浅谈冲击碾压法在黄土路基施工中的应用

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冲击压实处理湿陷性黄土路基现场试验浅析

２试验方案
２１试验目的．
型压路机１台，０２ｔ自卸车６台，００Ｌ洒水车ｌ台，５０ＤＺＳ３型水准仪１套，核子密度仪１套。
２３施工顺序．
针对某公路沿线湿陷性黄土地基采用冲击压实处理的施工工艺、压遍数及处理效果成本低，实速度快，后沉降小，高路基压工提
整体强度和均匀性且适应面广的特点，已开始被公路工程技术人员所关注。
１５０ｍ，布不均匀，陷层厚１０４３ｍ，．～３分湿．～．其
中，表层为耕植土，主要成份为黄土状粉土，含植物根
湿陷性黄土地区路基常因处治不当发生路基沉陷变形，现有的振动压路机施工压实方法不能有效地
开发应用这项技术，以满足公路路基处理需求，是工
程中急需解决的问题。
消除湿陷性黄土路基产生的不均匀沉降，严重影响路
用性及处理效果，出了工程施工合理的施工参数。提
［键词］湿陷性黄土；关路基；击压实；冲试验
［中图分类号］Ｔ２．３Ｖ２３２［文献标识码］Ｂ［文章编号］１０－１８（０６０－０９－００４１４２０）４０８４
基质量，导致路面破坏。而其他的加固处理措施，如粉
１试验段概况
试验段位于河流 Ⅱ 级阶地之上，地貌形态以侵蚀性地貌为主，质为 Ⅱ 级非自重湿陷性黄土，土厚度

湿陷性黄土冲击碾压施工技术探讨

黄土湿陷性的目的。
关键词：湿陷性黄土；冲击碾压；施工技术
中图分类号：Ｕ４１６．１
１工程概况
文献标识码：Ｃ
文章编号：１００８— ３３８３（２０１４）０２— ００４１ — ０１
伊宁至墩麻扎高速公路位于伊犁哈萨克自治州腹地伊宁市、伊宁县境内，全长６７．４０１ｋｍ，设计速度１００ｋｍ／ｈ，路基宽度２６ｍ，桥涵构造物汽车荷载标准为公路一Ｉ级，其他技术指标按《公路工程技术标准》（ＪＴＧＢ０１—２００３）执行。是远期规划中的清水河一伊宁一那拉提高速公路的重要组成部分，承担着伊犁河谷与外界连接的重要通道。该项目的实施对于落实中央新疆工作座谈会精神，加快新疆交通基础设施建设，促进伊犁州经济社会跨越式发展和长治久安、实现各民族团结，共建和谐具有重要意义。２湿陷性黄土的特性湿陷性黄土颜色以黄色、褐黄色为主，有时呈灰黄色。颗粒组成以粉粒（粒径０．０５—０．００５ｍｍ）为主，含量一般在６０％以上，粒径大于０．２５ｍｍ的甚为少见。有肉眼可见的大孔，孔隙比一般在１．０左右。富含碳酸盐类，垂直节理发育。在一定条件下具有保持土的原始基本单元结构形式不被破坏的能力，这是由于黄土在沉积过程中的物理化学因素促使颗粒相互接触产生了固化联结键，这种固化联结键构成土骨架具有一定的结构强度，是一种特殊性质的土。但当结构性旦遭受破坏时，其力学性质将呈现屈服、软化、湿陷等性状，并产生显著附加下沉。由于高速公路对路面有平整度和防止路面开裂的要求，为此如何消除黄土的湿陷性，将路基变形控制在允许的范围内已成为人们关注并亟待解决的突出问题。３湿限性黄土的判断和处理通过现场试验结果，全线大部分路段沿线土质为湿陷性土，其典型构造为第四系上全新统冲洪积土（Ｑ４ａｌ＋ｐ１），土体垂直节理和大孔隙发育，具有湿陷性。但湿陷土层厚度较小，一般在０．８— ８．０ｍ，湿陷量１．０５—１３６ｍｍ，主线湿陷性土共计６６．０５４ｋｍ。地基的湿陷等级以Ｉ（轻微）一Ⅱ（中等）非自重性土为主，段落长６０．３１４ｋｍ， Ⅱ～ Ⅲ级自重湿陷性段落５．７４ｋｍ。湿陷性黄土地基处理如采用灰土垫层、土桩或灰土桩、桩基础预浸水法，不同程度存在工作量大、花费劳力多、施工现场占地大、工期长、造价高等缺点。参照临近多条公路建设的经验和实例，本项目周边的老Ｇ２１８线、￥３１４线、￥３１５线以都在这一区域通过，使用多年并未出现湿陷性土造成的公路病害，有鉴于此，本项目对于Ｉ一Ⅱ级非自重湿陷性土通过对路基基底采用冲击压实的施工方法来提高地基强度，减少沉降量。４冲击碾压施工工艺在整个施工期间，做好场地排水，防止水流入施工场地，浸泡路基。施工前将填方范围先进行清表处理，清除地表植被和腐植土，推土机整平。压实范围为公路坡脚并各向外扩展１ｍ，若工作面起伏过大，停止冲压，用平地机刮平后再继续施工。当地面自然横坡陡于１：５时，路基基底应挖台阶，２０１４年第源自２期（总第２４０期）

