摘要：高速公路是当前我国公路系统客运和货运任务的主要承担体。过去20年，我国大力发展境内的基础设施建设。经过20多年的发展，目前我国高速公路建成里程位居世界第一，还有大量的高速公路处于规划临建状态。高速公路系统网络已覆盖我国全部省市自治区，涉及众多地质条件和自然气候。不同的地质条件对于高速公路路基施工技术的要求也存在区别，比如在软土地基区域进行高速公路路基施工，就要先对路基强度进行强化。路肩强化最常见的使用技术就是冲击碾压技术。本文结合作者实际的工作经验，对冲击碾压技术在实际应用中需要注意的事项和具体的操作流程进行介绍和分析。
关键词：高速公路；路基；施工；冲击碾压
冲击碾压能够有效达成对施工路基所在路段软土地基的加固处理，提高路基的承载能力，保证上层路面施工的稳定，确保公路工程使用能够达到设计年限。高速公路是目前我国公路系统中建设标准中要求最高的体现，其对于路基的压实度和稳定性有非常高的标准。冲击碾压技术可以提升路基质量和安全，避免高速公路出现沉降而引发公路质量问题，保证过往车辆的行驶安全。
一、冲击碾压技术在高速公路路基施工中的运用效果
通过冲击碾压后，公路路基的稳定性能够得到大幅度提升，路基强度也能得到有效加强。同时，冲击碾压能够使得路基完成效果尽快达标，起到了控制施工工期的目的。
（一）提高路基稳定性。冲击碾压是使用20KJ的高能量冲击压实设备，在路基施工完成后在其上方进行连续的冲击碾压作业，通过多次冲击碾压施加大量纵向荷载，确保路基材料密实程度达到施工标准，将路基加固层控制在1米至1.5米之间，使路基强度和稳定性达到优秀标准。在进行冲击碾压过程中，为确保冲击效果，要使用冲击压实设备将压缩波和剪切波构成的能量冲击到地基位置。其中，压缩波是在进行质点运动的过程中，其波动方向与波正表面相互平行推拉运动，能够使得上层粒子出现错位剪切波，其运动方向与波正表面成正相交做横移运动。通过压缩波和剪切波的长效影响，路基材料中的颗粒受到剪力作用，使材料颗粒物能够更加密实，有效提升了路基的紧实程度、安全性以及稳定性，为上层路面施工作业打好基础。
（二）降低施工过程后的沉降率。现场的复杂环境和各类其他因素都会给冲击碾压技术的实际使用效果造成不同程度的影响，包括工程所在地的地质特点、工程材料性能、路基的填实高度和均匀程度。由于施工机械自身就有很大的自重，在施工作业中机械设施的自重和作业过程会不断向路面施加负载。如果路面下的基础结构不稳定，就会出现沉降现象。根据相关数据统计：当土层沉降高于6/1000，工后沉降率就会逼近4/1000，一旦沉降率超过这一数值，路面会产生明显的变形甚至断裂。对于高速公路而言，在施工过程中出现路面变形和断裂是绝对不允许出现的。经过冲击碾压之后，高速公路的沉降数值将会降低到3‰，在这一数值范围内，路面出现变形裂缝的几率会明显较低。[1]
二、冲击碾压环节需要注意的事项
冲击碾压是在面对特殊路径环境时，为了提高地基承载力和稳定性，通过特种机械的运力加持来提升改善土壤致密水平。液压强夯机是冲击碾压工序中必不可少的一个机械设备。对于冲击碾压的实际效果，液压强夯机械的规格参数、运行速度、运行流程都会构成决定性的影响。在进行冲击碾压工作时，首先要确保施工机械设备的工作状态能够满足施工需求，不会在正式的施工过程中出现频繁的故障。根据冲击碾压的相关技术规范规定，在进行冲击碾压时，尽可能一次成型过程中不能相隔太久，以防止土壤分布不均匀影响到整体性沉降。如果机器设备不能满足基本的使用需求，在使用过程中频繁出现故障，就必然会在施工环节出现多次中断，造成过程中相邻工作面的碾压时间间隔较长，导致土质分布不均匀，出现后期土质沉降不均匀的情况。在冲击碾压机械运行过程中，为保证其能够按照施工方案和设计意图来进行施工作业，现场应提前进行工作方向和工作区域的划定。在机械进场之前，测量人员需要对施工现场进行测量放样，及时完成对于施工机械设备行进方向、行进区间、行进界限等的划定。同时，为配合冲击碾压机械设备的运行，施工现场应安排专门的指挥人员对强夯机械的操作人员进行现场实时的指挥，确保其行驶速度、行驶方向不会出现偏差。现场管理人员也要定时对进行中的冲击碾压机械的工作运行状态进行核验检查。特别要注意的是，在冲击碾压过程中，要设置重叠区，防止不同碾压区段之间成像度不同。为此，应基于当前施工现场的空间条件，选择合适数量的机械设备同步进行。冲击碾压作业一方面可以提高工作效率，缩减工期；另一方面也能保证机械设备有足够的重叠区间，符合施工设计需求。[2]
三、冲击碾压技术在高速公路路基施工中的具体应用
