碾压施工方案

路基冲击碾压试验方案

一、工程概况 1.1、概述

本标段路基设计为整体式路基，主要分为二段，即K47+751.～K48+375、K48+575～K49+680。路基顶面设计宽度为32m，具体断面为：[0.75m(土路肩) +2.50m (硬路肩，含路缘带0.5m)+3×3.75m(行车道)]×2+3.0m(中间带，含两侧路缘带2×0.5m)。主要数量有路基挖土方202199m3，路基挖石方62610m3，路基填筑257812m3等。路基填方均就近利用土石方进行填筑。

路段地貌属于剥蚀残丘地貌，路基均位于低矮山区，山体自然坡度在30～60度之间，所经路段要么为半山坡中要么为山间沟谷洼地。路基形式多为半填半挖，间有全填或全挖路段，路基存在多处大于10m的全填高路堤、纵横向填挖交界。

1.2、编制依据

（1）二广高速公路怀集至三水段两阶段施工图设计； （2）公路路基施工技术规范（JTGF10-2006）； （3）《公路冲击碾压应用技术指南》；

（4）《二广高速公路怀集至三水段冲击增强补压管理办法(试行)》（广贺司[2007]594号文件）；

（5）已建类似工程施工经验。 1.3、冲击碾压施工目的

增强补压。路基按常规振动碾压施工达到设计要求后，为进一步提高路基的密实度和整体均匀性，减少工后沉降与差异沉降，而采取冲击碾压技术进行增强补压。冲击碾压技术是将普通振压的高频率、低振幅改为高振幅、低频率，在压实作业中大大增加了对填筑体的压实功能，增强压实度，加大沉降量，有效压实厚度较振动碾压大大提高。

1.4、冲击碾压施工范围

（1）全线横、纵向填挖交界处：在路槽面以下1m处进行一次冲击增强补压； （2）全线高于10m的高路堤：分层进行冲击增强补压。冲击分层时，最下一级台

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阶不做冲击压实，从最下一级台阶顶面（含此顶面）开始每2～2.5m分层冲击一次，并保证每能台阶正好和其中一次分层或路槽面重合。

1.5、本试验目的

（1）确定填筑土体密实度比规范要求的密实度提高2%时的冲击碾压遍数及冲击碾压影响的有效深度；

（2）确定达到规定密实度时，沉降量是否达到≥3㎝的要求； （3）确认采用的冲击压路机合适的施工工艺； （4）确定合适的检测方法和合理的控制标准。

试验确定冲碾后压实度，较振碾后压实度提高不小于2个百分点，路基平均沉降量不小于3㎝的控制指标，所需的冲碾具体遍数。用试验段数据、施工工艺、检测方法指导、控制后续冲击碾压施工，保证压实质量的同时有效加快路基填筑施工进度。

二、试验准备及试验参数拟定 2.1、试验段选择

根据试验要求并结合施工现场实际情况，冲击碾压试验选取在K48+020～K47+120段路堤上进行。改区段为半挖半填区段，试验路段长100m，横断面宽度26 m，试验面积不小于2500㎡。

2.2、填料

所选填料由工地试验室做土工试验，自检合格并经总监办中心试验审批平行后用于冲击碾压填筑，试验段填料来源于K48+201～K48+327段路堑挖方，以挖作填。试验检测填料主要属低液限砂土，最大干密度为1.99g/cm3,最佳含水量为10.4%。

2.3、冲压机械选型

按要求冲击压实机械必须选用大功率冲击压路机，我标段所选用冲击能量为30KJ的双轮式冲击压路机对试验段进行冲压。

表1 冲击压路机工作参数一览表

名称 规格型号 牵引能量 设备总重机械长度（马力） \\锤重(t) （m） 320 29\\16.2 9 最小转弯总宽半径（m） （m） 13.0 3.0 冲击力（t） 250~350 工作速度（km/h） 10～15 冲击 6830 压路机 2.4、试验布置及参数拟定

（1）本次试验检测主要指标是压实度和沉降量。

有效冲击碾压压实度：≥95%，冲击增强补压后，冲压面平均沉降量≥3㎝。根据

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填料类别，原则上应拟设三种填料情况的试验参数，结合本标段路基特点，本次试验以填筑土体为主要任务。

