液壓夯實(shí)在G205線(xiàn)國(guó)道改造工程中的應(yīng)用研究

蘇慶波 李 斌

(1.惠州市道路橋梁勘察設(shè)計(jì)院，廣東惠州 516001;2.貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測(cè)中心有限責(zé)任公司，貴州貴陽(yáng) 550081)

0 引言

為全面提高干線(xiàn)公路綜合服務(wù)水平，充分發(fā)揮干線(xiàn)公路承上啟下的銜接作用，提升其在公路運(yùn)輸體系中的地位，逐步形成以高速公路為主體的收費(fèi)公路網(wǎng)絡(luò)和以普通公路為主體的免費(fèi)公路網(wǎng)絡(luò)，充分體現(xiàn)兼顧效率與公平的原則，交通運(yùn)輸部將G205線(xiàn)作為干線(xiàn)公路改造示范工程。力爭(zhēng)通過(guò)示范工程，踐行交通行業(yè)最新設(shè)計(jì)理念與方法，解決一些運(yùn)營(yíng)中影響質(zhì)量、安全、暢通等突出的交通問(wèn)題;示范一些交通行業(yè)在安全、環(huán)保、節(jié)約及低碳等方面的先進(jìn)技術(shù)成果;努力打造出一條暢通、安全、舒適、美觀的示范樣板路，服務(wù)沿線(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，引領(lǐng)“十二五”期間交通運(yùn)輸部干線(xiàn)公路升級(jí)改造工程發(fā)展方向。

國(guó)內(nèi)很多專(zhuān)家、學(xué)者、工程技術(shù)人員對(duì)液壓夯實(shí)在路基臺(tái)背回填、填挖交界處的應(yīng)用做了很多試驗(yàn)研究工作，但是在路基擴(kuò)建的應(yīng)用研究較少［1，2］。

在此背景下，結(jié)合G205國(guó)道惠州陳江至深圳段改建工程的實(shí)際情況，針對(duì)改建路段多為圩鎮(zhèn)路段，兩側(cè)居民樓房較多，而路基需向左右兩側(cè)拓寬0 m～8.5 m不等，施工場(chǎng)地狹窄，傳統(tǒng)的壓實(shí)機(jī)械無(wú)法施工，新舊路基容易產(chǎn)生不均勻沉降，從而在擴(kuò)建的路面上產(chǎn)生縱向裂縫病害的問(wèn)題。業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工三方一起在沿線(xiàn)圩鎮(zhèn)段開(kāi)展了液壓夯實(shí)在擴(kuò)建路基中的應(yīng)用研究。

1 試驗(yàn)方案

1.1 液壓夯實(shí)機(jī)的工作原理

液壓夯實(shí)機(jī)是一種新型高效液壓夯實(shí)機(jī)械，該機(jī)錘重3 t，在重力和液壓力的作用下，強(qiáng)制下落對(duì)路基進(jìn)行壓實(shí)，并在液壓油缸的作用下實(shí)現(xiàn)快速的上下往復(fù)動(dòng)作，在裝載機(jī)或挖掘機(jī)工作裝置的牽引下，可以機(jī)動(dòng)靈活地對(duì)公路路基不同位置進(jìn)行準(zhǔn)確、快速壓實(shí)，從而滿(mǎn)足對(duì)沖壓作業(yè)面積進(jìn)行單點(diǎn)或連續(xù)的壓實(shí)要求。根據(jù)需要，夯擊能量按提錘的高度有低、中、強(qiáng)三檔可調(diào)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)一、二、三檔)，產(chǎn)生的最大夯擊勢(shì)能可達(dá)36 kJ，最大夯擊勢(shì)能時(shí)的頻率可達(dá)20次/min，擊實(shí)頻率也可以根據(jù)不同的工況設(shè)為自動(dòng)與手動(dòng)兩種不同的操作模式，能夠滿(mǎn)足不同工況的要求(如圖1所示)。

圖1 液壓夯實(shí)機(jī)工作原理圖

液壓夯實(shí)機(jī)夯點(diǎn)一般布置圖見(jiàn)圖2。

圖2 液壓夯實(shí)機(jī)夯點(diǎn)一般布置圖（單位：cm）

1.2 試驗(yàn)方法

1)利用 ωopt=12.8%，ρdmax=1.80 g/cm3的普通填料，在 ωopt－2≤ω≤ωopt+6的狀況下，液壓夯實(shí)機(jī)采用三檔6錘、9錘、12錘、15錘，分別測(cè)定擴(kuò)建路基的累計(jì)夯沉量及路床底下1.0 m處壓實(shí)度的變化情況，試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果取標(biāo)準(zhǔn)值;

