高速公路路基冲击碾压现场试验及施工参数分析

摘要：依托M高速公路第四合同段，本次冲击碾压现场试验铺筑了 3个试验段，通过对试验步骤与检测方法的分析，得出了压沉量与碾压遍数的关系、压实度、孔隙率与碾压遍数的关系、以及路基回弹模量分析结果，最后确定了冲击碼压施工参数。

关键词：碾压技术；现场试验；施工参数

中图分类号： TV544+.921文献标识码：A 文章编号：

我国公路路基施工技术规范对软岩路堤的压实施工没有作明确的规定，在实际施工中，软岩料在级配组成、工程特性等方面的变异性很大，其压实特性与细粒土相比有明显的差异，这必然导致软岩料的压实施工方法有很大的不同。因此，本文通过现场试验科学研究能够直接用于指导石灰变质软岩填筑高速公路路基的施工，可以显著降低该类软岩路基工程建设成本，提高路基耐久性和使用寿命，具有重要的工程和经济意义。

1工程概况

M高速公路全长88.633km，是某省高速公路网中的重要路段。M高速公路途经山岭重丘区，沿线分布有大量风化程度不同的软质岩石，由于优质的路基填筑材料短缺，软质岩石成为必用的路基填料。不同于硬质和中硬岩石，软质岩石天然强度较低，性能不稳定，在颗粒级配组成、岩性等方面差异较大。

2 高速公路路基冲击碾压现场试验方案

本次冲击碾压现场试验铺筑了 3个试验段，位于M高速公路第四合同段。现场采用三边形冲击式压路机（YCT25)进行冲击式碾压。

为了确定合理的松铺厚度，将冲击碾压试验段石料层松铺厚度分别定为80cm、96cm、109cm,具体试验方案如下（见表1)：

表1冲击碾压现场试验方案

3试验步骤与检测方法

3.1试验步骤

①测量放样，恢复中桩以及填筑的外边线，并用白灰做出标记线。

②填筑石料的挖运。对于冲击碾压工艺，松铺厚度有80cm、96cm和109cm三类，对应的格子分别为5mx5in、5mx4.5m、5mx4m。

③石料的摊铺。现场用伊车配合挖土机将石料堆摊平，并检测其松铺厚度。推平后对于超粒径石块用“SY215C-8”型油锤进行粉碎。

④石料压实。碾压时遵照以下程序进行碾压操作：

a.牵引车的功率应与冲击压路机的型号、吨位相匹配，保证行驶速率在10-15km/h。

b.冲击碾压施工时，应以道路中心线对称地将场地分成两半。距路肩外边缘保持1m的安全距离。

c.冲压采用错轮的方式，轮迹之间不重叠，错轮时横向留有26cm的空隙，冲压1次的计算压实宽度为2m,纵向每遍应错1/6周长，每次冲击工作面波峰。

d.冲压时每6遍改变一次压实方向。

e.冲击碾压试验段的石料层分别采用80cm、96cm、109cm三种不同的松铺厚度，进行冲击碾压。

f.及时检测冲击碾压过程中路基的压沉量，现场每碾压2遍就检测一次压沉量。分别在冲击碾压4遍、10遍、14遍和18遍后检测路基干密度，并在每一种碾压工艺完成后，检测相应试验段石料层顶面的回弹模量。

(2)现场检测内容及方法

在碾压过程中，需要对碾压后石料层的干密度、压沉量等指标进行检测，分析评价碾压效果。

3.2检测方法：

（1）松铺厚度及压沉量检测：上料前，在原始铺筑层面标记典型测点，并将其引出到路基边坡处，做好标记，在石料层在摊铺整平后，用皮尺恢复原测点的位置，用水准仪检测石料层的松铺厚度。在冲击压实过程中，每冲压2遍就记录一次石料层的标高，确定石料层在压实前后的压沉量。

（2）干密度检测：每隔10-20m选取一个断面，在相对平整的位置挖坑，用

灌水法测干密度。

（3）颗粒粒径组成检测：当测石料层在不同碾压遍数下的干密度时，同时对挖出的填料进行颗粒分析。

（4）回弹模量的检测：在各层填料碾压完成后，在石料层顶面选取代表性的测点用承载板法测定路基的回弹模量值。

4 试验结果与分析

(1)压沉量与碾压遍数的关系

按照既定的试验方案进行现场冲击碾压，每隔2遍检测石料层的压沉量，试验结果详见表2、图1。

表2冲击碾压各试验段累计压沉量检测数据汇总

图1 冲击碾压试验段累计压沉量与碾压遍数的关系

由试验结果可知：随着冲击碾压遍数的增加，石料层体积逐渐压缩，各试验段的累计压沉量逐渐增加，在冲击碾压初期沉降变形幅度较大，后期沉降变形幅度减小，碾压12-14遍后，各试验段的累计压沉量均趋于稳定，此时各试验段基本上都处于较为稳定、密实的状态，随着碾压遍数的继续增加，各段的累计压沉量又幵始增加，这说明过大的压实能量破坏了填筑体已形成的稳定、平衡状态，导致填筑体继续沉降，同时也降低了填筑体的密实程度。

(2)压实度、孔隙率与碾压遍数的关系

冲击碾压试验段分别在第4遍、第10遍、第14遍和第18遍利用灌水法测定压实石料层的干密度值，并计算出相应的压实度和孔隙率，计算结果如图2。

图2冲击碾压试验段压实度与碾压遍数的关系

试验结果表明：①当松铺厚度一定时，随着碾压遍数的增加，各填筑层的压实度逐渐增大，碾压至14遍各试验段的压实度达到最大值，填筑体处于稳定的结构状态，获得了良好的压实效果。②三段试验路的孔隙率值均满足《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)中对孔隙率标准的要求，此时填筑体己处于密实的结构状态，而随着碾压遍数的继续增加，各段孔隙率出现不同程度的提高，密实度下降。

5冲击碾压施工参数旳确定

由图3可知，松铺厚度为80cm的试验路在冲击碾压10遍后，压实度就达到了 97%，满足路基压实质量的要求，冲击碾压14遍压实度达到最大值，为99%，孔隙率为14.13%；松铺厚度为96cm时，冲击碾压12遍压实度即可达到96%，冲击碾压14遍后压实度达到了 98%，孔隙率为14.86%；松铺厚度增加至109cm时，冲击碾压13遍压实度即可达到96%，而冲击碾压14遍后，压实度为97%,孔隙率为16.3%，完全满足《公路路基设计规范》（JTGD30-2004)中对路基压实度及孔隙率控制标准的要求。

综上所述，并考虑经济性因素，冲击碾压铺筑石灰变质软岩路基时松铺厚度可以达到1.1m，建议连续冲击碾压14遍。此外，由于冲击碾压过程中检测的沉降差值通常离散性大、规律性不强，因此沉降差不宜作为冲击碾压压实质量的控制指标，建议采用碾压遍数控制冲击碾压的压实质量。

参考文献

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[3]马骏.超粒径含量高的砂卵石填方压实质量控制指标[J].路基工程，2002，(01):31-33.