表2 试验压实度检测布置

冲压类别 碾压层数 压实层厚（㎝） 工作速度（km/h） 测点深度（㎝） 检测时间 压实度 标准 检查 方法 土料 1 200 10～15 表面下50冲碾前、10遍、㎝、100㎝、20遍、25遍、150㎝ 30遍后 95% 灌砂法 （2）土体压实度检测方法：采用灌砂法。本次试验每检测一次（遍）取6个不同点，前后遍次取点不得重复。

（3）定点沉降量检测，在试验层面沿路线纵方向按不大于10m的方格网布置沉降检测点，每一横断面上均匀分布5个点，检测样点为45个。

（4）冲压前（0遍）、10遍、20遍、25遍时进行压实度检测和高程测量，把沉降收敛控制做为冲压试验施工工艺的重要控制手段。

检测点位布置见下页图1《平面布置示意图》。 2.5、试验配置 （1）机械设备配置

由于冲击碾压试验是在正常分层填筑、分层压实的基础上进行的，因此冲击碾压之前的机械配备按土方工程相应配备。冲压试验时需有1台平地机（功率180KW）、1台振动压路机（18t）辅助冲击压路机作业，1台挖掘机、1台小型打夯机，洒水车预备。

测试仪器、工具等应经过检验，性能可靠，精度满足试验要求，所有检测仪器和工具应于冲压试验开工前准备完毕。

（2）人员配置

试验前试验人员需经培训，并熟悉本试验方法与操作程序，分工明确。

表3 冲压试验施工人员组成表

序号 1 2 3 4 分工 现场主管 技术指导 施工员 试验员 人数 1 1 2 4 备注 车辆指挥 压实度检测 序号 5 6 7 8 分工 测量员 司 机 安全员 普 工 人数 4 5 1 12 备注 沉降量检测 3

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图1：路基冲击碾压检测点位平面布置示意图

2m 5.0m 5.0m 26m 24m 5.0m 5.0m 2m K48+120 K48+110 K48+100 有效碾压边线 0 20 20 0 K48+090 10 25 25 10 K48+080 0 20 20 0 K48+070 10 25 25 10 K48+060 10 25 K48+050 25 10 0 20 K48+040 20 0 10m 10m K48+030 K48+020 路基冲击碾压中线 线路中线 ——压实度检测点，数字代表碾压遍数。 ——沉降量检测点

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三、施工管理组织机构

冲击碾压主要依靠大功率的冲压机械， 冲击能量不小于25KJ的冲击压路机，该设备机械性操作强，相对于常规碾压属新工艺，因此为了确保冲碾试验段施工顺利进行，保质保量地完成试验任务，项目部建立了施工管理组织机构，如图2所示。

图2：冲压试验管理组织机构框图

工程部 林 鼎 安质部 郑绪东 项目副经理 刘国顺 总工程师 刘盛辉 杨 玉 中铁五局三公司二广高速公路13标段项目经理部 项目经理 ：白 强 资机材部 试验室 合约部 财务部 综合部 技 测

料 术 量 室 室 室 安全监察室 质量检查室 王代燕 叶 罗 剑 沛 王清芬 张 四、冲压试验施工方法

由于冲击碾压是在振碾达标的填方路段进行的冲击加强补压方法，因此试验段的填筑按照正常填筑要求施工，人员、机械设备的配置也无需多大的调整。冲击压路机需要两名操作手负责设备的安全操作与保养，一名机械师负责设备的日常检修工作。

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冲击碾压试验施工流程如图3所示。

图3：冲击碾压试验施工流程图

常规填筑施工 不合格 4.1、常规填筑施工

检测冲压后指标 合 格 检后平整 检测冲压前指标 合 格 冲击碾压作业 不合格 振碾压实度检测 振碾高程测量 冲碾压实度检测 冲碾高程测量 数据分析、总结 原始记录 常规填筑施工，即按照清表、基底处理（换填并碾压）、陡坡挖台阶、分层铺料、分层振碾、压实度检测等正常施工程序作业，铺料厚度按其振碾试验段确定的数据控制，碾压遍数不低于总结中确定的遍数，每单元层压实度检测达标合格。常规施工连续分层填筑厚度达到冲击试验拟定参数层厚后，即可进行下环节作业。

