖擊碾壓技術(shù)在高速公路路基施工中的應用在高速公路路基施工中的應用作者：孫作者：孫 飛飛一、工程概況一、工程概況二、沖擊碾壓的原理及特點二、沖擊碾壓的原理及特點三、壓實機的應用三、壓實機的應用四、沖擊壓路機的四、沖擊壓路機的標定和力的計算標定和力的計算五、沖擊碾壓設備的選擇五、沖擊碾壓設備的選擇六、沖擊碾壓的施工六、沖擊碾壓的施工七、施工參數(shù)的確定七、施工參數(shù)的確定 沖擊壓路機的開發(fā)應用，加速了巖土工程壓實技術(shù)的發(fā)沖擊壓路機的開發(fā)應用，加速了巖土工程壓實技術(shù)的發(fā)展，為解決路基質(zhì)量隱患問題提供了一種新思路：如有效地展，為解決路基質(zhì)量隱患問題提供了一種新思路：如有效地減少路基的工后沉降與

2、差異沉降，保證路堤的整體穩(wěn)定性；減少路基的工后沉降與差異沉降，保證路堤的整體穩(wěn)定性；對碾壓成型路基的路床、路堤進行檢驗性追加沖碾遍數(shù)。提對碾壓成型路基的路床、路堤進行檢驗性追加沖碾遍數(shù)。提高了路基的整體強度與均勻性；對濕陷性黃土地基或軟弱地高了路基的整體強度與均勻性；對濕陷性黃土地基或軟弱地基進行沖擊碾壓的填前處理，使地基滿足承載力與穩(wěn)定的要基進行沖擊碾壓的填前處理，使地基滿足承載力與穩(wěn)定的要求；對砂石路面、水泥混凝土路面等舊路應用沖擊碾壓技術(shù)求；對砂石路面、水泥混凝土路面等舊路應用沖擊碾壓技術(shù)進行改建，可加快施工進度，達到工程質(zhì)量要求等等。目前進行改建，可加快施工進度，達到工程質(zhì)量要求等等。

3、目前國內(nèi)除極少省、市、自治區(qū)外，絕大部分外都已應用沖擊碾國內(nèi)除極少省、市、自治區(qū)外，絕大部分外都已應用沖擊碾壓技術(shù)。壓技術(shù)。 由于沖擊碾壓具有較高的沖擊能，會引起一定范圍內(nèi)土由于沖擊碾壓具有較高的沖擊能，會引起一定范圍內(nèi)土體的振動，從而可能造成距施工現(xiàn)場較近的建（構(gòu)）筑物受體的振動，從而可能造成距施工現(xiàn)場較近的建（構(gòu)）筑物受損，同時沖擊碾壓引起的地表振動隨著距離的增加而衰減，損，同時沖擊碾壓引起的地表振動隨著距離的增加而衰減，因此存在影響施工的安全距離。因此存在影響施工的安全距離。沖擊碾壓施工沖擊碾壓施工一、工程概況一、工程概況 項目區(qū)處于平原微丘區(qū)，按照交通部標項目區(qū)處于平原微丘區(qū)，按照交通

4、部標準準公路工程技術(shù)標準公路工程技術(shù)標準及本項目及本項目工程可工程可行性研究報告行性研究報告研究結(jié)論，本項目為原有研究結(jié)論，本項目為原有28m28m雙向四車道雙側(cè)擴建為路基寬雙向四車道雙側(cè)擴建為路基寬42m42m雙向八雙向八車道高速公路，設計車速為車道高速公路，設計車速為120km/h120km/h。 為減少新老路基差異沉降，對于非樁處為減少新老路基差異沉降，對于非樁處治路段，基底清表后用沖擊式壓路機碾壓，治路段，基底清表后用沖擊式壓路機碾壓，路基施工中，基底至路床底范圍內(nèi)，路基每路基施工中，基底至路床底范圍內(nèi)，路基每填筑填筑2m2m，用沖擊式壓路機沖碾補壓一次（碾，用沖擊式壓路機沖碾補壓一次

5、（碾壓壓2020遍），須保證路床底沖碾一次。要求沖遍），須保證路床底沖碾一次。要求沖擊式壓路機采用擊式壓路機采用25KJ25KJ高能量三角式梅花輪沖高能量三角式梅花輪沖碾，沖碾段起終點距結(jié)構(gòu)物最少碾，沖碾段起終點距結(jié)構(gòu)物最少5m5m。 國內(nèi)有些高速公路路基在振碾達到壓實要求后，用沖國內(nèi)有些高速公路路基在振碾達到壓實要求后，用沖擊壓路機對路床鋪進行檢驗性補壓擊壓路機對路床鋪進行檢驗性補壓2020遍后測得的平均沉降遍后測得的平均沉降量為量為5.0cm7.0cm5.0cm7.0cm。如沉降量在。如沉降量在5.0cm5.0cm以下，則表明原路基以下，則表明原路基壓實不足，其壓實度未達到要求，或在壓實不

6、足，其壓實度未達到要求，或在9090區(qū)沖擊補壓時，區(qū)沖擊補壓時，沉降量也大于沉降量也大于7.0cm7.0cm。許多。許多5m5m以下路堤經(jīng)沖擊補壓后，測以下路堤經(jīng)沖擊補壓后，測得其沉降量已超過正常路基可能發(fā)生的工后沉降量。因此，得其沉降量已超過正常路基可能發(fā)生的工后沉降量。因此，應用沖擊壓實技術(shù)可充分地保證路基的穩(wěn)定性，特別是斜應用沖擊壓實技術(shù)可充分地保證路基的穩(wěn)定性，特別是斜坡地形的路基技術(shù)效果更明顯。坡地形的路基技術(shù)效果更明顯。 正常情況下，路基沖碾正常情況下，路基沖碾2020遍后，遍后，1.5m1.5m層厚范圍內(nèi)壓實層厚范圍內(nèi)壓實度均增加度均增加3535個百分點。由于沖擊壓路機是在路床頂

