李建伟

摘要：由于我国经济的快速发展，高速公路里程增长速度加快。随着交通事业的发展，公路施工材料价格也随之上涨。为了节约成本，大量新型的路基施工材料被应用于路基路面的施工当中去。随着新材料的应用，原有的路基路面压实技术以经不能满足现有工程要求。而冲击碾压技术因为其独特的工程力学性质直接决定了在路基路面施工过程中的关键作用。本文根据对现有的公路路基路面压实技术的研究分析并结合实际工作经验，对冲击压实技术在公路工程方面的应用进行了相应的研究与改进。主要研究内容有以下几个方面：1）研究分析了现有路基路面压实技术中存在的主要工程性问题，以及导致这些缺陷的主要原因。2）结合理论分析与常年实际工作经验总结，对冲击压实技术在路基路面方面的应用进行了相应的研究。3）针对冲击压实碾压技术的应用，对原有的冲击压实技术进行了一定的技术改进，使之更加适应公路路基路面的压实。

关键词：路基路面；压实技术；公路工程；理论分析；技术研究；冲击碾压

中图分类号U4 文献标识码A 文章编号2095-6363（2015）12-0068-02

1.概述

随着我国经济的快速发展，公路作为经济发展的主要动脉这些年来迅猛发展。但是由于路基路面材料的价格逐年上涨，大量的新材料被应用与公路工程中，而原有的压实技术已经不能满足现有的工程要求，成为了限制公路工程发展的一大瓶颈。冲击碾压技术由于其独特的工程特性在路基路面压实方面可以在一定程度上有效的解决这类问题。

冲击压实技术由于其在工程上的独特力学特性，导致了冲击压实技术在进行压实挤密施工中的普遍使用。冲击压实技术的大规模使用是源自于南非工程师对冲击压实方法进行改进。随着九十年代我国高速公路建设浪潮的发生，冲击压实技术在我国得到了普遍应用。我国在九十年代，对于冲击压实技术也进行了相应的改进，使之更加适应我国的地质情况与施工条件。随着研究与发展，冲击压实技术在天然基础中的应用逐渐成熟，并成为现在主要的地基处理技术之一。

2.冲击压实技术主要技术特性研究

冲击压实技术主要依靠冲击压路机进行。冲击压路机根据其驱动方式主要分为自行式与拖曳式。由于不同种类的压实机械会直接导致在编制压实方案时产生较大的差异。所以对于冲击压实技术的主要技术要点要进行重点研究。

2.1冲击压实技术理论研究与分析

冲击压实技术主要依靠压实机械的冲击力对土壤或者压实对象产生压实作用。根据对冲击压实技术的理论研究，对于冲击压实技术中的压实作用，我们得到了以下几点结论。

1）动态冲击势能：由于冲击压实机械在行进过程中，冲击轮会以一定的速度对下部待压实部位产生一定的冲击势能。所以根据力学计算我们可以得到在压实过程中速度越大，动态冲击势能也就越大。

2）静态能量：静态能量由压实机械的自身重量提供。压实机械通过自身重力对下方压实部位进行相应的挤压作用，从而达到压实效果。根据力学计算，当压实机械质量越大，压实效果也就越好。

根据对于冲击压实技术的理论研究与力学计算，我们关于冲击压实技术可以得到以下几点其他压实技术所没有的技术优点。

（1）压实深度大：由于冲击压实技术对于待压实部位的压实效果主要来自于低频大幅度的冲击波。所以压实机械会产生能量较大的冲击波，这样的冲击波在一定程度上具有地震波的传播性质，这样独特的工程力学性质直接导致了冲击压实技术具有其他压实技术所不具备的力学传播性能。

（2）松铺厚度较大：由于冲击压实技术在压实深度上的独特优点，决定了在采用冲击压实技术时，可以增大松铺厚度。即便是较大的松铺厚度也可以受到足够的压实作用，满足后期的力学要求。

