高速公路施工中沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用分析

賈海峰

(鄭州路橋建設(shè)投資集團(tuán)有限公司,河南鄭州 450000)

高速公路施工中沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用分析

賈海峰

(鄭州路橋建設(shè)投資集團(tuán)有限公司,河南鄭州 450000)

隨著近年來我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)基礎(chǔ)工程建設(shè)的逐步加大,相關(guān)技術(shù)及施工工藝也有了快速發(fā)展。作為高速公路工程中的重要組成部分,路基建設(shè)的好壞程度對(duì)整個(gè)高速公路工程的質(zhì)量和使用產(chǎn)生直接影響。本文主要針對(duì)沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了簡要論述。

高速公路 沖擊碾壓技術(shù) 應(yīng)用要點(diǎn)

1 沖擊碾壓技術(shù)的基本原理

在高速公路建設(shè)中，由于沖擊壓路機(jī)的應(yīng)用，使得沖擊碾壓技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。作為一種利用形狀規(guī)則的沖擊輪，沖擊壓路機(jī)對(duì)路基實(shí)施加速循環(huán)滾動(dòng)，將路面均勻、厚實(shí)效果的壓實(shí)設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)。

從物理角度進(jìn)行分析，沖擊輪作為能量轉(zhuǎn)換的中間器件，其轉(zhuǎn)動(dòng)能夠使重力勢(shì)能和瞬態(tài)動(dòng)能高效地向碾壓高速路基所必須的力量進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，該方法形成的沖擊能量在環(huán)保、利用率及大小等方面有顯著優(yōu)勢(shì)。對(duì)比傳統(tǒng)的靜態(tài)壓實(shí)和振動(dòng)壓實(shí)，使沖擊碾壓技術(shù)的沖擊壓路機(jī)實(shí)現(xiàn)單位時(shí)間內(nèi)對(duì)公路路基開展兩次機(jī)械功，做功形成的高振幅和低頻率的沖擊波對(duì)地面進(jìn)行定時(shí)碾壓，能夠向下深層垂直傳播，從而使路基材料有更加整體化、高強(qiáng)度及高滲透性的功能存在。

2 沖擊碾壓技術(shù)的特征

沖擊碾壓技術(shù)就是對(duì)碾壓面進(jìn)行壓實(shí)，沖擊壓路機(jī)的使用能夠提升非被壓對(duì)象的破碎度和密實(shí)度。沖擊碾壓的直接效果關(guān)系到行駛速度、圖紙狀況以及沖擊壓路機(jī)的型號(hào)。在公路行業(yè)中，許多方面都對(duì)沖擊碾壓技術(shù)進(jìn)行使用，使我國的沖擊壓路機(jī)的數(shù)量進(jìn)一步提升，運(yùn)用的領(lǐng)域主要包括：增強(qiáng)補(bǔ)壓加寬部位；沖擊碾壓舊瀝青路、舊砂石路；分層填筑沖壓路堤；沖擊增強(qiáng)補(bǔ)壓填挖交界路基、路床和高路堤等。

2.1 沖擊壓實(shí)路基效果顯著,施工速度快

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，在不同的深度情況下，會(huì)使壓實(shí)度得到適當(dāng)?shù)靥嵘?。在碾壓自?huì)后，96%的壓實(shí)度都能滿足相應(yīng)指標(biāo)，進(jìn)一步增強(qiáng)了路基土中的穩(wěn)定性。在分析碾壓后的土工試驗(yàn)中，普遍減小了壓縮性在飽和前后的指標(biāo)，進(jìn)一步提升了路基的整體強(qiáng)度。并且會(huì)有效增大路段中的回彈模量，使相應(yīng)的變沉值減小，減小了路基土工后的沉降變形。在碾壓壓縮模量前后的變化范圍內(nèi)，會(huì)使壓縮性得到進(jìn)一步降低，增大了壓縮模量。并且在碾壓的過程中，碾壓數(shù)量也在快速增加，進(jìn)一步增加了壓沉量。在對(duì)最大干密度的孔隙體積進(jìn)行計(jì)算時(shí)，會(huì)明顯降低沖擊碾壓后的空隙體積的差值，使得沉降變形也基本達(dá)到完善。

2.2 低頻高振幅

傳統(tǒng)的振動(dòng)式壓路機(jī)屬于高頻低振幅，而沖擊壓路機(jī)則具有低頻高振幅的動(dòng)力特征。在沖擊的荷載上能夠達(dá)到3000KN左右。具有25KJ左右的沖擊能量。地面受到壓實(shí)輪的沖擊頻率為2s/次，并且會(huì)有低頻大振幅的沖擊波產(chǎn)生，能夠向地下深層次地進(jìn)行傳播。地震波具有明顯的傳播特性。振動(dòng)式壓路機(jī)能夠?qū)Φ孛娈a(chǎn)生聯(lián)合沖擊的作用，該作用會(huì)將動(dòng)能和勢(shì)能相結(jié)合，具有振擊和強(qiáng)夯等雙重作用。