7、面上個百分點。由于沖擊壓路機是在路床頂面上全面積地均勻沖碾壓實，達到了全路基的直接檢驗與補充全面積地均勻沖碾壓實，達到了全路基的直接檢驗與補充追加壓實，在路床頂面以下形成追加壓實，在路床頂面以下形成1.0m1.5m1.0m1.5m連續(xù)、均勻、連續(xù)、均勻、密實的加固層，從而使路基路面的綜合強度與穩(wěn)定性得全密實的加固層，從而使路基路面的綜合強度與穩(wěn)定性得全面提高。面提高。沖擊碾壓的歷史沖擊碾壓的歷史 沖擊壓路機的發(fā)明在中國，從科學技術(shù)史和技術(shù)原理承接的角度講，沖擊壓路機的發(fā)明在中國，從科學技術(shù)史和技術(shù)原理承接的角度講，沖擊壓路機就是在中國古代沖擊壓路機就是在中國古代“夯夯”和和“碾碾”的基礎上發(fā)展

8、而來的。的基礎上發(fā)展而來的。 夯和碾是中國古代勞動人民智慧的結(jié)晶。早在夯和碾是中國古代勞動人民智慧的結(jié)晶。早在40004000年前的夏王朝，年前的夏王朝，夯和碾就已經(jīng)被用來作為分層壓實土基的工具。夯和碾就已經(jīng)被用來作為分層壓實土基的工具。2020世紀末，考古學家世紀末，考古學家對位于河南省偃師市的夏都城二里頭遺址和第三代商都城遺址上都有對位于河南省偃師市的夏都城二里頭遺址和第三代商都城遺址上都有非原地土的夯實基礎。當然，遠古時代的夯和碾由于年代久遠、做工非原地土的夯實基礎。當然，遠古時代的夯和碾由于年代久遠、做工粗糙、缺乏更多歷史記錄等原因已經(jīng)很難考證其具體的形狀。但到了粗糙、缺乏更多歷史記錄

9、等原因已經(jīng)很難考證其具體的形狀。但到了公元公元1 1世紀左右中國發(fā)明了造紙術(shù)后，在有文字記錄的文獻里，西漢農(nóng)世紀左右中國發(fā)明了造紙術(shù)后，在有文字記錄的文獻里，西漢農(nóng)學家勝的學家勝的勝之書勝之書中對中對“碾碾”就有了較為詳盡的記載。就有了較為詳盡的記載。“碌碡碌碡”，也就是一種用畜力牽引，碾壓谷物、土壤等需要壓實作業(yè)的工具。也就是一種用畜力牽引，碾壓谷物、土壤等需要壓實作業(yè)的工具?！奥淀芈淀亍痹诋敃r的使用是非常普遍的。到了南朝（公元在當時的使用是非常普遍的。到了南朝（公元5 5世紀），由顧世紀），由顧野王撰的詞語書野王撰的詞語書玉篇玉篇- -石部石部中對中對“夯夯”有了非常明確的描述，夯在有了非

10、常明確的描述，夯在當時被稱為當時被稱為“砣砣”，意為石磙上裝有把柄，是一種由重力而產(chǎn)生沖擊，意為石磙上裝有把柄，是一種由重力而產(chǎn)生沖擊力作用砸實地基的工具。夯的另一種形式一力作用砸實地基的工具。夯的另一種形式一“硪硪”（wo)wo)也是一種靠繩也是一種靠繩索舉高砸實地基的工具。索舉高砸實地基的工具。“三夯一硪三夯一硪”的壓實作業(yè)法在土工行業(yè)一直的壓實作業(yè)法在土工行業(yè)一直流傳至今。流傳至今。 我們不難發(fā)現(xiàn)兩者在工作時各具千秋。由物理學動量定理可我們不難發(fā)現(xiàn)兩者在工作時各具千秋。由物理學動量定理可知，夯所利用的是由重力勢能經(jīng)過動能而轉(zhuǎn)化來的沖擊力完成知，夯所利用的是由重力勢能經(jīng)過動能而轉(zhuǎn)化來的沖擊

11、力完成土基砸實工作的，它的優(yōu)點表現(xiàn)為瞬時沖擊力大，缺點是沖擊土基砸實工作的，它的優(yōu)點表現(xiàn)為瞬時沖擊力大，缺點是沖擊作用不均勻。碾則完全是靠碾輪的重力作用完成壓實工作的，作用不均勻。碾則完全是靠碾輪的重力作用完成壓實工作的，它的特點和夯正好相反，優(yōu)點是壓實力均勻，缺點是壓實力不它的特點和夯正好相反，優(yōu)點是壓實力均勻，缺點是壓實力不夠大。研發(fā)一種能夠克服夯和碾的缺點，充分發(fā)揮夯沖擊力大夠大。研發(fā)一種能夠克服夯和碾的缺點，充分發(fā)揮夯沖擊力大和碾運行平穩(wěn)的優(yōu)點的機器則成為了現(xiàn)代壓路機發(fā)展的一個方和碾運行平穩(wěn)的優(yōu)點的機器則成為了現(xiàn)代壓路機發(fā)展的一個方向。向。 沖擊壓實技術(shù)是一種用非圓形、大功率、連續(xù)滾動

12、沖擊壓實沖擊壓實技術(shù)是一種用非圓形、大功率、連續(xù)滾動沖擊壓實 路面、路基的技術(shù)，它于路面、路基的技術(shù)，它于2020世紀世紀5050年代由南非年代由南非Aubrey BerrangeAubrey Berrange公司提出，但成為一種成熟的可供實用的非圓滾動沖擊壓實機公司提出，但成為一種成熟的可供實用的非圓滾動沖擊壓實機則則 是在是在2020世紀世紀7070年代至年代至8080年代，上世紀年代，上世紀9090年代開始向全球推廣。年代開始向全球推廣。 19951995年由南非藍派公司將這種壓實設備傳入我國，它具有運行年由南非藍派公司將這種壓實設備傳入我國，它具有運行 速度快，施工工序少、工期短、成本

