路面施工沖壓技術(shù)

張寶山

（黑龍江省收費(fèi)公路管理局牡丹江管理處，黑龍江，牡丹江，157000）

路面施工沖壓技術(shù)

張寶山

（黑龍江省收費(fèi)公路管理局牡丹江管理處，黑龍江，牡丹江，157000）

文章結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)，提出了沖壓技術(shù)應(yīng)用的一些結(jié)論。

路面施工沖擊技術(shù)

近年來(lái)，沖擊壓實(shí)技術(shù)在舊水泥混凝土路面改造工程中逐漸得到廣泛應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)通過(guò)采用沖壓機(jī)械沖擊壓實(shí)舊水泥路面板，能有效減少和緩解反射裂縫，且能夠形成嵌鎖穩(wěn)固的新路面底基層，為加鋪層提供均勻穩(wěn)定的支撐體系。

一、工程實(shí)例

某路線全長(zhǎng)65.48km，設(shè)計(jì)公路等級(jí)為二級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度為60km／h，設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)取公路一Ⅱ級(jí)。土質(zhì)調(diào)查情況為：硬塑高液限黏土及硬塑低液限黏土。舊路面包括瀝青路面和水泥混凝土路面兩種。此方案主要針對(duì)舊水泥混凝土路面相關(guān)路段。其中：K34+599.60～K55+518.00為連續(xù)的舊水泥混凝土路面：其他為不連續(xù)的穿越集鎮(zhèn)水泥路，路況相對(duì)較好。

后續(xù)施工中面對(duì)的主要問(wèn)題有：沖碾后采用何種封層；沖壓的沉降量、回彈彎沉可能與設(shè)計(jì)預(yù)期不符，加鋪路面結(jié)構(gòu)的厚度需重新調(diào)整，應(yīng)遵循什么原則；目前施工指南以前后兩次沖碾沉降小于5mm為沖碾最終的控制指標(biāo)，是否能以彎沉和表面裂紋作為確定沖擊次數(shù)的指標(biāo)。

二、施工與檢測(cè)

1、方案實(shí)施基本原則

基于本試驗(yàn)段沖碾基本情況，確定本方案實(shí)施基本原則如下：

（1）分段原則。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，各路段在相同沖碾遍數(shù)表現(xiàn)出明顯不同的效果，這說(shuō)明各路段在原路面狀況上存在很大差異。因此需對(duì)整個(gè)路段的沖碾進(jìn)行詳細(xì)分段。

（2）動(dòng)態(tài)原則。因原路面狀況差異較大，很難在事先確定具體施工方案(如沖碾遍數(shù)等)，需要進(jìn)行沖碾過(guò)程中的動(dòng)態(tài)跟蹤檢測(cè)，為停止施工及后續(xù)的分段路面設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)參數(shù)。

2、總體方案

（1）制定前期交通部分封閉方案及施工關(guān)鍵期的全封閉方案；（2）處理堆填土方，避免水份在舊路面?zhèn)让婕?，進(jìn)一步增大舊路面基層、土基含水量；（3）可以實(shí)施的路段要提前進(jìn)行排水設(shè)施的設(shè)置和完善；（4）沖碾施工過(guò)程。具體實(shí)施步驟為：進(jìn)行檢驗(yàn)性碾壓，檢測(cè)后進(jìn)行分段；明確各分段的沖碾過(guò)程中檢測(cè)方案及沖碾停止控制標(biāo)準(zhǔn)；分段施工，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，及時(shí)處理檢測(cè)數(shù)據(jù)，并根據(jù)結(jié)果判斷是否進(jìn)行下一步?jīng)_碾；沖碾結(jié)束后，進(jìn)行更詳細(xì)的檢測(cè)。采集設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；分段設(shè)計(jì)加鋪路面結(jié)構(gòu)；實(shí)施后續(xù)施工。

3、各工序的方法、標(biāo)準(zhǔn)

沖碾前檢測(cè)位置的確定。檢測(cè)位置的確定主要為取芯及含水量測(cè)試服務(wù)，根據(jù)破損及地下水位情況選取代表性位置若干。沖碾前檢測(cè)。沖碾前檢測(cè)除去取芯和含水量檢測(cè)外，還應(yīng)包括高程、回彈彎沉檢測(cè)。檢驗(yàn)性碾壓(小于5遍)中檢測(cè)。在檢驗(yàn)性碾壓過(guò)程中，需進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容主要包括高程、表觀狀況、回彈彎沉。分段，初定各段方案。以回彈彎沉為主要指標(biāo)，以沉降量為輔，進(jìn)行試驗(yàn)段的分段。以沉降量為指標(biāo)確定施工預(yù)案。繼續(xù)沖碾路段的施工中檢測(cè)。在檢驗(yàn)性沖碾后，對(duì)于符合沉降變化規(guī)律且回彈彎沉未達(dá)到停止沖碾標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)段，需進(jìn)行進(jìn)一步?jīng)_碾，且需進(jìn)一步檢測(cè)。對(duì)高程、表觀狀況按2遍沖碾，進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，并及時(shí)處理數(shù)據(jù)，判斷沉降量是否收斂，不收斂且不出現(xiàn)異常的情況下(出現(xiàn)突然增大甚至波動(dòng))，才能繼續(xù)進(jìn)行沖碾?；貜棌澇羷t在出現(xiàn)異?；虺两盗渴諗繒r(shí)才需要進(jìn)行一次檢測(cè)。