（3）冲击力较大：根据实际工作经验总结可以基本上得到，冲击压实过程中产生的冲击力为冲击压实机械自重的25倍。所以冲击压实机械借助自身自重可以提供较大的压实力。

（4）压实范围广，受土质影响小：由于在压实过程中，待压部位自身的性质会直接决定压实效果。但是由于冲击压实的强力冲击作用，对于大多数的待压材料，均可以有效得到压实。

2.2冲击压实技术适用性以及关键影响因素研究

根据常年工作经验总结，并结合对冲击压实技术的理论分析，我们可以得到影响冲击碾压效果的主要因素有以下几点。

1）冲击压实速度：冲击压实速度直接决定了冲击压实机械对下层待压部位的冲击压实势能。

2）碾压遍数：合理的冲击压实遍数可以有效的节约施工成本，并可以在较低的成本下取得较好的压实效果。

3）冲击压实能量大小：根据对于常年经验总结可以得到，冲击压实能量越大，待压部位的压实效果越好。

冲击压实技术虽然具有较好的压实效果与工程可行性，但是由于其独特的力学性质，在一定程度上限制了冲击压实技术的可行性。针对这一问题，结合常年工作经验可以得到以下几点结论。

1）压实机械类型决定了压实技术的可行性，其中三边形的压实机械适用于除了旧水泥路面的其他绝大部分路基路面工程。

2）四边形以及五边形可以使用绝大部分的路基路面工程的压实作业，且尤其适合旧水泥路面的压实。但是这种冲击碾压技术由于其自身缺陷，对于其他路基路面的压实效果较差。

3.冲击压实技术在路基路面压实过程中试验验证

本次试验采用相应的数据模拟技术以及有限元分析技术，对现有的冲击压实技术模拟在路基路面压实过程中的压实机理进行相应的计算机模拟，并结合模拟结果对该技术进行相应的改进。

3.1冲击压实技术试验与验证

针对某一公路施工中的路基路面技术进行相应的数理分析，运用有限元分析软件进行相应的模拟与分析。根据计算机分析结果得到了以下几点结论。

1）根据软件模拟结果，随着深度增加，压实度逐渐增加，在达到待压部位中部时，压实度达到最大值。但是随着深度的进一步增加，压实度会相应的逐渐降低，但是当压实深度达到最大值时，相应的压实度会随之降低到最低值。

2）根据计算机对于不同压实遍数下的压实度的成长规律的分析结果，可以认为，在前二十遍的压实过程中，压实度增加速度逐步增大，随着压实遍数的增加，压实度逐步降低。压实度在压实遍数达到三十遍时达到峰值。

3）利用计算机对冲击压实的适宜压实厚度进行相应的分析与研究可以得到最佳压实度。当松铺厚度达到60cm时，压实度会较大，但是水分的流失较快。当松铺厚度达到100cm时，压实度降低至最小值。根据计算结果可以认为在松铺厚度达到80cm时，整个单项工程造价最为经济合理。

3.2冲击压实技术的改进研究

根据对于有限元分析结果进行相应的判断，并结合具体实际施工经验，对于现有的冲击压实技术进行相应的改进。具体改进措施如下。

1）在进行相应的冲击压实施工时，将下层构筑物的松铺厚度控制在80cm左右，这样的松铺厚度可以在有效的保证压实度的同时，可以有效的降低相应的施工成本。

2）为了保证采用冲击压实可以取得较好的压实效果，在采用冲击压实技术施工时，压实遍数宜控制在三十遍，但是在施工过程中，可以根据不同的地质情况进行相应的改进，但是上下幅值不宜超过5遍。根据具体施工条件，压实遍数上下浮动宜为20%～30%。

3）为了保证冲击压实的实际压实效果，对于待压部位的中下层要作为重点施工质量控制要点进行质量控制，由于待压部位的下部区域较低的压实度，可以直接将下部作为关键点进行控制。

4.结论

本文根据对冲击压实技术进行相应的技术理论分析与试验验证，对冲击压实技术在公路路基路面施工方面提供了相应的技术改进与建议。并利用试验验证与计算机模拟相结合的方法对改进结果进行验证。针对今后的路基路面压实施工，提出了相应有效的工程建议。