4.2、检测冲压前指标

冲压前指标即为振碾后的指标，常规压实度检测6个点（如图1），并达到93区设

计压实度要求，并按记录该层各点压实度，包括取点的桩号，详细位置。

初始高程检测，由专业测量队负责测量，在规定的试验段，碾压土面上按照路基设计横断面形式布置检测网，定点检测。测量点采用钉子钉红布条标记，为了便于冲碾前后比较沉降收敛情况，每断面取点5个并按1～5的顺序作好记录。由于只需要获得冲碾前后的沉降量数据，因此只进行相对高程的测量，照此对所有点完成初始高程测量后即可进行冲击碾压作业。

4.3、冲击碾压作业

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正式冲压试验前，各机械安排布置到位，规划好冲击压路机行驶路线，冲击碾压时应遵从“先慢后快，先轻后重，先两侧后中间”的原则，首先冲击压路机以10～12km/h的速度冲压5～7遍左右，然后速度提高至12～15km/h继续冲压。

由于冲击式压路机作业的特点是牵引式，只能前行，而且所压轮迹中波峰波谷是随着压实遍数的递增，通过转弯时半径调整交错变化的。本试验段冲压面宽度经测量平均为26m，考虑运行安全，有效冲击面边线离路基填筑边界距离为1 m。由于有效冲压面宽度为24米，满足冲击机械转弯半径，冲击压路机采用回转回旋错轮法施工（如图4所示）。即施工过程中，压实机从试验段一端（里程桩号K48+120）侧边起步，纵向分幅运行到试验段另一端（里程桩号K48+020）时调转车头，沿填筑中心线碾压返回至该段起点端完成第1个回环，再调转车头至起步时一侧错轮进行第2个回环碾压。错轮时外侧压实轮从第1回环圈道的冲压两条轮迹之间通过，依照该种方式压实轮轮迹逐步从填方路基一侧向另一侧推进，当覆盖完试验段整个冲击面后即为一遍。然后冲击压路机从终点又向始点返碾压覆盖过去，以同样的方式来回进行第二遍、第三遍……的冲击碾压，两个相间的车道，交错套压，直到沉降收敛，压实度满足规定要求，冲压过程中做好速度控制和遍数控制。在进行冲压作业过程中临场总结，根据需要适当调整后续冲压施工工艺等。

图4：冲击压路机碾压运行路线示意图

冲击碾压试验范围 冲碾覆盖推进 路基边线 回旋第3圈 回旋第2圈 回旋第1圈 冲碾路段纵向中线 冲碾覆盖推进 回旋第3圈 回旋第2圈 回旋第1圈 路基边线 7

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速度控制：为保证冲压质量，重要一点要严格保证冲击压路机在冲碾过程中的运行速度，速度过慢，则冲击力不足，填筑体难以得到应有的压实效果；速度过快，则可能冲压轮顶点作用于填筑体表面后迅速离开，冲击力没有足够的时间向下层传递，下层的作用效果不强。

遍数控制：冲击式压路机为双轮式，每一次回环后单轮从前一回转道两轮内边距通过，理论上形成一定的冲碾间隙，注意碾压面覆盖完全，最终保证对填筑体进行均匀压实。

4.4、冲压后检测指标

冲碾过程中，在10遍之后开始进行压实度检测和沉降量检测，以后在20遍后、25遍后再检测。

试验规划压实度检测按图1布置取样，每遍取样6个地点，三方检测（施工单位、监理单位、地方质检中心站）在所规定的地点周边取样，以便回填。以冲碾后从土体表面下挖50㎝、100㎝、150㎝处的压实度为检测指标，先取50㎝处的压实度满足后再取100㎝处，依此满足不同深处的压实度要求，直到满足所规定的标准为止。