2.3 尺寸深且能量高

針對(duì)某高速公路項(xiàng)目，在砂礫路基和窯渣上，采用12km/h的速度，在從25N三邊形的雙輪沖擊壓路機(jī)中經(jīng)過時(shí)，通過30遍左右的沖擊碾壓，壓實(shí)效果會(huì)產(chǎn)生在25m深的位置，對(duì)比沖擊力的獲取度和其他裝置，會(huì)有較深的力度存在，形成密度增大的現(xiàn)象。對(duì)于目前的壓實(shí)性，沖擊碾壓技術(shù)發(fā)揮著極為重要的作用。在處理土體之后，模式會(huì)接近于彈性模式，此時(shí)會(huì)有效消除所產(chǎn)生的不利因素。

3 沖擊碾壓技術(shù)的施工工藝

3.1 沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用流程

對(duì)于工程項(xiàng)目而言，在高速公路路基施工過程中，沖擊碾壓技術(shù)的施工流程是先選擇沖擊碾壓施工材料和機(jī)械設(shè)備，之后即可開展地基的檢測(cè)，與一定的施工和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)放樣檢測(cè)相比，然后開展填土穩(wěn)壓和整平環(huán)節(jié)，將既定沖擊碾壓路段實(shí)施清理，并對(duì)檢測(cè)點(diǎn)是時(shí)候提前埋設(shè)。對(duì)高程、施工路段土質(zhì)含水量和密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，隨后結(jié)合一定的施工順序開展沖擊碾壓工作。在碾壓后的密實(shí)和平整完成后，合理檢測(cè)該路段的高程和土質(zhì)密實(shí)度。科學(xué)合理的施工流程能夠使工程安全有序的開展得到保障，有效提升了工期和工程的安全可靠性。

3.2 填土整平施工

在完成地基檢測(cè)和測(cè)量放樣施工之前，工程即正式進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的工作階段。根據(jù)鋪設(shè)好的方格網(wǎng)將路基的填土和整平工作完成。通常情況下，路基邊部土?xí)跊_擊碾壓過程中向兩側(cè)移動(dòng)，使邊部產(chǎn)生交叉的壓實(shí)效果。為了將這種現(xiàn)象的發(fā)生得到避免，一般在填土的過程中，應(yīng)確保填筑寬度超出設(shè)計(jì)寬度兩側(cè)至少1m。在整平施工中，應(yīng)注重對(duì)表面下20cm位置填土的含水率實(shí)施檢測(cè)，要求每2000㎡的填土含水率應(yīng)達(dá)到8%以上。

3.3 沖擊碾壓施工

在該階段，沖擊和吮吸、沖擊遍數(shù)、沖擊方法以及沖擊速度的控制對(duì)沖擊效果產(chǎn)生直接影響。在施工過程中，應(yīng)運(yùn)用25KJ三邊形雙輪沖擊壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工，雙輪靜重為12t，行駛最佳速度保持在12km/h并確保處于平穩(wěn)運(yùn)行。該機(jī)械沖擊碾壓寬度為3．5m，進(jìn)行來回2次的碾壓即稱之為1遍。與松鋪厚度和壓實(shí)度的要求相結(jié)合，對(duì)該工程項(xiàng)目進(jìn)行20遍左右的沖擊碾壓，對(duì)于路基邊部圍堰，應(yīng)開張25遍的碾壓，使邊部的壓實(shí)得到保障。在沖擊碾壓順序上，本工程運(yùn)用的以道路中心線作為對(duì)稱軸，錯(cuò)輪回轉(zhuǎn)法實(shí)施沖擊碾壓，并有良好的工程效果存在。在沖擊方法的問題中，本工程運(yùn)用的是來回錯(cuò)輪沖壓方式進(jìn)行操作，使路基平穩(wěn)均勻得到保障。在實(shí)際施工中，錯(cuò)輪的橫向間隙應(yīng)存在25cm左右，縱向每一沖壓的交錯(cuò)保持在1/6周長，且每進(jìn)行5遍即可對(duì)沖壓方向進(jìn)行一次改變，使波峰和錯(cuò)縫得到壓實(shí)，從而使整體沖壓效果滿足預(yù)期要求。

3.4 質(zhì)量檢測(cè)