冲击碾压处理湿陷性黄土地基效果分析

３结语
１冲击碾压是处理湿陷性黄土路基的一种很可行的方法，）经
［］地基处理手册》写委员会．２《编地基处理手册［．Ｍ］北京：中国
建筑．＿ｒ，－ｌｋ出版社，９８１８．［］３陕西省计划委员会．湿陷性黄土地区建筑规范［Ｊ北京：Ｍ．中
深度应在１２ｍ～１５ｍ之间。．．２湿陷性黄土地基常用的处理方法包括振动碾压、）冲击碾压和强夯等三种。与其他处理方法相比较，振动碾压处理湿陷性黄士效果最小，主要应用于浅层湿陷性黄土路基处理；夯处理湿强
２４地基土承载力．
出冲击夯的有效影响深度为０８ｍ～１０ｍ左右。需要指出的００３００７；．．．０－．１）冲击碾压处理后地基黄土在０ｍ～２ｍ深度内，
３技术方案
是，由于冲击碾压前场地上覆盖了一层素填土，土样做室内试压实度平均值大于８取０％，最大值超过９Ｏ％；提高了土的承载力验时，取样深度是从原地面深度开始，而未考虑填土厚度。所以（极限承载力提高了２０－２７）处理效果显著。．８倍．８倍，冲击夯的有效影响深度要比表１反映的要深一些，实际有效影响
文章编号：０９６２（０６２．０６０１０．８５２０）３０９．２

土钉墙在某软土地基基坑支护中的应用
徐昌奎
摘对以后类似的基坑支护设计有一定的借鉴意义。

冲击压实技术在处治湿陷性黄土地基中的应用

ＣＨＥＮｉｈｎＫａｓｅｇ
（ｃｏｌｆＨｇｗｙＥｇｎｅｉＣａｇｎＵｉｒｔａ７０６）Ｓｈｏｉｈａｎｉｅｒｇ。ｈｎ￣ｎｅｓｙ。ｏｎａｖｉｎ１０４
ＡｂｔａｔＴｉｐｐｒｒｓｎｓａｅｓｔｄｆａｍｐｃｅｈｏｏｙａｐｉｄｉｉｈｙｅａｋｎｎｅＵｐｉｓｒｃｈｓａｅｅｅｔａｅｓｙｏｎｉａｔｔｃｎｌｇｐｌａｈｇｗａｍｂｎｍｅｔｏａｓ－ｐｕｅｎｏ
维普资讯
工程地质学报
１０９６／０６１（３－３０００４－６５２０／４０）０９－４
１２ｕ１￡性Ｈ冲击压实技术在处１湿陷黄土地基中的应用
陈开圣
（长安大学公路学院西安７０６）１０４
ｂｌｏｓ．Ｂａｅｎｓｉｔｓｄｓｔｅｎｂｓｒａｉｎ－ｔｕｏｓａｓｓｅｈｓｃｌａｄｍｅｈａｉａａａｔｒｆｅｌｅｓｓｄｏｏｌｅｔａｅｔｍｅｔｏｅｖｔｎｌｏｈｅａｔｒｅｓｄｐｙｉａｃｎｃｐｒｍｅｅｏｈｓｎｌｓ
ｃａｇｓｗｉｅｄｐｆｓｉｓａａａｄｔｅｐｅｓｎｕｅｅｏｅａｄａｔｒｔｅｉａｔｃｍｐｃｉｎＴｅｒｓｌｈｎｅｔｔｅｔｏｌｔｔｒｓｉｇｎｍｒｂｆｒｎｆｈｈｈｏｒｎｈｂｅｈｍｐｃｏａｔ．．ｈｅｕｔｏｓ