13、低，應用范圍廣等優(yōu)點，速度快，施工工序少、工期短、成本低，應用范圍廣等優(yōu)點，能夠能夠 提高路基強度、穩(wěn)定性和均勻性，防止不均勻沉陷而造成提高路基強度、穩(wěn)定性和均勻性，防止不均勻沉陷而造成的路的路 面損壞。面損壞。 沖擊壓實機到目前已發(fā)展成十幾種機具，壓實輪分為沖擊壓實機到目前已發(fā)展成十幾種機具，壓實輪分為3 3、4 4、 5 5、6 6邊形及實體、空體、可填式多種產(chǎn)品。邊形及實體、空體、可填式多種產(chǎn)品。二、沖擊碾壓原理簡介及特點：二、沖擊碾壓原理簡介及特點： 沖擊碾壓是采用沖擊式壓實機（一種新型壓實設備），沖擊碾壓是采用沖擊式壓實機（一種新型壓實設備），配備壓實輪，壓實輪在牽引機拖動行駛滾動中

14、產(chǎn)生集中的配備壓實輪，壓實輪在牽引機拖動行駛滾動中產(chǎn)生集中的沖擊能并輔以滾壓、揉壓的綜合作用，使土石顆粒之間發(fā)沖擊能并輔以滾壓、揉壓的綜合作用，使土石顆粒之間發(fā)生位移、變形和剪切，從而使土體深層隨著沖擊波的傳播生位移、變形和剪切，從而使土體深層隨著沖擊波的傳播得到壓實。得到壓實。 以以25kJ25kJ三邊形雙輪沖擊壓路機在宕三邊形雙輪沖擊壓路機在宕(dang)(dang)渣、砂礫路渣、砂礫路基上沖擊壓實為例，壓路機按基上沖擊壓實為例，壓路機按12km/h12km/h速度沖碾速度沖碾3030遍后，實遍后，實測深度測深度0.8m0.8m處的平均垂直動土壓力為處的平均垂直動土壓力為1366kPa13

15、66kPa，相當于對，相當于對地面產(chǎn)生沖擊力地面產(chǎn)生沖擊力200t250t200t250t，產(chǎn)生的沖擊功能達到超重型，產(chǎn)生的沖擊功能達到超重型擊實功，可使地下深層土體的密實度不斷累積增加，達到擊實功，可使地下深層土體的密實度不斷累積增加，達到重型標準重型標準90%90%以上壓實度。有些土石材料性狀有效壓實厚以上壓實度。有些土石材料性狀有效壓實厚度達度達1.5m1.5m，比現(xiàn)有振動壓實機械有更好的壓實功效，使被，比現(xiàn)有振動壓實機械有更好的壓實功效，使被沖壓的土石填料更接近于彈性狀態(tài)。沖壓的土石填料更接近于彈性狀態(tài)。 壓實輪在牽引機的拖動下連續(xù)作用于地面，使大面積壓實輪在牽引機的拖動下連續(xù)作用于地

16、面，使大面積地基得以壓實。沖擊碾壓技術(shù)的突出特點是影響深，一般地基得以壓實。沖擊碾壓技術(shù)的突出特點是影響深，一般在在3M3M，速度快，速度快，12-15KM/h12-15KM/h，壓實質(zhì)量高。，壓實質(zhì)量高。沖擊式壓路機應用范圍：沖擊式壓路機應用范圍： 1.1.公路、鐵路、水壩、飛機場、樓房、工廠、住宅的地基壓實。公路、鐵路、水壩、飛機場、樓房、工廠、住宅的地基壓實。 2.2.水泥廠廢料、灰類、煤等散狀物堆放場地的壓實。水泥廠廢料、灰類、煤等散狀物堆放場地的壓實。 3.3.含水量比較寬的土石方壓實。含水量比較寬的土石方壓實。 4.4.巖石、粘土、膨脹土的壓實。巖石、粘土、膨脹土的壓實。 5.5.

17、露天煤層的阻燃壓實。露天煤層的阻燃壓實。 沖擊式壓路機主要特點：沖擊式壓路機主要特點： 1.1.采用蓄能器、液壓缸、牽引軸上的壓簧緩沖、消除沖擊對牽引車的影響。采用蓄能器、液壓缸、牽引軸上的壓簧緩沖、消除沖擊對牽引車的影響。 2.2.操縱舉升缸，沖擊輪被拖車支承離開地面，可作短途轉(zhuǎn)場而不損壞路面。操縱舉升缸，沖擊輪被拖車支承離開地面，可作短途轉(zhuǎn)場而不損壞路面。 3.3.液壓油來自牽引車液壓系統(tǒng)，通過快換接頭連接，方便，快捷。液壓油來自牽引車液壓系統(tǒng)，通過快換接頭連接，方便，快捷。 4.4.工作中，可選用推土機、平地機、灑水車配合、便于更有效壓實。工作中，可選用推土機、平地機、灑水車配合、便于更

18、有效壓實。 系列沖擊式壓路機生產(chǎn)效率高：系列沖擊式壓路機生產(chǎn)效率高： 1.1.每小時壓實的基礎可高達每小時壓實的基礎可高達2000020000平方米。平方米。 2.2.平均工作速度為每小時平均工作速度為每小時10-1510-15千米。千米。 3.3.壓實影響深度可高達壓實影響深度可高達5 5米，有效壓實深度米，有效壓實深度1 1米。米。 4.4.每次填方厚度為每次填方厚度為800-1200800-1200毫米。毫米。 5.5.工程效益是其它設備的十倍。工程效益是其它設備的十倍。 沖擊式壓路機效益顯著：沖擊式壓路機效益顯著： 1.1.采用沖擊式壓路機修復舊路面節(jié)約成本采用沖擊式壓路機修復舊路面節(jié)

