簡(jiǎn)析沖擊碾壓技術(shù)在公路路基施工中的應(yīng)用

喬永峰

摘 要：沖擊碾壓技術(shù)作為一種新工藝、新技術(shù)，被交通工程廣泛的應(yīng)用，文章對(duì)沖擊碾壓技術(shù)的特點(diǎn)以及施工工藝展開(kāi)了論述，重點(diǎn)對(duì)沖擊碾壓技術(shù)在公路路基施工中的應(yīng)用范疇進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：公路工程；路基施工；沖擊碾壓技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）24-0067-01

1 沖擊碾壓技術(shù)的定義

沖擊碾壓技術(shù)是指在施工過(guò)程中運(yùn)用沖擊式壓實(shí)機(jī)和壓實(shí)輪，在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，壓實(shí)輪能夠?qū)⒂筛呶粍?shì)能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)化得以完成，進(jìn)而使從低地面有較深層的沖擊能量產(chǎn)生，再與揉壓、滾壓的聯(lián)合作用相結(jié)合，形成土體材料之間有變形、位移及剪切，使土石的密度及作用的深度增加，對(duì)深層土石的壓實(shí)得以完成。這樣一來(lái)，在反復(fù)的壓實(shí)輪作用下及牽引機(jī)的使用中，即可完成大面積的路基壓實(shí)。沖擊碾壓即采用強(qiáng)大的沖擊力，以對(duì)土體施加沖擊壓實(shí)功能，實(shí)現(xiàn)土體內(nèi)部的空氣和水分被擠出，土體顆粒在強(qiáng)大沖擊力的作用下重新排列，內(nèi)部較小的顆粒被擠入大顆?？p隙，并形成二次沉降，進(jìn)一步將土體的密實(shí)度提升，最終減少路基施工后沉降，以及提升路基承載力的目的。

2 沖擊碾壓技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 路基有良好的沖擊壓實(shí)效果，施工速度相對(duì)較快

若提升路基的壓實(shí)度，在對(duì)路基進(jìn)行一定程度的沖擊碾壓之后，會(huì)在不同的深度情況下，使壓實(shí)度得到適當(dāng)?shù)奶嵘Ｔ谀雺褐螅?6%的壓實(shí)度能夠與指標(biāo)相滿(mǎn)足，進(jìn)一步增強(qiáng)路基土中的穩(wěn)定性。在碾壓之后的土工試驗(yàn)中看出，在飽和前后，壓縮性指標(biāo)會(huì)普遍減小，提升路基的整體強(qiáng)度。并且能有效增大路段中的回彈模量，使相應(yīng)的變沉值減小，減小路基土工之后的沉降變形。在碾壓前后，壓縮模量的變化范圍內(nèi)，會(huì)使壓縮性逐漸降低，增大壓縮模量，并且在碾壓的過(guò)程中，碾壓的數(shù)量及壓沉量也在逐漸增加。在對(duì)最大干密度的空隙體積進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，會(huì)明顯降低沖擊碾壓后的空隙體積差值，進(jìn)一步改善沉降變形現(xiàn)象。

2.2 低頻高振幅的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的振動(dòng)式壓路機(jī)屬于高頻低振幅，然而沖擊壓路機(jī)屬于低頻高振幅動(dòng)力特征。在沖擊荷載上，可以達(dá)到3 000 kN左右，沖擊能量可能達(dá)到25 kJ左右。壓實(shí)輪對(duì)地面沖擊頻率達(dá)到2 s/次，并且對(duì)低頻大振幅的沖擊波發(fā)出，能夠向深層的地下傳播，地震波存在極為明顯的傳播特性，振動(dòng)式壓路機(jī)能夠使地面有聯(lián)合沖擊作用產(chǎn)生，該作用動(dòng)能與勢(shì)能的產(chǎn)生是相聯(lián)合的，具有強(qiáng)夯和振擊的雙重作用。