4、施工過(guò)程中特殊情況的處置

在沖碾過(guò)程中，舊水泥混凝土路面可能出現(xiàn)的嚴(yán)重病害有唧泥、局部破碎嚴(yán)重等情況，沖碾結(jié)束后需采取相應(yīng)處置方法。如移除碎塊，清除軟弱層、細(xì)小碎屑，回填水穩(wěn)等。

三、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析

1、試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)

該公路選取兩個(gè)試驗(yàn)段為：K41+140-K41+500，K42+860～K43+060，長(zhǎng)度分別為360m和200m。其中前一段落屬于整個(gè)路段中整體狀況相對(duì)較好的區(qū)段，后一段落屬狀況相對(duì)較差區(qū)段。對(duì)以上兩個(gè)沖壓試驗(yàn)段均進(jìn)行了12遍沖壓后進(jìn)行檢測(cè)，其數(shù)據(jù)變化情況如下：

（1）表觀狀況(K41+140～K41+500段)：現(xiàn)場(chǎng)沖壓后表觀狀態(tài)照片見(jiàn)圖1。

（2）沉降量變化情況見(jiàn)圖2、圖3。

（3）彎沉變化情況見(jiàn)圖4、圖5。

（4）回彈模量變化情況。在兩個(gè)試驗(yàn)段內(nèi)分布了6個(gè)回彈模量測(cè)試點(diǎn)，這些點(diǎn)的測(cè)試是在舊路基素土層頂沖壓后測(cè)得。沖壓12遍后，在鄰近位置進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)比情況圖見(jiàn)圖6。

（5）含水量變化情況。含水量變化情況在沖壓前、5遍后沖壓前和沖壓10遍后測(cè)試，比較情況如下見(jiàn)圖7。

2、12遍沖壓后數(shù)據(jù)分析總結(jié)

（1）表觀狀況：沖壓12遍后，板塊表面裂縫主要為縱向裂縫，裂縫間距約30cm左右，縱縫處是破碎過(guò)程中的薄弱位置，在此處出現(xiàn)了明顯的上層混凝土碎裂，還有一些橫縫處也出現(xiàn)了類似的情況，表明這些位置的下臥層強(qiáng)度較低。

（2）含水量：在沖壓12遍后，含水量并沒(méi)有顯著的變化，表明沖壓過(guò)程中未發(fā)生毛細(xì)水上升、路基整體含水量增大的現(xiàn)象，這表明12遍沖壓后，仍不存在由此原因?qū)е碌穆坊w失穩(wěn)問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員描述，局部位置存在板塊整體向路肩位置移動(dòng)的趨勢(shì)，這可能因?yàn)槁坊拷芳缥恢酶浇鼜?qiáng)度更弱。

（3）沉降量：原來(lái)狀況較好區(qū)段在沖壓10遍之后，在10～12遍之間趨于收斂，而原來(lái)狀況較差區(qū)段沉降量仍未出現(xiàn)收斂趨勢(shì)。

（4）回彈彎沉數(shù)據(jù)：路況較差的區(qū)段在沖壓7遍以后，變異系數(shù)減小，而原來(lái)狀況較好的區(qū)段在沖壓5遍時(shí)變異系數(shù)較小。

（5）同彈模量：由素土頂面沖壓前后的回彈模量比較可知。因沖壓前后測(cè)試位置稍有變化，有一點(diǎn)的回彈模量有較大降低，其他點(diǎn)的回彈模量均有一定程度提高，最高增大28.9%，最小增大7.2%，平均增加18.7%，表明沖壓過(guò)程后半段，在板塊破碎后，對(duì)舊路基、基層的壓密效果明顯。

3、13-16遍沖壓效果分析研究13～16遍沖壓是為了研究沖壓在已破碎板塊，且對(duì)舊路基、基層有一定補(bǔ)充壓實(shí)效果后，進(jìn)一步增加沖壓遍數(shù)能否進(jìn)一步提高壓實(shí)度。最后四遍沖壓主要進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目包括：沉降量、回彈彎沉與壓實(shí)度等。

壓實(shí)度：根據(jù)12遍后和16遍后的壓實(shí)度檢測(cè)數(shù)據(jù)(12遍后有效數(shù)據(jù)4個(gè)，16遍時(shí)9個(gè)，主要是0.3m～0.5m及0.5m～0.75m范圍取樣的點(diǎn))比較，在13-16遍沖壓過(guò)程中，舊基層、路基的壓實(shí)狀況變差。

沉降：根據(jù)沉降檢測(cè)結(jié)果，K41+330、K41+360在14遍沖壓后和16遍沖壓后的沉降量較大，有10cm左右。表明該位置有可能失穩(wěn)，后續(xù)要采用加固措施處理。

回彈彎沉：根據(jù)14遍和16遍后的回彈彎沉檢測(cè)數(shù)據(jù)，與前面的回彈彎沉比較，變異系數(shù)增大。因此原結(jié)論仍成立。

四、小結(jié)

1、數(shù)據(jù)分析表明：按照板塊破碎完成(表觀狀況)，回彈彎沉變異系數(shù)也較小的標(biāo)準(zhǔn)考慮，施工沖碾次數(shù)可按較好路段可取沖壓7-8遍，較差路段5～6遍，此階段主要完成板塊破碎。這種工程狀況下沖壓次數(shù)是否合理尚需經(jīng)過(guò)試驗(yàn)段長(zhǎng)期觀測(cè)結(jié)果來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證。

2、通過(guò)增加沖壓遍數(shù)補(bǔ)充壓實(shí)舊路基、基層的效果不明顯。

3、沖壓過(guò)程中形成的局部碎裂嚴(yán)重、出現(xiàn)“彈簧”等位置必須進(jìn)行清理、開(kāi)挖、回填處理。

TU789

1674-3954（2011）03-0170-01