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冲击碾压法在黄土路基施工中的应用 王玉贵 张海燕 （中铁十四局集团第三工程有限公司） 【摘要】：结合青海境内某高速公路有段路基为中压缩性、II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施工方案，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 一、工程概况：本标段内有多处II级非自重湿陷性黄土，根据勘察设计部门提供的工程地质勘察报告，湿陷性黄土厚0.5~2.6米，天然含水量ω=10.0%。由于地质条件差，要保证工程质量，地基必须进行处理。其预期要达到的目的是：消除地基土的湿陷性，提高地基土的承载力，避免填方路基的差异沉降，保持路面平整完好。 二、冲击碾压原理简介及特点： 冲击碾压是采用冲击式压实机（一种新型压实设备），配备压实轮，压实轮在牵引机拖动行驶滚动中产生集中的冲击能并辅以滚压、揉压的综合作用，使土石颗粒之间发生位移、变形和剪切，从而使土体深层随着冲击波的传播得到压实。压实轮在牵引机的拖动下连续作用于地面，使大面积地基得以压实。冲击碾压技术的突出特点是影响深，一般在3M，速度快，12-15KM/h，压实质量高。 三、压实机的标定和冲击力的计算： 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。 E=Mgh M—动力部件的质量(Kg),M=12t g—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=12*9.8*0.22=25(KJ) 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12-15Km/h，计算出冲击的速度为3.33m/S,取作用路程为0.0333m，则冲击作用的时间t=0.01S，按动量与冲量的原理计算冲击力N： N=M（V0ˊ- V0）/t V0ˊ_冲击初速度,m/s； V0_冲击末速度,m/s,此处为0； t-冲击作用时间,s。 N≈400T 实际上V和t是变量,N一般在250T~400T之间,以这样大的低频高幅冲击能力作用于土体,使土体得到极大限度的压实。 四、冲击碾压设备的选择： A、主要设备：采用南非蓝派公司研制开发的25KJ冲击式压实机，配备三边形压实轮。 B、辅助设备：平地机、洒水车、光轮压路机。 五、施工参数的确定 1、冲击碾压试验 冲击碾压法采用的是一种新型压实设备，目前还没有一套成熟的理论和设计计算方法，用冲击碾压法处理湿陷性黄土地基，一定要根据现场的地质条件和工程的使用要求，正确选用各个施工参数，才能达到有效而经济的目的。本工程取100米长的范围为试验区。 2、冲击碾压试验 通常湿陷性黄土地基较多地采取强夯法处理，这次本标段路基的湿陷性黄土地基采用25KJ冲击压实机在地表面冲碾20遍处理。冲击式压路机为高振幅低频率，对深层产生较强的冲击能量，随着土石密实度增加，其影响深度也逐渐增加。冲击压实以实测沉降量的变化为主，同时进行灌砂法密实度检测，确定合理的碾压遍数。 为了总结施工经验，收集基础数据，指导大面积非自重湿陷性黄土地区路基的施工，试验段共布设10个测试横断面（10米一个测试断面），每断面三个测点（左、中、右）。分0~10遍、11~15遍、16~20遍、21~25遍进行测试。冲击碾压20遍、25遍后，分别用水准仪检测沉降量法、环刀法、灌砂法、表面波、贝克曼梁、承载板（CBR）、动态圆锥贯入仪（DCP）和落锤式弯沉仪（FWD）等检测手段对该段路基基底进行了地基下沉量、干密度，湿陷系数、弹性模量等指标的检测。检测数据如下： A、下沉量检测 沉降量S的观测值（单位：厘米） 冲压遍数 0~10遍 11~15遍 16~20遍 21~25遍 累计下沉量 一断面 左 16.3 4.6 1.9 1.4 24.2 中 10.3 2.7 1.2 0.25 14.45 右 14.2 3.8 1.0 0.4 19.4 二断面 左 27.1 5.4 1.3 -0.2 33.6 中 14.3 2.9 0.9 0.5 18.6 二断面 右 10.0 3.1 1.9 0.6 15.6 三断面 左 17.2 5.4 1.8 0.3 24.7 中 12.3 2.8 0.9 -0.4 15.6 右 19.7 4.6 2.4 0.6 27.3 四断面 左 11.5 2.6 1.9 0 16.0 中 17.2 3.8 2.0 0.4 23.4 右 9.8 2.5 1.3 0.6 14.2 五断面 左 6.7 1.3 0.6 0.2 8.8 中 14.2 2.9 1.8 1.0 19.9 右 19.4 3.8 1.