19、約成本50%50%以上。以上。 2.2.減少環(huán)境污染。減少環(huán)境污染。 通過沖擊式壓實機的沖擊碾壓，能有效通過沖擊式壓實機的沖擊碾壓，能有效減少公路路基的工后沉降量，大大改善因不減少公路路基的工后沉降量，大大改善因不均勻沉降而形成的道路病害，提高路基的整均勻沉降而形成的道路病害，提高路基的整體強度和均勻性，對于暴露地基或路基的內(nèi)體強度和均勻性，對于暴露地基或路基的內(nèi)部缺陷、避免隱患、提高施工質(zhì)量等具有顯部缺陷、避免隱患、提高施工質(zhì)量等具有顯著的效果；同時對于保證道路的使用質(zhì)量及著的效果；同時對于保證道路的使用質(zhì)量及延長道路使用年限具有重要的作用。延長道路使用年限具有重要的作用。 沖擊壓實機的技術(shù)

20、特性決定較現(xiàn)行常規(guī)沖擊壓實機的技術(shù)特性決定較現(xiàn)行常規(guī)壓路機不同的壓實施工工藝，不是采用現(xiàn)有壓路機不同的壓實施工工藝，不是采用現(xiàn)有壓路機壓半輪或部分重疊碾壓的施工方法，壓路機壓半輪或部分重疊碾壓的施工方法，而是以沖擊力向土體深層擴散分布的性狀，而是以沖擊力向土體深層擴散分布的性狀，提出新的沖擊碾壓方法與施工工藝。提出新的沖擊碾壓方法與施工工藝。三、沖擊壓實機的應用三、沖擊壓實機的應用 1.1.特殊土地基加固處理特殊土地基加固處理 濕陷性黃土地基較多采取強夯法處理沖擊壓路機進濕陷性黃土地基較多采取強夯法處理沖擊壓路機進行施工。河北某高速公路路基底層濕陷性黃土地基采用行施工。河北某高速公路路基底層濕

21、陷性黃土地基采用25kJ25kJ三邊形沖擊壓路機在地表面沖碾三邊形沖擊壓路機在地表面沖碾4040遍后，地表下遍后，地表下110mm110mm內(nèi)土基平均壓實度達到內(nèi)土基平均壓實度達到KH=91%KH=91%，即原來黃土的干密，即原來黃土的干密度度PD=1.35g/cm3PD=1.35g/cm3提高到提高到1.70 g/cm31.70 g/cm3，其濕陷系數(shù)由，其濕陷系數(shù)由0.04380.0438降為降為0.00220.0022，消除了濕陷性。地表下土基，消除了濕陷性。地表下土基1m1m內(nèi)平內(nèi)平均彈性模量達到均彈性模量達到80MPa80MPa以上，其技術(shù)指標已經(jīng)完全符合黃以上，其技術(shù)指標已經(jīng)完全符

22、合黃土地基加固的質(zhì)量要求。甘肅、寧夏、山西等濕陷性黃土地基加固的質(zhì)量要求。甘肅、寧夏、山西等濕陷性黃土地基采用沖擊碾壓進行處理，也取得同樣加固效果。土地基采用沖擊碾壓進行處理，也取得同樣加固效果。 沖擊碾壓對軟土地基具有加速沉降與加固的作用，沖擊碾壓對軟土地基具有加速沉降與加固的作用，當碾壓達到當碾壓達到3333遍時，孔隙水壓力由遍時，孔隙水壓力由11.27kPa11.27kPa增為增為16.766kPa16.766kPa。監(jiān)測結(jié)果表明，沖擊壓路機對地面施加沖擊。監(jiān)測結(jié)果表明，沖擊壓路機對地面施加沖擊能量后，土體受拉、壓作用，軟土自由水經(jīng)塑料排水板能量后，土體受拉、壓作用，軟土自由水經(jīng)塑料排水

23、板排出地表后土體密實度增加，加速了軟基的沉降固結(jié)。排出地表后土體密實度增加，加速了軟基的沉降固結(jié)。如果在軟基上填筑路堤，采用沖擊壓路機分層碾壓工藝，如果在軟基上填筑路堤，采用沖擊壓路機分層碾壓工藝，可在施工過程中加快軟基的固結(jié)速度，有利于軟基的沉可在施工過程中加快軟基的固結(jié)速度，有利于軟基的沉降固結(jié)。降固結(jié)。2.2.加快舊路改造施工加快舊路改造施工 當公路升級需要改建舊路時，必須提高路基質(zhì)量，當公路升級需要改建舊路時，必須提高路基質(zhì)量，滿足新路等級的壓實標準，通常的做法是開挖路面與滿足新路等級的壓實標準，通常的做法是開挖路面與路床、路堤，重新回填分層壓實，以達到規(guī)定的壓實路床、路堤，重新回填分

24、層壓實，以達到規(guī)定的壓實度，對瀝青或水泥路面需要破碎，翻挖與清除。采用度，對瀝青或水泥路面需要破碎，翻挖與清除。采用沖擊碾壓技術(shù)則不必開挖路面與路基，可以直接在原沖擊碾壓技術(shù)則不必開挖路面與路基，可以直接在原路面上用沖擊壓路機進行沖碾施工，使路基達到質(zhì)量路面上用沖擊壓路機進行沖碾施工，使路基達到質(zhì)量要求，舊路面能得到利用。應用這種新工藝能節(jié)約筑要求，舊路面能得到利用。應用這種新工藝能節(jié)約筑路材料，有利于環(huán)境保護，保證工程質(zhì)量，加快改建路材料，有利于環(huán)境保護，保證工程質(zhì)量，加快改建公路進度。公路進度。 寧夏鹽興公路改建，將原砂石路面低等公路提高到寧夏鹽興公路改建，將原砂石路面低等公路提高到二級公

25、路，用二級公路，用25kJ25kJ三邊形雙輪沖擊壓路機直接沖碾舊三邊形雙輪沖擊壓路機直接沖碾舊路，完成試驗段后，指導全線施工。低液限粉土段沖路，完成試驗段后，指導全線施工。低液限粉土段沖碾碾5050遍后：壓實度平均值遍后：壓實度平均值030cm030cm處由處由84.8%84.8%提高到提高到97.1%97.1%；30cm80cm30cm80cm處由處由85.0%85.0%提高到提高到95.3%95.3%；80cm150cm80cm150cm處由處由82.5%82.5%提高到提高到94.1%94.1%；平均沉降量；平均沉降量24.5cm24.5cm，路基技術(shù)指標已達到規(guī)范標準。，路基技術(shù)指標已