计算沉降量。按图1中规定的测控点测量，由专业测量人员进行测量，并做好记录，每一次检测完后需对所有检测数据计算平均沉降量，并做好每一次的检测记录。

4.5、碾后平整

由于冲击压路机自身特点，经冲压后的填筑体，尤其是土体，表面会起伏不平，会影响冲压正常作业速度，因此试验途中需要及时停止冲压，对填筑体表面进行平整处理，用平地机刮平后再继续施工。冲击碾压产生的工后沉降，用上路床填料处理平整，再用18t振动压路机压实。

4.6、试验数据整理并总结

原则上每冲碾一遍都需要进行压实度的检测和高程的检测，但这样工作量太大，事实上也不需要如此，着重记录好冲碾前的压实度和布控点的初始高程，测量跟踪冲击碾压后期（10遍后）沉降收敛情况，压实度检测严格按规范要求执行，做好原始数据记录，并加以统计，做出相应曲线图表。

本试验相关数据记录、整理等表格参照如下表格。

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表4 路基冲压试验高程检测原始记录表

起讫桩号: 编号:项目桩号高程(m)冲压遍数1#2#3#4#5#备注序号测 量: 记 录: 监 理 :日 期: 日 期: 日 期 :

表5 路基冲压试验沉降量检测表

起讫桩号: 编号:项目总遍数桩号1#高程(m)...高程(m)5#高程(m)备注序号冲压冲压沉降冲压冲压沉降冲压冲压沉降前后差前后差前后差最大沉降量: 最小沉降量: 平均沉降量:计 算: 复 核: 监 理:日 期: 日 期: 日 期: 表6 路基冲压试验压实度检测原始记录表

起讫桩号: 填筑体类别: 编号:项目序号桩号冲压遍数检测深度(㎝)检测压实度(%)备注 取 样: 记 录: 监 理: 日 期: 日 期: 日 期: 9

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表7 路基冲压试验压实度检测成果表

起讫桩号: 填筑体类别: 编号:压实度(%)项目序号桩号总遍数检测深度(㎝)冲碾前冲碾后压实度指标增强量备注冲碾前冲碾后最大压实度: 最小压实度: 平均压实度:最大压实度: 最小压实度: 平均压实度: 记 算: 复 核: 监 理: 日 期: 日 期: 日 期:

沉降量(cm) K + 冲碾遍数与沉降量的关系曲线图 7 6 5 4 3 2 1 0

10

20

25

30

冲碾遍数

K + 冲碾遍数与压实度的关系曲线图 99 98 压实度(%)

97 96 95 94 93 0

50

100

150

深度(cm)

冲击0、10、20、25遍时的压实度分别采用不同的曲线连接。

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五、质量保证措施

冲击碾压试验严格按照设计、业主要求及相关规程规范施工，加强科学管理，建立有力的质量保证体系（如图5所示），确保试验成功。强化质量意识，严格岗位培训，组织施工人员对试验目的与内容进行学习，明确岗位责任，施工前进行专题会议，试验后进行总结会。

5.1、施工准备阶段的质量控制措施 （1）搞好施工前交底工作。 （2）编制针对性的现场施工方案。 （3）建立各项保证措施和制度。

（4）做好施工现场准备、测量、试验准备工作。

（5）对施工班组及管理人员素质进行控制，审核各施工人员职称证、上岗证、特殊工种操作证，提前做好劳动力组织。

（6）对工程项目所选用的检测及计量仪器设备进行检查、检验和周检，保证检测试验和计量的精度要求，为保证工程质量创造条件。

5.2、施工质量保证措施

（1）成立以专业测量工程师为首的测量专业队伍、配足配齐测量仪器、人员及车辆，保证测量工作的正常开展，检测好冲碾前、碾压过程中、碾压后各单元高程准确无误，以便得出准确的沉降量结果。

（2）为保证达到预期的冲压效果，要严格控制冲压过程，主要包括冲压设备行驶速度控制和遍数控制。

（3）为更准确地确定填筑体所需要的冲压遍数，在试验过程中使用地基动力承载能力检测系统配合高程检测、密实度检测等手段进行遍数控制。

（4）加强对冲击碾压填筑体压实系数的试验检测工作。

（5）冲压过程中如发现局部出现“弹簧”现象或局部沉降过大，应停止冲压，对原因进行分析后再根据实际情况做出调整。

（6）冲压边角及转弯区域采用18T振动压路机压实，以达到设计标准。 （7）试验段最大纵坡不超过6%，冲击碾压距路肩外边缘保持1m的安全距离。 六、施工安全保证措施