2.3 能量高、尺寸深

與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，在某高速公路中的砂礫路基和窯渣上，使速度控制在12 km/h，在對(duì)25 N三邊形的雙輪沖擊壓路機(jī)中，實(shí)施30遍左右的沖擊碾壓之后，壓實(shí)效果會(huì)產(chǎn)生在深度為25 m的位置，與其他裝置相對(duì)比，沖擊力的獲取值的火氣的力度相對(duì)較深，產(chǎn)生增大密度的情況，與目前的壓實(shí)性相比，沖擊碾壓技術(shù)有極為優(yōu)質(zhì)的作用。在處理過(guò)土體之后，模式會(huì)接近于彈性模式，相應(yīng)會(huì)消除此時(shí)所產(chǎn)生的不利因素。

3 公路工程沖擊碾壓施工的施工工藝

公路工程沖擊碾壓施工的施工工藝如圖1所示。

3.1 沖擊碾壓技術(shù)的施工方法

標(biāo)準(zhǔn)的沖擊碾壓機(jī)的亮度輪子寬為0.9 m，內(nèi)邊距為1.17 m，每周期來(lái)回各進(jìn)行一次碾壓，而且碾壓路寬達(dá)到4 m左右。當(dāng)沖擊輪的接觸面積和路基達(dá)到45 ？觷時(shí)，會(huì)有最高的能量利用率，此時(shí)的沖擊力達(dá)到最大范圍。為了使沖擊壓路機(jī)對(duì)路基實(shí)施均勻碾壓，以單個(gè)流程為例，后半程每周期都應(yīng)根據(jù)前半程行駛的中間路線實(shí)施壓實(shí)處理，理論的雙邊間隙為0.125 m，接下來(lái)的周期范圍內(nèi)，前一次碾壓僅需要向內(nèi)側(cè)實(shí)施0.2 m左右的調(diào)動(dòng)即可，然后從中央實(shí)施操作，通過(guò)反復(fù)不斷循環(huán)，即可加固路面的無(wú)縫隙碾壓得以實(shí)現(xiàn)。所以，對(duì)于真正意義上的碾壓?jiǎn)卧?，各進(jìn)行兩次的來(lái)回碾壓操作，每?jī)芍芷谕瓿刹僮髦?，?yīng)與當(dāng)?shù)丨h(huán)境相結(jié)合，對(duì)轉(zhuǎn)彎長(zhǎng)度實(shí)施定期更改，這樣才能使路面峰谷高度差得以控制，有效避免路面出現(xiàn)不平整現(xiàn)象。通常情況下，沖擊壓路機(jī)行駛是根據(jù)順時(shí)針和逆時(shí)針的方向?qū)嵤┪灞榈慕粨Q作用。一般從邊坡坡腳一側(cè)，采用順時(shí)針?lè)较驅(qū)_擊過(guò)程實(shí)施操作，并將行駛中的碾壓面中心作為軸線，左右兩輪與直線錯(cuò)位沖壓相結(jié)合，全段路面通過(guò)排壓處理后向內(nèi)沖壓，五六個(gè)周期相互交錯(cuò)。根據(jù)路面情況和天氣對(duì)具體的排壓次數(shù)和沉降量進(jìn)行確定。結(jié)合多年的施工操作，通常操作周期應(yīng)達(dá)到20個(gè)以上，沖壓后對(duì)路面采用平地機(jī)實(shí)施整平，再進(jìn)行稍微沖擊壓實(shí)，即可獲取良好的施工效果。

3.2 沖擊碾壓施工的流程

采用“先兩邊，后中間”的原則對(duì)整個(gè)碾壓過(guò)程進(jìn)行操作，行駛是根據(jù)12 km/h左右的速度，結(jié)合設(shè)定好的參數(shù)依次對(duì)路面實(shí)施來(lái)回沖壓，直至檢測(cè)到的參數(shù)與國(guó)家相關(guān)規(guī)定相符即可。在施工之前，若被測(cè)高速公路地基有軟彈出現(xiàn)而無(wú)法對(duì)碾壓進(jìn)行操作時(shí)，應(yīng)及時(shí)上報(bào)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，結(jié)束施工作業(yè)，其施工流程主要包括以下幾方面：