26、達到規(guī)范標準。生產(chǎn)路段低液限粉土路基按沖碾生產(chǎn)路段低液限粉土路基按沖碾5050遍施工，粉土質(zhì)砂段遍施工，粉土質(zhì)砂段沖碾沖碾3030遍后，壓實度平均值遍后，壓實度平均值030cm030cm處由處由91.4%91.4%提高到提高到97.6%97.6%；30cm80cm30cm80cm處由處由90.7%90.7%提高到提高到95.6%95.6%；80cm150cm80cm150cm處由處由93.5%93.5%提高到提高到96.9%96.9%；180cm180cm處由處由91.8%91.8%提高到提高到93.9%93.9%；平均沉降量平均沉降量11cm11cm，路基技術(shù)指標已達到規(guī)范標準。生產(chǎn)，路基技

27、術(shù)指標已達到規(guī)范標準。生產(chǎn)路段粉土質(zhì)砂路基按沖碾路段粉土質(zhì)砂路基按沖碾3030遍施工，經(jīng)比較，沖擊碾壓遍施工，經(jīng)比較，沖擊碾壓比正常工藝施工每公里由比正常工藝施工每公里由1515萬元降至萬元降至7 7萬元人民幣，費用萬元人民幣，費用減少減少53.3%53.3%。 公路升級改建需要加寬修建新路基，特別是二級公路公路升級改建需要加寬修建新路基，特別是二級公路改建為高速公路時，使用沖擊碾壓技術(shù)能較好地解決新改建為高速公路時，使用沖擊碾壓技術(shù)能較好地解決新老路結(jié)合引起的變形裂縫問題。在加寬路基與坡腳外老路結(jié)合引起的變形裂縫問題。在加寬路基與坡腳外1.0m1.0m地基范圍內(nèi)，地基應進行沖擊碾壓加固處理。

28、如屬地基范圍內(nèi)，地基應進行沖擊碾壓加固處理。如屬于前述的特殊土地基，則采用的技術(shù)措施與沖擊碾壓結(jié)于前述的特殊土地基，則采用的技術(shù)措施與沖擊碾壓結(jié)合進行加固處理。當新加寬路基分層壓實到路床后，對合進行加固處理。當新加寬路基分層壓實到路床后，對新老路結(jié)合部與新路床進行了沖擊碾壓檢驗性補壓，再新老路結(jié)合部與新路床進行了沖擊碾壓檢驗性補壓，再視完成路基的具體狀況，必要時在結(jié)合部路床內(nèi)加鋪土視完成路基的具體狀況，必要時在結(jié)合部路床內(nèi)加鋪土工格柵，這樣處理后能較好地避免產(chǎn)生因新老路結(jié)合所工格柵，這樣處理后能較好地避免產(chǎn)生因新老路結(jié)合所引發(fā)的沉降變形裂縫。引發(fā)的沉降變形裂縫。四、沖擊式壓實機的標定和計算四、

29、沖擊式壓實機的標定和計算沖擊壓路機的壓實是依靠沖擊力、振動力和碾靜重壓力沖擊壓路機的壓實是依靠沖擊力、振動力和碾靜重壓力三者共同作用三者共同作用( (見圖見圖) )。 壓實機質(zhì)心位于最高時墜落而發(fā)生的沖量；壓實機質(zhì)心位于最高時墜落而發(fā)生的沖量； 壓實輪以一定速度旋轉(zhuǎn)和跳動引起的振動；壓實輪以一定速度旋轉(zhuǎn)和跳動引起的振動； 壓實輪靜重在滾動過程中壓實土基時做功。壓實輪靜重在滾動過程中壓實土基時做功。 沖擊壓實機以其靜止時的勢能來標定，這個勢能在運動沖擊壓實機以其靜止時的勢能來標定，這個勢能在運動時產(chǎn)時產(chǎn) 生動量，從而轉(zhuǎn)化成很大的沖擊力的。如沖擊壓生動量，從而轉(zhuǎn)化成很大的沖擊力的。如沖擊壓實機質(zhì)量

30、為實機質(zhì)量為12t12t，其勢能，其勢能E E為為25KJ25KJ、沖擊力為、沖擊力為250t250t，是壓，是壓實輪質(zhì)量的實輪質(zhì)量的 1616倍。倍。1.1.沖擊式壓實機的沖擊式壓實機的標定：標定： 25KJ25KJ沖擊式壓沖擊式壓實機是以壓實輪與實機是以壓實輪與內(nèi)組件的質(zhì)量內(nèi)組件的質(zhì)量M M，壓，壓實輪向量半徑差實輪向量半徑差h h所所產(chǎn)生的勢能產(chǎn)生的勢能E E來標定來標定的。的。 E=MghE=MghMM動力部件的質(zhì)動力部件的質(zhì)量量(Kg),M=12t(Kg),M=12tgg重力加速度，取重力加速度，取g=9.8m/s2g=9.8m/s2hh輪子外半徑同內(nèi)輪子外半徑同內(nèi)半徑的差值半徑的差

31、值h=R-h=R-r(m)=0.22mr(m)=0.22m其壓實能力標定值其壓實能力標定值E=12E=12* *9.89.8* *0.22=250.22=25(KJ)(KJ)2.2.沖擊力的計算沖擊力的計算 壓實機在行走中壓實機在行走中壓實輪對地面的沖擊壓實輪對地面的沖擊力與壓實輪轉(zhuǎn)動的線力與壓實輪轉(zhuǎn)動的線速度有關，牽引車的速度有關，牽引車的牽引速度一般在牽引速度一般在12-12-15Km/h15Km/h，計算出沖擊，計算出沖擊的速度為的速度為3.33m/S,3.33m/S,取取作用路程為作用路程為0.0333m0.0333m，則沖擊作用的時間則沖擊作用的時間t=0.01St=0.01S，按動