为确保试验段安全顺利生产，项目部建立安全生产保证体系，并严格按保证体系实施。安全保证体系框图如图6所示。

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（1）机械操作手在上机前必须经严格的培训，合格后方能上机，冲击压路机配备2名操作手，轮流进行作业，每名机手每次冲压时间不宜超过2小时。

（2）冲击碾压范围内的出入口布置醒目的安全标记，禁止无关车辆与人员出入，设置交通指示标志。

（3）加强安全教育，严格执行安全生产制度和操作规程。 （4）严禁施工人员酒后上岗作业。

（5）对机械设备进行定期检查、维修，严禁机械带病作业。

（6）为保证运行的安全，场地必须平整且有足够的掉头与转弯地方，并在填土边缘设置安全标杆。

（7）各种机械操作人员和车辆驾驶员，必须持有操作证，对机械操作人员建立档案，专人管理，不准操作与操作证不相符的机械，不准将机械设备交给无操作证的人员操作。

（8）设备要“管、用、养、修”一体化管理，操作人员必须按照本机说明书规定，严格按照工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度，做到：

1）工作前检查：

①工作场地周围有无妨碍工作的障碍物；

②油、水、电及其他保证机械设备正常运行的条件是否完备； ③安全操作机构是否灵活可靠；

④指示仪表、指示灯显示是否正常可靠； ⑤油温、水温是否达到正常使用温度。 2）工作中观察：

①工作机构有无过热、松动或其它故障； ②按例保规定进行例保作业； ③认真填写机械运转记录。

3）驾驶室或操作室应保持整洁，严禁存放易燃、易爆物品，严禁酒后操作机械，严禁机械带病运转或超负荷运转。

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图5

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质量管理小组 思想保证 技术保证 组织保证 制度保证 方法保证 信息保证 经济保证 施工过程 控制 施工过程 控制 健全机构 专人负责 质量管理 标准 不合格品 控制 预防措施 保修服务 质量风险 责任制 质量 方针 技术 培训 质量管理 领导小组 ISO9002质施工材料进量标准 货检验 监理工程师意见 质量 保证金 质量 目标 技术 交底 测量班 试验室 贯标 自检互检交接检 质量手册 设备材料状况 优质奖励劣质处罚 技术文件控制 质量 计划 新技术 新工艺 质检员 质量体系程序文件 质量抽样检查 隐蔽工程检查签证 检查评定报告 作业 定期检查 指导书 分项工程检查评定 质量记录 质检 工程师 质量责任书兑现 质量评定报告 质量 审核 总工程师 先进施 工设备 质量检查 分部工程检查评定 质量 改进 精密检测仪器 施工规范验单位工程检收标准 查评定 质量监督 不合格品不计价 保修投诉 一次验收合格率100%，单位工程优良率95%以上，满足全线创优规划要求。 质量保证体系框图

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图6 安全生产小组 组 长：项目经理 副组长：总工程师

安全主任 安全方针： 安全目标： 安全第一、预防为主 “三无”、“一控”、“三消灭” 安全责任制 安全教育 安全工作体系 安全控制 安全检查 安安安系各业务 防防防防防防定全全全统三触火淹高交期不活奖管安级部室 塌方电灾亡空通检定动惩理全教 坠事查期经条措教育 落故 检费例施育 查 各队正、 副队长 各队安全员 正、副班长 各工班安全员 安全督岗岗员 奖惩 提高安全现场安全 提高预防 消除事故兑现 意识 生产 预测能力 隐患 确保施工全过程安全目标实现 说明：1、三无：无因工伤伤亡、无交通伤亡、无火灾及水灾事故

2、一控：控制年负伤频率在2‰以下

3、三消灭：消灭违章指挥、消灭违章作业、消灭惯性事故

安全保证体系框图

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