沖擊碾壓在公路工程中的應(yīng)用

摘要：文章主要結(jié)合工程實(shí)例，分別介紹了試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備工作及施工前的沖擊壓實(shí)試驗(yàn)嘗試，從而探討了公路施工中沖擊壓實(shí)試驗(yàn)及沖擊碾壓的施工技術(shù)流程，提出了自己的看法與意見，旨在公路施工過(guò)程中技術(shù)上的提高及工程質(zhì)量上的保證提供有利的措施。

關(guān)鍵詞：公路施工；沖擊壓實(shí)

1、沖擊碾壓技術(shù)

沖擊碾壓是巖土工程壓實(shí)技術(shù)的新發(fā)展。沖擊壓路機(jī)由牽引車帶動(dòng)非圓形輪滾動(dòng)，多邊形滾輪的大小半徑產(chǎn)生位能落差與行駛的動(dòng)能相結(jié)合沿地面對(duì)土石材料進(jìn)行靜壓、搓揉、沖擊的連續(xù)沖擊碾壓作業(yè)，形成高振幅、低頻率的沖擊壓實(shí)原理。目前以25KJ三邊形雙輪沖擊壓路機(jī)使用最多，其雙輪靜重12t，行駛最佳速度為12km/h，對(duì)地面產(chǎn)生集中沖擊力2000～2500KN，相當(dāng)于1111～1543kPa。這種高能量沖擊力周期性連續(xù)沖擊地面，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波，向下具有地震波的傳播特性，產(chǎn)生的沖擊碾壓功能達(dá)到超重型擊實(shí)功，可使地下深層的密實(shí)度不斷累積增加，滿足重型標(biāo)準(zhǔn)90% 壓實(shí)度以上的有效壓實(shí)厚度視不同土石材料性狀達(dá)1.0～1.5m，比現(xiàn)有振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械有更好的壓實(shí)功效，使被沖壓的土石填料更接近于彈性狀態(tài)，顯示出克服土石路基隱患的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

沖擊壓路機(jī)的技術(shù)特性決定較現(xiàn)行常規(guī)壓路機(jī)不同的壓實(shí)工藝，不采用現(xiàn)有壓路機(jī)壓半輪或部分重疊碾壓的施工方法，而是以沖擊力向土體深層擴(kuò)散分布的性狀，提出新的沖擊碾壓方法與施工工藝。沖擊壓路機(jī)雙輪各寬0.9m，兩輪內(nèi)邊距1.17m，行駛2次為1遍，其沖碾寬度4m。每遍第2次的單輪由第1次兩輪內(nèi)邊距中央通過(guò)，形成的理論沖碾間隙雙邊各0.13m，當(dāng)?shù)?遍的第1次向內(nèi)移動(dòng)0.2m沖碾后，即將第1遍的間隙全部碾壓。第3遍再回復(fù)到第1遍的位置沖碾，依次進(jìn)行至最終遍數(shù)。沖擊壓路機(jī)向前行駛在縱向沖碾地面所形成的峰谷狀態(tài)，應(yīng)以單雙兩遍為一沖壓?jiǎn)卧?，?dāng)雙數(shù)遍沖壓時(shí)，調(diào)整轉(zhuǎn)彎半徑，達(dá)到對(duì)形成的波峰與波谷進(jìn)行交替沖碾，使地面峰谷減小，表面接近平整。沖擊壓路機(jī)一般行駛按順時(shí)針與逆時(shí)針?lè)较蛎?遍進(jìn)行交換作業(yè)。各種土石路基沖碾20～40遍可以使路基形成厚1.0～1.5m的均勻加固層。

2、工程實(shí)例

當(dāng)路基中的填筑材料含石量較多，粒徑較大，一般在4～20cm之間，壓實(shí)要求其固體體積率達(dá)到87%以上。此時(shí)用普通振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，往往難以達(dá)到壓實(shí)度效果，尤其是上路床所需的壓實(shí)度，更是難以達(dá)到。最近幾年市政工程中運(yùn)用較多的沖擊式壓路機(jī)，在公路施工中也得到了廣泛的應(yīng)用，主要是在施工技術(shù)方面減少了許多路基的安全隱患。通過(guò)沖擊壓實(shí)機(jī)械，對(duì)被壓土體進(jìn)行靜壓、揉搓、沖擊，以其高振幅、低頻率進(jìn)行沖擊碾壓，使壓實(shí)面下的深層土石密度不斷增加，受沖擊壓實(shí)土體逐漸接近于彈性狀態(tài)，這一技術(shù)在土石壓實(shí)技術(shù)發(fā)展中起到了很大的進(jìn)步。與一般壓實(shí)機(jī)械相比，壓實(shí)效率可提高3-4倍，并具有高效率破裂舊水泥混凝土路面的能力。