32、量與沖，按動量與沖量的原理計算沖擊力量的原理計算沖擊力N N：N=MN=M（V0- V0V0- V0）/t/tV0_V0_沖擊初速度沖擊初速度,m/s,m/s；V0_V0_沖擊末速度沖擊末速度,m/s,m/s,此處為此處為0 0；t-t-沖擊作用時間沖擊作用時間,s,s。N400TN400T 實際上實際上V V和和t t是變是變量量,N,N一般在一般在250T400T250T400T之間之間, ,以這樣大的低頻以這樣大的低頻高幅沖擊能力作用于高幅沖擊能力作用于土體土體, ,使土體得到極大使土體得到極大限度的壓實。限度的壓實。四、沖擊碾壓四、沖擊碾壓設備的選擇：設備的選擇：A A、主要設備：、主

33、要設備： 采用采用25KJ25KJ沖擊沖擊式壓實機，配式壓實機，配備三邊形壓實備三邊形壓實輪。輪。B B、輔助設備：、輔助設備：平地機、灑水平地機、灑水車、光輪壓路車、光輪壓路機。機。五、沖擊碾壓的施工：五、沖擊碾壓的施工：1 1、施工工序：、施工工序： 場地放樣場地放樣場地清理場地清理場地周邊防護場地周邊防護碾壓前碾壓前密實度、高程測量、記錄密實度、高程測量、記錄灑水車灑水、平地機灑水車灑水、平地機刮平、壓路機靜壓（場地長度不小于刮平、壓路機靜壓（場地長度不小于100100米）米）沖沖擊碾壓擊碾壓3 3遍（時速遍（時速12km/h12km/h）平地機刮平，灑水平地機刮平，灑水均勻，壓路機靜壓

34、均勻，壓路機靜壓沖擊碾壓沖擊碾壓5-85-8遍（時速遍（時速12km/h12km/h）平地機刮平，壓路機靜壓平地機刮平，壓路機靜壓沖擊碾壓沖擊碾壓累計至累計至2020遍遍平地機刮平、壓路機靜壓處理平地機刮平、壓路機靜壓處理20cm20cm、70cm70cm、90cm90cm、120cm120cm深度密實度檢測及高深度密實度檢測及高程測量程測量符合設計值進入下道工序（低于設計值符合設計值進入下道工序（低于設計值增加沖擊遍數(shù)）增加沖擊遍數(shù)）施工方法施工方法1 1、檢驗、檢驗 路基在沖擊碾壓前必須先檢驗（壓實度、平整度）合格后，并路基在沖擊碾壓前必須先檢驗（壓實度、平整度）合格后，并進行高程檢測。進

35、行高程檢測。2 2 、測點布置、測點布置 按每按每20m20m一個橫斷面，每個橫斷面布置一個橫斷面，每個橫斷面布置3 3個測點，分別是路基中個測點，分別是路基中線、距離左、右邊線（包括加寬部分）線、距離左、右邊線（包括加寬部分）1m1m處，并應在沖擊碾壓前測處，并應在沖擊碾壓前測出所布每個測點的高程和壓實度。出所布每個測點的高程和壓實度。3 3、碾壓方法、碾壓方法 我工區(qū)的沖擊壓路機采用雙輪沖擊壓路機，兩沖擊輪之間的外我工區(qū)的沖擊壓路機采用雙輪沖擊壓路機，兩沖擊輪之間的外部寬度為部寬度為296cm296cm，輪寬，輪寬90cm90cm，輪隙寬度，輪隙寬度116cm116cm。對此型沖擊壓路機沖

36、。對此型沖擊壓路機沖壓壓1 1次的計算壓實寬度為次的計算壓實寬度為2m2m，經(jīng)錯一個輪寬沖壓，經(jīng)錯一個輪寬沖壓1 1個來回后，計算沖個來回后，計算沖壓寬度壓寬度4m4m，每遍第二次的單輪由第一次兩輪內(nèi)邊距中央通過，形成，每遍第二次的單輪由第一次兩輪內(nèi)邊距中央通過，形成的理論沖碾間隙雙邊各的理論沖碾間隙雙邊各0.13M0.13M。當?shù)诙榈牡谝淮蜗騼?nèi)移動。當?shù)诙榈牡谝淮蜗騼?nèi)移動0.2M0.2M沖沖碾后，即將第一遍的間隙全部碾壓。第三遍再恢復到第一遍的位置碾后，即將第一遍的間隙全部碾壓。第三遍再恢復到第一遍的位置沖碾，依次進行至最終遍數(shù)。這樣每次沖擊工作面波峰，有利于沖沖碾，依次進行至最終遍數(shù)。

37、這樣每次沖擊工作面波峰，有利于沖擊點的滿布、均勻，增強沖壓整體效果。擊點的滿布、均勻，增強沖壓整體效果。 根據(jù)以上原則，施工前對路基基底寬度布置相應的沖擊根據(jù)以上原則，施工前對路基基底寬度布置相應的沖擊碾壓方式。各種不同寬度的基底，沖擊碾壓圈數(shù)作相應的調(diào)碾壓方式。各種不同寬度的基底，沖擊碾壓圈數(shù)作相應的調(diào)整，使輪跡滿布并盡可能均勻。整，使輪跡滿布并盡可能均勻。 沖擊式壓路機行走方式確定后，對施工作業(yè)人員進行技沖擊式壓路機行走方式確定后，對施工作業(yè)人員進行技術(shù)交底，包括壓路機走行方式，走行速率，碾壓遍數(shù)等。用術(shù)交底，包括壓路機走行方式，走行速率，碾壓遍數(shù)等。用沖擊式壓路機進行沖擊碾壓，壓路機的行