冲击碾压技术在软土路基施工中的应用

H IGHWAY现代公路引言山西中南部铁路通道是横穿晋豫鲁三省的一条能源大通道，是我国第一条设计为轴重为30T的Ⅰ级重载干线铁路，所以对路基的地基承载力要求极高。

而且在山西省境内湿陷性黄土路基较多，湿陷性黄土路基是中南部铁路通道路基的重要组成部分。

湿陷性黄土软土路基本身的承载力较小，势必要通过特殊的机械压实或特殊处理才能达到轴重为30T的重载承载力要求。

其中软土路基处理中冲击碾压技术是其有效途径之一。

冲击碾压作为新型的路基土方工程碾压方法，它靠机械冲击力将土体压实。

冲击碾压施工机理为提高轴重为30T的Ⅰ级干线重载铁路路基强度，防止填方路基工后沉降，重要的是在碾压过程中减少土体空隙比，以沉降量和密度共同控制土方施工质量。

为此研制凸轮形瓣状非圆形的冲击式碾压机，如YCT25型冲击压路机，经在本重载铁路土方施工中使用，证实它是一种行之有效的新型碾压机具。

路基填筑的土分为细粒土、中粒土和粗粒土。

重型标准击实对细粒土的评价是有效的。

碾压度是相对密度，对于细粒土受水的影响，可用碾压度来评价：对于粗粒土则无法用碾压度来评价。

中粒土中的小于12mm的成分，对于山区路基不是粘性土，则无法用三相体来解释其碾压度，因此广泛的讲，对于路基的填筑冲击击实比碾压更为有效，即或对于细粒土采用冲击式碾压机，其击实作用与标准重型实验相比也是具有可比性的。

这样，采用冲击碾压机更加可信。

采用静碾或振动压路机碾压路基土，每层虚铺厚度为0.25-0.3m，而冲击碾压机每层厚度可为0.6m，减少了铺筑层次，同时对填土以下的路基下卧层土仍有击实作用。

对挖方路基可直接冲压。

对粉砂土等细粒土也不必按分层碾压，因而，冲击碾压机提高了路基工程的功效。

事实表明冲击碾压机对土击实后其密度超出常规压路机的碾压效果，并且使天然土在碾压过程中完成了沉降要求，冲击式碾压机的有效碾压深度（一次性填土厚度为0.6m），在1m深处冲击碾压6遍相对密度是85.48%，与未冲击碾压的原地面0~0.6m的均值为84.5%相近。

浅谈冲击压实技术在路基工程中的应用

技术，改变碾压方式，高碾压速度的压实铺层厚提度。冲击压实技术是将当前振动压实的高频率、低
标。冲碾４Ｏ遍后在地表下１０ｃ内土基平均压实１ｍ度达到ｋ＝９％，原来黄土的干密度ｐｈ１即ｄ＝１３／ｍ提高到１７／ｍ其湿陷系数由．５ｇｃ．０ｇｃ，
１０ｃ平均干密度ｐ５ｍｄ＝２０１ｇｃ。平均压实度．５／ｍ，
１冲击压实技术的特点
振动压路机的工程实践表明，压速度是决定碾压路机面积生产率（ｈ的重要因素之一，实深ｍ／）压度和铺层厚度也是影响压实效果和压实生产率的重要参数。通常，动压路机的最佳碾压速度为３— 振
用。软土路段地表填砂砾层厚５ｍ，塑料排水０ｃ插板穿透软土层至砂层，均长ｌ６ｍ，平５～１间距１５～．
４５ｍ，冲击碾压完成沉降率为５４４０＝１２。．则．／５．％采用冲击碾压分层（压实厚度１０．ｍ一层）高填方路基高３ｍ，４每层冲碾前１０遍下沉量为５５— ．ｃ．８５ｍ，１２１— ０遍下沉２４—３０ｍ，本上与补压路基的．．ｃ基
京秦高速公路玉田段有长约１ｍ的软土路６ｋ段，９７年４～１９８月在Ｋ５＋８０Ｋ６＋１０用冲击６０、６０压实机进行了冲击碾压排水固结加固软土地基试验，冲击碾压对软土地基具有加速沉降与加固的作