為此，我們挑選了典型的含石量高宕渣路基作為試驗(yàn)段，事先試驗(yàn)段已用普通振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行充分碾壓，并均勻布點(diǎn)，測(cè)好原始的彎沉值和標(biāo)高。挑選了某知名品牌沖擊式壓路機(jī)，沖擊能量為30KJ，其雙輪靜重13.6t，行駛最佳速度為10-15km/h。沖壓5遍后，測(cè)好各布設(shè)點(diǎn)標(biāo)高，較原始標(biāo)高平均下降量為5.7cm；沖壓10遍后，較上次標(biāo)高平均下降量為3.3cm；沖壓15遍后，較上次標(biāo)高平均下降量為2.6cm；沖壓20遍后，較上次標(biāo)高平均下降量為0.9cm。碾壓下降量已很少，于是終止沖壓，并重測(cè)各點(diǎn)彎沉。經(jīng)計(jì)算后成果較原始彎沉值減少了47（0.01mm），平均總下降量為12.5 cm。由此可以看出，沖擊式壓路機(jī)對(duì)含石量高宕渣路基的壓實(shí)效果遠(yuǎn)大于普通振動(dòng)壓路機(jī)，且從壓完的路基表面看，空隙明顯減少，路基板結(jié)性有了很大提高。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，為使含石量高宕渣路基或石方路基達(dá)到上路床所需的壓實(shí)度。根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)，對(duì)所有路基進(jìn)行了沖擊碾壓20遍后，再用細(xì)宕渣或砂性土作好最后的補(bǔ)高和平整，最后用普通振動(dòng)壓路機(jī)碾壓。如此既解決了所需的壓實(shí)度和彎沉問(wèn)題，又達(dá)到路基所需標(biāo)高與平整度的要求。另外，延伸到老路加寬方面，新老路基如何能很好地成為整體，一直是個(gè)難題。沖擊碾壓后形成良好的板結(jié)效果就能很好地解決新老路基的拼接問(wèn)題。

3、結(jié)論與建議

沖擊碾壓是采用強(qiáng)大的沖擊力對(duì)土體施加沖擊壓實(shí)功能，土體中原有的水分和空氣被擠出，土顆粒在強(qiáng)大的沖擠力下重排列，較少的顆粒被擠到大顆粒的縫隙中，形成二次沉降，從而使土體形成密度很高的板塊，提高了路基強(qiáng)度和承載能力，有效地減少路基工后的沉降變形。暴雨過(guò)后，沖碾路段與未沖碾路段比較，經(jīng)沖碾的路段表面堅(jiān)實(shí)，雨水難以滲入，行車不易打滑和濕陷。通過(guò)半年多來(lái)對(duì)已完成的填方路基沉降觀測(cè)，證明該施工工藝能夠大大減少填方路基的工后沉降，有效保證了填方路基的填筑質(zhì)量。

科學(xué)應(yīng)用沖擊碾壓技術(shù)。用于基底時(shí)，應(yīng)根據(jù)基底土質(zhì)性質(zhì)和天然含水量論證是否進(jìn)行沖擊碾壓，對(duì)于軟弱地基是不適宜用沖擊碾壓方法的，對(duì)于非軟弱土地基進(jìn)行沖擊碾壓前要做試驗(yàn)段，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定碾壓遍數(shù)和沉降量，保證基底壓實(shí)度不小于90%；同時(shí)避免出現(xiàn)軟彈和震動(dòng)液化現(xiàn)象。用于路基土方填筑時(shí)，黏性土、砂礫石和土石混合填料宜采用沖擊碾壓，沖擊碾壓前要做試驗(yàn)段，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定碾壓遍數(shù)和沉降量。特別是用于石方路基或含石量多的宕渣路基時(shí)，最能發(fā)揮沖擊式壓路機(jī)的作用與功效。

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