38、進速度控制在沖擊式壓路機進行沖擊碾壓，壓路機的行進速度控制在121215km/h15km/h左右，其走行方式如上圖：從路基的一側(cè)向另一側(cè)轉(zhuǎn)左右，其走行方式如上圖：從路基的一側(cè)向另一側(cè)轉(zhuǎn)圈沖碾，沖碾順序采取圈沖碾，沖碾順序采取“先兩邊、后中間先兩邊、后中間”的次序，每一圈的次序，每一圈從上一圈兩輪中間通過，鋪蓋整個路基表面為沖碾一遍。從上一圈兩輪中間通過，鋪蓋整個路基表面為沖碾一遍。 4 4、驗收、驗收 碾壓結(jié)束后質(zhì)檢工程師即帶領試驗人員和測量人員對路基碾壓結(jié)束后質(zhì)檢工程師即帶領試驗人員和測量人員對路基碾壓進行隨機抽樣檢查，試驗人員主要對檢測點進行壓實度碾壓進行隨機抽樣檢查，試驗人員主要對檢測點

39、進行壓實度檢測，測量人員要對路基監(jiān)測點碾壓后沉降高程、平整度等檢測，測量人員要對路基監(jiān)測點碾壓后沉降高程、平整度等項目進行檢測，若有不合格的部分立即進行補壓或采用其它項目進行檢測，若有不合格的部分立即進行補壓或采用其它有效措施，直到達到合格為止，經(jīng)自檢及監(jiān)理抽檢合格后方有效措施，直到達到合格為止，經(jīng)自檢及監(jiān)理抽檢合格后方可進行下層的回填?？蛇M行下層的回填。沖擊碾壓施工測量沖擊碾壓施工測量畫線分割沖擊碾壓面畫線分割沖擊碾壓面以沖壓面中心線為軸轉(zhuǎn)圈行駛，以沖壓面中心線為軸轉(zhuǎn)圈行駛，確保行走速度確保行走速度逆時針旋轉(zhuǎn)行走保證行走速度逆時針旋轉(zhuǎn)行走保證行走速度沖擊碾壓施工現(xiàn)場沖擊碾壓施工現(xiàn)場碾壓后形成

40、的波形路基面碾壓后形成的波形路基面碾壓結(jié)束后采用碾壓結(jié)束后采用20T20T鋼輪壓路機鋼輪壓路機碾壓密實碾壓密實沉降量觀測沉降量觀測現(xiàn)場含水量試驗及壓實度檢測現(xiàn)場含水量試驗及壓實度檢測為監(jiān)測沉降與穩(wěn)定埋設的沉降標尺為監(jiān)測沉降與穩(wěn)定埋設的沉降標尺 沖積碾壓完成后，用平地機整平施工沖沖積碾壓完成后，用平地機整平施工沖擊碾壓路段，然后采用振動壓路機將路基擊碾壓路段，然后采用振動壓路機將路基表面碾壓密實平整，若表土干燥，應適量表面碾壓密實平整，若表土干燥，應適量灑水，以保證壓實效果。灑水，以保證壓實效果。3 3、施工注意事項：、施工注意事項：1.1.合理選用機型合理選用機型 目前國內(nèi)生產(chǎn)沖擊壓路機有目前

41、國內(nèi)生產(chǎn)沖擊壓路機有1212個廠家共個廠家共2020個型號，類個型號，類別繁多，使用不當，很難達到預期的目的。對于路堤、路別繁多，使用不當，很難達到預期的目的。對于路堤、路床的檢驗補壓與填石、土石混填路堤的分層壓實，經(jīng)全國床的檢驗補壓與填石、土石混填路堤的分層壓實，經(jīng)全國現(xiàn)有的工程實踐證明，宜使用現(xiàn)有的工程實踐證明，宜使用25kJ25kJ三邊形雙輪沖擊壓路機。三邊形雙輪沖擊壓路機。對水泥路面改建與土質(zhì)路堤分層壓實，宜使用對水泥路面改建與土質(zhì)路堤分層壓實，宜使用25kJ25kJ五邊形五邊形雙輪沖擊壓路機。雙輪沖擊壓路機。2.2.正確使用沖擊碾壓施工工藝正確使用沖擊碾壓施工工藝 雙輪沖擊壓路機應用

42、按通過兩次為一遍，壓實寬度雙輪沖擊壓路機應用按通過兩次為一遍，壓實寬度4m4m為計算單元，并按前述的施工工藝作業(yè)。單輪沖擊壓路機為計算單元，并按前述的施工工藝作業(yè)。單輪沖擊壓路機以通過一次的輪寬為壓實計算單位。以通過一次的輪寬為壓實計算單位。3.3.正確理解沖擊碾壓有較寬的含水量范圍正確理解沖擊碾壓有較寬的含水量范圍 由于沖擊壓路機具有高能量的壓實功能，相當于超重由于沖擊壓路機具有高能量的壓實功能，相當于超重型擊實標準的擊實功，達到重型壓實度的含水量僅在小于型擊實標準的擊實功，達到重型壓實度的含水量僅在小于最佳含水量范圍內(nèi)擴大，其大于最佳含水量的范圍不會擴最佳含水量范圍內(nèi)擴大，其大于最佳含水量

43、的范圍不會擴大。因此，含水量視土的塑性指數(shù)大小，宜控制稠度不小大。因此，含水量視土的塑性指數(shù)大小，宜控制稠度不小于于1.11.21.11.2，否則厚，否則厚80cm100cm80cm100cm土層沖壓會形成彈簧土，土層沖壓會形成彈簧土，無法壓實。無法壓實。 4 4、該段路基屬填方地段，地勢平緩，沖擊碾壓施工前、該段路基屬填方地段，地勢平緩，沖擊碾壓施工前要做好清表，范圍要依據(jù)邊線放樣進行。要做好清表，范圍要依據(jù)邊線放樣進行。 5 5、沖擊碾壓前，記錄好清表前地面高程，水準點，中、沖擊碾壓前，記錄好清表前地面高程，水準點，中樁位置原始資料，以便以后用前后數(shù)據(jù)進行對比以確定沖樁位置原始資料，以便以