冲击碾压法处理湿陷性黄土路基技术浅析

【陕西省交通设计院、北京师范大学地理系２】黄土调查组，陕北黄土地貌调查总结，黄土
调查研究汇集，人民交通出版社，ｌ６毫－９ｏ “ ［】３张宗枯，公路设计勘察ｅ有关黄土研究的ｅ几个问题的讨论，黄土调查研究汇集，人民。交通出版社，１６９０誊ｆ常宝琦．４】黄土湿陷性的初步研究，《黄土基本性质的研究》，科学出版社，１１９６［冯连昌，郑晏武．５］中国湿陷性黄土．京ｊ中国
ｙｉｓｓｃ
曩
实，从而降低土的渗透性。冲击碾每秒钟冲击
地面两次，十当干低频大振幅冲击压实土体，｝Ｊ
产生强烈的冲击波向地Ｆ层传播，具有地震深
的传播特，其实深度随碟压遍数递增。
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≥ ．１／０一一１ｗ＿Ｊ０ｏ；：５｛． ’ ÷ 每一厂／ ’ ／Ｉ＿
参考文献：叠。［冯连昌、郑晏武．１】中国湿陷性黄土．北京中国
铁道出版社，１８９２蠢
本文通过对北方某公路湿陷性黄土路基处理数据分析，来探ｔ＠击碾压法在处理湿陷性４黄路基上的效果。从表４．可以看出，随冲击碾压遍数的增１加，湿陷性黄土路基的压实度逐渐增加，至４０遍左右达到最高值，再次冲击路基压实度降低，说明在该地区使用冲击碾压法处理湿陷性黄土，采用履带式２Ｋ５Ｊ三边形冲击压路的情况下，碾压４遍，路基土的压实效果最好。Ｏ该段湿陷性黄土路基处理前后压缩模量和

冲压实技术在黄土地区路基分层碾压应用中检测方法研究

冲压６遍后整个土体达到压实度要求；松铺厚度１０ｍ时，平０２ｃ阿公路Ｋ１＋９～Ｋ１＋１段冲压７遍后该层土体达到压实度５６０５９５５要求。大体上，当松铺厚度每增加２ｃ０ｍ时，冲压遍数也需增加
１冲击压实的原理及性能简介．冲击压实机是用三边形或五边形 “ 轮子 ”来产生集中冲击能量，由于作用时间很短，因此冲击作用力很大，使土颗粒产生运动，隙减少，土粒排列更加紧密，空从而达到压实填料土体的目的。冲击能量按静能量来标定，按下式计算：Ｅ＝ｍｇｈ式中：一冲击能量，；ｍ一动力部件的质量，ｋＥＫＪｇ；ｇ一重力常数（８１／Ｓ）９．ｍ；ｈ一轮子外半径同内半径的差值，ｚ
第二层（松铺厚度为１ＯＩ）填料均为粉质细粒土，最大干ｃｌ０１密度为１８ｇｃ，最佳含水量为１．％，此土是全线９．７／ｍ１６０区（新规范为９，做试验时还未施行新规范）用最多的土，３区使Ｋ１＋９～Ｋ１＋１５６０５９５段第三层（松铺厚度为１０ｍ，上半层处在２ｃ９０区（新规范为９３区），下半层处在９区（３新规范为９４区））填料为砾类土，最大干密度为２１／ｍ．ｇｃ，最佳含水量为７８．％，是全线９区使用最多的土。３在每进行完１遍或２遍的碾压后进行００压实度（用灌砂法或环刀法）采，定点沉降量，动态圆锥贯入（Ｐ的检测，ＤＣ）然后再进行洒水、平地机刮平地面等程序后进行下一轮的操作。馋柳高速公路试验段选在Ｋ１＋０～Ｋ１＋５０，松铺厚４５０４９段为１０ｍ，填料为黄土粘性土，最大干密度为１９ｇｃ，０ｃ．１／ｍ最佳含水量为１．％。试验操作与平阿公路试验段相同。９３