①碾壓施工前，應(yīng)對(duì)必要的標(biāo)記進(jìn)行布設(shè)，特別是對(duì)沉降位置估算的分布狀況，通過(guò)對(duì)施工路面的水分比例進(jìn)行檢測(cè)，使含水量保持在規(guī)定值范圍內(nèi)，對(duì)前期記錄做好。②施工之前還應(yīng)檢測(cè)路基的密實(shí)度，一般每100 m設(shè)置2個(gè)以上的參考位置，并對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)記錄好。③在公路路基上，沖擊碾壓機(jī)以10～15 km/h的速度進(jìn)行來(lái)回潮州，1/3的輪寬進(jìn)行重疊，使整個(gè)路基表面得以覆蓋，將坑洼現(xiàn)象減少。④采用平地機(jī)對(duì)由于過(guò)大沖擊壓力導(dǎo)致路面峰谷出現(xiàn)的路面實(shí)施壓實(shí)處理。同時(shí)也可采用灑水機(jī)處理嚴(yán)重的灰塵問(wèn)題。⑤對(duì)于路面出現(xiàn)死角的現(xiàn)象，可在完成整個(gè)沖擊碾壓之后，運(yùn)用振動(dòng)壓實(shí)方法實(shí)施三個(gè)周期左右的操作。

4 公路施工中沖擊碾壓技術(shù)的注意事項(xiàng)

4.1 沖擊碾壓技術(shù)的正確使用

對(duì)于沖擊壓路機(jī)而言，應(yīng)將4 cm的壓實(shí)厚度作為計(jì)算單元，兩次為一遍，嚴(yán)格按照施工沖擊碾壓技術(shù)進(jìn)行操作。而單輪沖擊壓實(shí)機(jī)則應(yīng)根據(jù)輪寬計(jì)算單位，一次壓實(shí)為一遍。

4.2 對(duì)構(gòu)造物的安全距離進(jìn)行嚴(yán)格控制

必須使結(jié)構(gòu)物的完整性得到保障，嚴(yán)格按照沖擊碾壓的范圍實(shí)施操作?？刂茦?gòu)造物和沖擊壓實(shí)輪的輪邊，使其達(dá)到超過(guò)1 m的安全距離。將構(gòu)造器上的填土厚度保持在超過(guò)2.5 m。

4.3 沖擊壓路機(jī)機(jī)型的合理選擇

現(xiàn)階段，沖擊壓路機(jī)存在幾十多種的類(lèi)型，但在選擇的過(guò)程中，若存在不合理現(xiàn)象，則會(huì)直接影響施工的質(zhì)量。通常，對(duì)于土石混填路堤的分層壓實(shí)、路床與路基的檢驗(yàn)性填石和補(bǔ)壓而言，采用25 kJ三邊形雙輪沖擊壓路機(jī)最為適宜。對(duì)于分層壓實(shí)的土質(zhì)路堤和改建的水泥路面而言，對(duì)25 kJ五邊形雙輪沖擊壓路機(jī)進(jìn)行使用。

4.4 沖擊碾壓的含水量范圍的正確理解

在施工過(guò)程中，沖擊壓路機(jī)有較高的施壓功能。類(lèi)似與超重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。在壓實(shí)處理后，含水量的擴(kuò)大在小于最佳含水量的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并不會(huì)擴(kuò)大至超過(guò)最佳含水量的范圍。所以，含水量關(guān)系到土石和塑性指數(shù)。通常其稠度控制在超過(guò)1.1～1.2，否則會(huì)有彈簧土產(chǎn)生，對(duì)壓實(shí)的效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，隨著不斷加大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度，道路標(biāo)準(zhǔn)也在進(jìn)一步提升，沖擊碾壓能夠使路堤施工后的沉降率得以減小，提高路基整體的均勻性和強(qiáng)度。沖擊碾壓技術(shù)在公路工程軟土地基處理中，對(duì)軟體地基存在加固與加速沉降的作用。在施工過(guò)程中，應(yīng)與試驗(yàn)段的情況相結(jié)合，對(duì)經(jīng)濟(jì)可行的施工工藝、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)以及檢測(cè)方法進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)公路工程質(zhì)量改善的預(yù)期目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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