44、后用前后數(shù)據(jù)進行對比以確定沖擊壓實后的沉降量。擊壓實后的沉降量。 6 6、為防止振動及土體側(cè)向變形對構(gòu)筑物的擠、為防止振動及土體側(cè)向變形對構(gòu)筑物的擠壓破壞，沖擊壓實時沖壓機距涵洞邊緣保持壓破壞，沖擊壓實時沖壓機距涵洞邊緣保持2 2米的米的凈距，與明涵臺保持凈距，與明涵臺保持5 5米的凈距，本路段兩側(cè)米的凈距，本路段兩側(cè)3030米米內(nèi)均有民房數(shù)處，所以在施工段兩側(cè)挖深內(nèi)均有民房數(shù)處，所以在施工段兩側(cè)挖深1 1米，寬米，寬30CM30CM的防震溝。的防震溝。 7 7、沖擊碾壓若干遍后，地面成波浪狀，嚴重、沖擊碾壓若干遍后，地面成波浪狀，嚴重時會產(chǎn)生跳車現(xiàn)象，繼而影響車速和沖擊效果，時會產(chǎn)生跳車現(xiàn)象

45、，繼而影響車速和沖擊效果，應及時進行整平處理，并視土質(zhì)含水量和揚塵狀應及時進行整平處理，并視土質(zhì)含水量和揚塵狀態(tài)適時灑水。態(tài)適時灑水。 8 8、按要求碾壓、按要求碾壓2020遍后，考慮到地面下有遍后，考慮到地面下有15CM15CM的擾動層，因此適時進行整平、靜壓處理。的擾動層，因此適時進行整平、靜壓處理。雨季施工保證措施雨季施工保證措施 1 1、收集氣象資料，做好雨前施工防范工、收集氣象資料，做好雨前施工防范工作。作。 2 2、路基開工前，充分考慮排水系統(tǒng)的布、路基開工前，充分考慮排水系統(tǒng)的布設，防止在施工中線路外的水流入線內(nèi)，并設，防止在施工中線路外的水流入線內(nèi)，并將線路內(nèi)的水（包括地面積水

46、、雨水、地下將線路內(nèi)的水（包括地面積水、雨水、地下滲水）迅速排出路基，保證施工順利進行。滲水）迅速排出路基，保證施工順利進行。 3 3、在雨季施工中，填筑層表面應適當加、在雨季施工中，填筑層表面應適當加大橫坡度（大橫坡度（4%4%左右），以利于排水，并及時左右），以利于排水，并及時碾壓成型，嚴防路堤積水，防止填土被雨水碾壓成型，嚴防路堤積水，防止填土被雨水泡軟。泡軟。 4 4、雨后晾曬至土的最佳含水量時，及時、雨后晾曬至土的最佳含水量時，及時進行復壓，以防止水分蒸發(fā)過度而引起表面進行復壓，以防止水分蒸發(fā)過度而引起表面干裂。干裂。八、關于沖擊碾壓施工的幾點體會八、關于沖擊碾壓施工的幾點體會 1

47、1、施工中平地機、灑水車要配合到位，一次、施工中平地機、灑水車要配合到位，一次性處理長度要盡可能大，確保機車行駛速度，從性處理長度要盡可能大，確保機車行駛速度，從而保證處理深度。而保證處理深度。 2 2、碾壓施工完成后，要用光輪壓路機再次碾、碾壓施工完成后，要用光輪壓路機再次碾壓，并精平，進一步提高表層土的壓實度。壓，并精平，進一步提高表層土的壓實度。 3 3、沖擊碾壓對壓實效果比較明顯，極大地提、沖擊碾壓對壓實效果比較明顯，極大地提高工作效率，降低勞動強度，縮短工期降低成本，高工作效率，降低勞動強度，縮短工期降低成本，與傳統(tǒng)設備相比，沖擊壓實機速度快、沖擊力強、與傳統(tǒng)設備相比，沖擊壓實機速度

48、快、沖擊力強、影響深度大，可適當放寬對含水量的要求、成本影響深度大，可適當放寬對含水量的要求、成本低、工后沉降小。低、工后沉降小。 4 4、沖擊碾壓施工必須保證一定的機車行駛速、沖擊碾壓施工必須保證一定的機車行駛速度，因此很適合大面積作業(yè)，如果今后再遇到大度，因此很適合大面積作業(yè)，如果今后再遇到大面積特殊土路基，采用沖擊碾壓處理實屬首選方面積特殊土路基，采用沖擊碾壓處理實屬首選方案。案。 5 5、沖擊碾壓處理的效果是否理想，與沖擊碾、沖擊碾壓處理的效果是否理想，與沖擊碾壓的設備有很大關系。壓的設備有很大關系。 6 6、沖擊碾壓的效果與表層的（、沖擊碾壓的效果與表層的（30cm30cm）平整度）

49、平整度和含水量也有較大關系。平整度好，表層的含水和含水量也有較大關系。平整度好，表層的含水量接近最佳含水量則效果顯著。量接近最佳含水量則效果顯著。 7 7、從各種測試手段來看，在路基底面下、從各種測試手段來看，在路基底面下2 2米內(nèi)米內(nèi)經(jīng)沖碾壓實，形成連續(xù)、均勻、密實的加固硬層，經(jīng)沖碾壓實，形成連續(xù)、均勻、密實的加固硬層，其技術(shù)指標已接近路基上路床指標，完全符合地其技術(shù)指標已接近路基上路床指標，完全符合地基加固質(zhì)量要求?；庸藤|(zhì)量要求。六、施工參數(shù)的確定六、施工參數(shù)的確定1 1、沖擊碾壓試驗、沖擊碾壓試驗 沖擊碾壓法采用的是一種新型壓實沖擊碾壓法采用的是一種新型壓實設備，目前還沒有一套成熟的理論和設設備，目前還沒有一套成熟的理論和設計計算方法，用沖擊碾壓法處理地基，計計算方法，用沖擊碾壓法處理地基，一定要根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件和工程的使一