2)對(duì)含水量偏大，密實(shí)度達(dá)不到要求的擴(kuò)建路基，采用兩組進(jìn)行液壓夯實(shí)施工，第一組采用三檔9錘間隙型進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)后，待孔隙水壓力消散后，再將相鄰兩個(gè)夯坑之間進(jìn)行二次三檔9錘的補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)，擴(kuò)建路基路床下1.0 m的壓實(shí)度及承載力變化情況，試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果取標(biāo)準(zhǔn)值。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

1)不同檔位下，累計(jì)夯擊量與累計(jì)夯沉量及壓實(shí)度的關(guān)系。

a.從圖3可以看出，對(duì)于三檔作業(yè)，夯沉量在9錘時(shí)，夯沉量已達(dá)205mm，但之后變化趨勢(shì)趨緩;二檔作業(yè)，夯沉量一直隨著夯擊數(shù)的增加而勻速增加;一檔作業(yè)，夯沉量隨著夯擊數(shù)的變化較慢，18擊時(shí)累計(jì)夯沉量?jī)H為78 mm。綜合比較，普通填料在ωopt－2≤ω≤ωopt+6的狀況下，三檔工作效率較高。

b.從圖4可以看出，不同檔次，在3擊～6擊時(shí)，路床底下1 m處，路基壓實(shí)度變化較大，而后趨緩。主要原因是隨著錘擊數(shù)的增加，夯擊能量向路基深層傳播，均勻地提高深層路基的壓實(shí)度［2］，且三檔作業(yè)時(shí)，普通填料在ωopt－2≤ω≤ωopt+6的狀況下，9錘～12錘，路床底下1.0 m處壓實(shí)度已能達(dá)到規(guī)范要求［3］。

2)三檔作業(yè)，對(duì)含水率偏大的路段，二次液壓夯實(shí)補(bǔ)強(qiáng)的效果。

圖3 夯沉量與液壓夯實(shí)機(jī)不同檔位夯擊數(shù)關(guān)系圖

圖4 壓實(shí)度與液壓夯實(shí)機(jī)不同檔位夯擊數(shù)關(guān)系圖

表1 二次補(bǔ)強(qiáng)的壓實(shí)度及承載力變化統(tǒng)計(jì)表

從表1可以看出，對(duì)含水率偏大的路段，當(dāng)?shù)谝唤M采用三檔9錘間隙型進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)時(shí)，待孔隙水壓力消散后，再進(jìn)行二組補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)，可以滿(mǎn)足規(guī)范要求。

3 結(jié)語(yǔ)

1)在不同檔位下，累計(jì)夯擊數(shù)與累計(jì)夯沉量及壓實(shí)度的試驗(yàn)結(jié)果可知，普通填料在ωopt－2≤ω≤ωopt+6的狀況下通過(guò)三檔9錘～12錘的夯實(shí)作業(yè)，能夠較好地提高擴(kuò)建路基的壓實(shí)度，減小新舊路基間的不均勻沉降。

2)對(duì)含水率偏大的擴(kuò)建路基，通過(guò)二組補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)，路基壓實(shí)度及承載能力能得到較大提高，滿(mǎn)足使用要求。

3)試驗(yàn)路段為圩鎮(zhèn)路段，兩側(cè)居民樓房較多，但在試驗(yàn)過(guò)程中，由于功率及機(jī)械較小，未發(fā)現(xiàn)由于夯擊而導(dǎo)致周邊房屋開(kāi)裂等現(xiàn)象，周邊居民在施工過(guò)程中情緒也極為穩(wěn)定，所以，液壓夯實(shí)較適用于此類(lèi)狹隘場(chǎng)地的施工。

［1］劉本學(xué)，郝 飛，張志峰，等.高速液壓夯實(shí)機(jī)動(dòng)力學(xué)模型試驗(yàn)［J］.長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009，29(1):95-98.

［2］王君強(qiáng).高速液壓夯實(shí)技術(shù)應(yīng)用研究［J］.山西建筑，2008，34(7):284-285.

［3］JTG D30-2004，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.