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击碾压达到２０遍，２５遍后，分别用沉降量法、环刀法、灌砂法、贝
克曼梁、承载板（ＣＢＲ）、动态圆锥贯入仪（ＤＣＰ）等检测方法对该段路基基底进行沉降量、干密度、湿陷系数、弹性模量等指标的检测。得到检测数据如下：
ｌ工程概况
５施工参数的确定
本标段内有多处 Ⅱ级非自重湿陷性黄土，根据勘察设计部门５．１冲击碾压试验提供的工程地质勘察报告，湿陷性黄土厚０．５～２．６ｍ，天然含水量冲击碾压是目前路基压实较先进的技术，所采用的是－ｔ０新
Ｅ＝Ｍｇｈ
度也逐渐增加。冲击压实以实测沉降量的变化为主，并用灌砂法对密实度进行检测，确定合理的碾压遍数。
为了收集原始的基础数据，累积施工经验，指导大面积非白
重湿陷性黄土地区路基的施工，试验段布设１０个测试横断面（１０ｍ一个测试断面），每断面测三个测点，分别为左、中、右。分
别选取０～１０遍，ｌ１１５遍，１６～２０遍，２１～２５遍进行观察、测试。冲
式中：Ｍ— — 动力部件的质量（ｋｇ），Ｍ＝１２ｔ；ｒ重力加速度，取ｇ＝９．８ｍ／ｓ２；ｈ — — 轮子外半径同内半径的差值ｈ：Ｒ — ｒ（ｍ）＝０．２２ｍ。其压实能力标定值Ｅ＝１２ｘ９．８ｘ０．２２＝２５（ｋＪ）口
（１）下沉量检测（如表１）。
３．２冲击力的计算
压实机在行走中压实轮对地面的冲击力与压实轮转动的线
速度有关，牵引车的牵引速度一般在１２１５ｋｍ／ｈ，可以得到冲击的速度为３．３０ｍ／ｓ，可取路程０．０３３ｍ，所得冲击作用的时间ｔ＝０．０１Ｓ，根据动量与冲量原理，计算冲击力Ｎ：
（２）密实度检测。
冲击碾压２０遍后，采用灌砂法测定地面以下２０ｃｍ、７０ｃ
９０ｃｍ、１２０ｃｍ深度处的压实度、干密度、含水量，数据如表２。
冲击碾压２５遍后，采用灌砂法测定地面以下２Ｏｃｍ、７０ｃ
Ｎ＝Ｍ（Ｖｏ，＿ｖｐ／ｔ
式中：ｖ — — 冲击初速度，ｍ／ｓ；Ｖ一冲击末速度，ｍ／ｓ，此处为０；ｔ — — 冲击作用时间，ｓ。
Ｎ一４００Ｔ
９０ｃ Ⅱ ｈ１２０ｃｍ深度处的压实度、干密度、含水量，数据如表３。
ｔＯ＝１０．０％。由于地质条件差，要保证工程质量，地基必须进行处型压实设备，当前工程领域还没有比较成熟的理论设计计算方理。其预期要达到的目的是：消除湿陷性黄土的湿陷性，提高路法，冲击碾压处理湿陷性黄土地基，一定要根据现场地基土的物基填土的承载力，避免填方路基的不均匀沉降。理性质以及条件来选取施工参数，确保达到质量而经济。该工程
深，般在３ｍ，速度快，１２１５ｋｍ／ｈ，压实质量高。深层土石产生较强的冲击能量，随着土石密实度增加，其影响深
３压实机的标定和冲击力的计算
３．１冲击式压实机的标定
２５ｋＪ冲击式压实机是以压实轮与内组件的质量Ｍ，压实轮向量半径差ｈ所产生的势能Ｅ来标定的：
交通建设
建和囡曩味
浅谈冲击碾压法在黄土路基施工中的应用
张玉祥
（甘肃兴陇交通工程监理有限责任公司甘肃兰州７３００００）摘要：结合甘肃庆阳ＸＣＦ高速公路有段路基为中压缩性、１Ｉ级非自重湿陷性黄土的地质情况。提出了大面积冲击碾
压的／Ｅ＿ｖ－方案，介绍该段地基采用冲击碾压法处理措施及技术要点。关键词：冲击碾压；黄土路基；应用中图分类号：Ｕ４１６．１文献标识码－Ｂ文章编号：１６７３ — ００３８（２０１３）２３ — ０３０２ — ０３
选取ｌ采取强夯法处理，为了达
２冲击碾压原理简介及特点
能落差以及行驶动能相结合下所产生集中的冲击能并辅以滚
冲击碾压是采用冲击式碾压机，压实轮在行驶滚动中由于位５．２冲击碾压试验压、揉搓的综合作用，使土石颗粒之间发生位移、变形和剪切，从到质量要求，本标段路基的湿陷性黄土地基采用２５ｋＪ冲击压实而使土体的密实度不断增加。冲击碾压技术的突出特点是影响机在地表面冲碾２Ｏ遍处理。冲击式压路机为高振幅低频率，对