第29卷 第6期
2 0 0 9年 1 2月
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文章编号：1671—2579(2009)06-0071—04
CIR与 CIS系统在冲击压实施工中的应用及展望
苏卫国，李铭政 ，黄志松 ，吕蒋聪
(华南理工大学 土木与交通学院，广东 广州 510640)
摘 要：通过对冲击压实技术在现行工程实践中所采用的质量控制方法归纳总结，引出
国外新型质量控制技术 ，CIR系统与 CIS系统。对两系统的组成、运行原理及在实际工程中
的应用进行了介绍。根据国外现有经验，在路基改 良和回填材料压实工程中，CIR系统与
CIS系统通过测量每一次冲压时土体材料对冲压机滚轮产生的减速度峰值，结合全球卫星定
位系统 GPS的使用，能够快捷、量化、准确地对冲击压实施工进行质量控制。
关键词：冲击压实；CIR系统；CIS系统；减速度峰值 ；GPS系统；破裂稳固
冲击压实机 由牵引机和多边形压实轮两部分组
成。其作用原理为：牵引机拖动压实轮滚动，压实滚轮
多边形非圆曲线地对压实面施以揉压一碾压一冲击的
综合作用，使土体从上部至下部深层随着冲击力的传
递得到压实。冲击压实机可用于路基处理 ，深层填料
压实以及旧水泥混凝土路面的破裂稳 固。
工程所采用的质量控制手段也已呈现多样性 、综
合性、高效性 的趋势。常用的方法包括“水准仪 一标
尺”检测沉降量法、环刀法、灌砂法、瑞利波试验、贝克
曼梁、加州承载比(CBR)、动态圆锥贯入仪(DCP)、落
锤式弯沉仪(FWD)、静(动)力触探 、旁压试验、土性
分析和压缩试验等。2001年，南非 LandPac公司自主
研发出新一代的质量控制系统并取得专利 ，即连续冲
击动力荷载响应检测系统 (CIR—Continuous Impact
Response)，随后还开发出其辅助系统 ，实 时连续感应
沉降测量(CIS—Continuous Induced Settlement)。笔
者就 CIR与 CIS系统的产生背景、系统组成 、运作原
理 ，通过工程使用实例 ，对其进行介绍，并展望其引入
国内使用的前景。
1 传统压 实质量控制方法的缺 陷
传统的压实规范和质量控制方法都跟传统压实机
械的压实功能相适应 ，即对应 于较薄的被 压实填料层
厚 ；当层厚较厚时，则必须分层碾压，填料 密实度呈阶
梯状分布。对于多边形钢轮冲击压实机强大的压实功
能，传统的压实规范和质量控制方法变得不太适应。
收稿 日期 ：2009-05—13
作者简介 ：苏卫 国，男，博士 ，副教授．E—mail：suwg@scut．edu．cn
传统压实质量控制方法主要有以下局限性 ：
(1)试验材料与实际施 工时材料 的数量 比很 低
(通常可达到 l：100 ooo)。
(2)试验数据与现场施工实际状况之间的差异没
有适 当有效的换算方式。
(3)成果相对试验数据 的再现性差。
(4)冗长的试验周期 ，特别是材料层厚较厚时。
(5)待试 验 材料 由多种 材 料 组成 时 难 以进 行
试验 。
鉴于以上局限，于 2001年开发了新 的压实规范和
质量控制方法 。
2 连续冲击动力荷载响应检测 系统
冲击压实机在冲压路面的同时还可以检测路基对
冲击压路机所造成动力荷载的即时响应 。CIR系统主
要包括一个加速度传感器和一个 GPS接收器。这两
个仪器分别用于检测减速度峰值和记录冲压机滚轮每
一 下冲击的地理坐标位置 。
2．1 CIR系统组成及运作原理
CIR系统配置如图 1所示。加速度传感器安装于
两滚轮间的车轴上，GPS接收器安装于冲击压实机的
驾驶室 。
2．1．1 冲击动力荷载即时响应
CIR系统利用一个安装在两个滚轮之间车轴上的
加速度传感器，连续地获取路基对滚轮的减速度信号，
并记录其峰值。当路基材料处于松散状态时，大部分
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实时 ClR数据获取
图 1 加速度传感器与 GPS接收器安装示葸 图
的压实能量会使土体产生不可 回弹的塑性形变。在这
个阶段 ，土体对滚轮产生的响应相对轻微 ，相应测得的
减速度数值亦相对小。通常是(3～51)g。进一步的冲
压 ，使路基材料的密度得到提升。由于路基土体材料
的刚度与密度成一定函数关系，因此 ，随着路基材料状
态向着弹性阶段靠近，所测得的冲压响应显示出路基
材料的刚度也在不断提升。当土体状态达到弹性阶段
时 ，所测出的减速度峰值将会提高 ，一般达(6～10)g。
冲压初始阶段与最终阶段减速度峰值变化的典型规律
如图 2所示。
图中所示遍数为冲压遍数。以三边形滚轮为例 ，
在宽度为 4 in的路线(工作面)上走两次(一个来回)，
赵
型
丰≈
时间／s
图 2 初始 与最终