在沖擊碾壓完成之后，即可對(duì)路基的質(zhì)量檢測(cè)工作進(jìn)行開展。主要檢測(cè)是從厚度和壓實(shí)度兩方面實(shí)施的。厚度檢測(cè)主要包括壓實(shí)厚度和松鋪厚度，可采用定點(diǎn)觀測(cè)點(diǎn)的方式實(shí)施抽樣扣工資。運(yùn)用灌砂法檢測(cè)路基的壓實(shí)度，嚴(yán)格按照施工要求確定檢測(cè)點(diǎn)的分布，檢測(cè)深度保持在20cm梯度，對(duì)上、中、下三層的壓實(shí)度實(shí)施測(cè)量。

4 沖擊碾壓技術(shù)的質(zhì)量檢驗(yàn)

4.1 碾壓檢測(cè)

初步鑒定沖壓后的路基表面是否平整，土壤是否密實(shí)，對(duì)部分較大沉降量的路基應(yīng)做好及時(shí)的詳細(xì)記錄。確保路表有清洗的碾壓痕跡存在，且波峰波谷有相同的間距。在進(jìn)行7～15天后的沖壓施工，應(yīng)根據(jù)規(guī)定對(duì)壓實(shí)度和壓陷深度實(shí)施鑒定，填好檢測(cè)記錄，然后進(jìn)行平整處理。根據(jù)要求檢測(cè)沖壓后地基的標(biāo)高、含水量及壓實(shí)度，并要求與原地相比，壓實(shí)度超過93%，壓陷深度控制在50±10cm作為適宜。

4.2 碾壓施工的效果

通過對(duì)地基土進(jìn)行碾壓之后，土木試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，大部分受碾壓路基的彎沉度都會(huì)有所降低，增大回彈度，這一結(jié)果表明，路基強(qiáng)度和負(fù)載能力在一定程度上都有所提升，緩解了變形沉降問題。通過對(duì)前后壓縮變化的對(duì)比碾壓，壓沉量和碾壓次數(shù)處于正比，碾壓后明顯減小了空隙間距，且檢測(cè)出濕陷樣品的情況大大降低，相應(yīng)減少了壓縮性指標(biāo)變化幅度，提高了路基的整體強(qiáng)度。沖擊碾壓技術(shù)不僅存在壓實(shí)平整的作用，在施工過程中還能將路基飽水軟弱帶的分布位置得到隨時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而開展換填土及壓實(shí)操作，使路基壓實(shí)質(zhì)量和整體均勻性得到保障。

5 沖擊碾壓施工的注意事項(xiàng)

在沖擊碾壓之前，應(yīng)將清表前地面高程、中樁位置和水準(zhǔn)點(diǎn)等原始資料記錄好，便于后期對(duì)比前后數(shù)據(jù)，使沖擊壓實(shí)后的沉降量得以確定。在沖擊碾壓施工中，先開展一遍輪跡錯(cuò)輪將表面布滿，開展若干遍沖擊碾壓之后，地面會(huì)有波浪狀產(chǎn)生，嚴(yán)重時(shí)會(huì)有跳車現(xiàn)象出現(xiàn)，從而對(duì)車輪和沖擊效果造成影響，應(yīng)開展及時(shí)的整平處理工作。在沖擊碾壓施工之前，應(yīng)先對(duì)路基0～30cm的含水量進(jìn)行檢測(cè)。若在最佳含水量附近時(shí)，則需要進(jìn)行沖擊碾壓施工。若有較低含水量存在，則應(yīng)對(duì)路基0～30cm進(jìn)行灑水，使超過最佳含水量之后即可開展沖擊碾壓。采用沖擊碾壓式壓路機(jī)開展沖擊碾壓時(shí)，由于機(jī)械存在較大的調(diào)頭范圍，應(yīng)盡可能在填料形成較長的連續(xù)沖擊碾壓段后即可進(jìn)行碾壓，不僅能夠使沖擊碾壓效率得到提升，而且也可以將由于“接頭”過多導(dǎo)致路基的整體穩(wěn)定性受到影響。

6 結(jié)語

沖擊碾壓施工是與地形地貌、公路等級(jí)、土質(zhì)條件、工期要求等因素相結(jié)合進(jìn)行綜合確定，在路基加固中采用沖擊碾壓施工工藝時(shí)，應(yīng)注重理論聯(lián)系實(shí)際，與和施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況相結(jié)合，對(duì)施工工藝、質(zhì)量管理措施和檢測(cè)方法實(shí)施不斷完善，促使沖擊碾壓施工應(yīng)用技術(shù)得到有效提升。

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