（一）明确冲击碾压技术的使用范围。冲击碾压技术对于待施工段路基的填土厚度、施工材料特性和作业面积都有相应的要求。如果路基填土高度低于1.5米，则不适合使用冲击碾压技术进行相应的作业。冲击碾压作业最适合填筑材料为砂性土的施工任务，并且要求砂性土塑性指数不能超过12，含水率能够控制在2%以内为最佳。如果作业面长度超过500米，冲击碾压的质量和效率就会大大降低，而且由于跨度过长导致不同区域接受压实的时间差明显，整体性会受到影响。
（二）冲击碾压技术的施工工艺应用。1.工艺流程。冲击碾压技术在工作过程中应该按照以下流程来完成施工作业：首先，实验室人员和测量人员要到现场进行地基检测，检测对象主要包括地基填实高度和地基材料性能。然后，测量放样确定冲击碾压路线和范围，进行填土稳压和整平。埋设检测点，在前期准备工作结束后进行冲击碾压，冲击碾压过程中要注意冲击时常和频率的控制，作业完成后对冲击碾压效果进行检测。该流程适用于所有可以进行冲击碾压施工作业的工作环境。在操作时，操作人员必须严格遵照这一施工流程进行，安排指挥人员根据实际完成情况和相关规范来进行具体指挥，保证操作质量和施工达标率，避免出现后期返工的情况。2.填土及整平。首先在待施工路面铺设网格，填土宽度应在设计图纸基础上两侧各加宽一米，以防止进行冲击碾压时边部的土向两端移动导致边部地区土体材料不足，难以承受压实作业。其次，在填平时要注意含水量的监测，每2000平方米填土含水率要高于80%，冲击碾压能够达到最好的效果。3.冲击碾压正式开始冲击碾压时，要对冲击碾压的顺序方法次数速度进行控制，选择最适合当前路段、结构和材料的方案。这些因素都会直接影响到最终的冲击碾压效果。在冲击碾压顺序控制上，主要以公路中心线作为中心轴，采取错轮回转法进行冲击碾压。当冲压设备与路肩距离超过一米时，应该按每小时12公里速度匀速前进，冲压次数主要是由路面松铺厚度和紧密程度来决定的。在冲压方法选择上，应根据现场实际情况来决定，可进行试压判断效果。采用错轮回转法是错轮之间的横向间距控制在0.25米。纵向每一轮冲压焦作长度应该为轮长的1/6，每经过5次冲压后，要对冲压方向进行适当的调整，按具体的冲压次数，以及根据现场实际情况判断。如果在冲击碾压作业完成之后，地表土壤仍然处于较为松散的状态，就可以再使用压路机和其他设备对该区域进行补压。4.质量检测。冲击碾压的质量检测验收主要是从两个方向来着手，分别为厚度和紧实度。厚度检测是要求覆盖到松铺厚度和压实厚度两个内容，通过定点观测和抽样检测方式对厚度控制进行定量核验。用网格法的方式超平厚度值，最终取平均值作为检测结果。密实检测主要以0.2米为一层，一般选择三层来检查各层的紧实程度。[3]冲击碾压作业是当前道路施工企业为满足高速公路路面压实要求所采取的一种重要措施。施工企业在具体执行冲击碾压作业时，要对其施工环境、施工对象以及施工范围内使用的填土性质和其它材料特性进行综合考虑。此外，企业投入冲击碾压技术时，还要对其成本进行把控，每平方米填筑工程的冲击碾压成本接近0.8元人民币。施工成本把控在过去的施工过程中往往容易被现场作业人员和工程管理人员所忽视，但事实上所有的施工作业任务，其目的就是为了获取足够的经济收益，而经济成本的控制就是确保经济收益维持在一个可观范畴的有效举措。对于施工成本控制作业而言，它是一个全阶段、全流程的连续的工作内容，需要各个施工环节、各个部门同步进行有效的成本管理。只有实现全生命周期的成本控制，才能够确保施工成本控制不存在短板。成本控制对于施工进行而言，其最重要的意义就在于它能够确保各施工阶段有足够的资源得到供应。如果成本无法在前期得到控制，那么在施工后期就会由于资金紧张而造成必要的资源无法及时或逐量引进，影响到后续的施工节奏和施工质量。
四、结束语
在当前各地区高速公路建设项目如火如荼进行的大环境下，对于高速公路路面质量的控制非常重要。如果不能在高速公路路面控制标准上达成统一，其影响的范围绝不仅仅是一个省。在目前的技术条件下，冲击碾压技术的投入和使用是确保路基路面工程能够符合现有技术指标的一个必然投入的步骤。
参考文献：
[1]刘剑敢.高速公路路基施工中冲击碾压技术的应用分析[J].建筑·建材·装饰,2019(24):77,79.
[2]丁鹏飞.高速公路施工中冲击碾压技术的应用分析[J].低碳世界,2019,9(3):210-211.
[3]高晓冬.高速公路施工中冲击碾压技术的应用分析[J].四川水泥,2019(1):23.
作者:殷文杰 单位:山东省高速路桥养护有限公司