沖擊壓實技術(shù)在高速公路路基施工中的應(yīng)用實踐

閆 峰 利

(山西省襄汾縣交通運輸局，山西 襄汾 041500)

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沖擊壓實技術(shù)在高速公路路基施工中的應(yīng)用實踐

閆 峰 利

(山西省襄汾縣交通運輸局，山西 襄汾 041500)

結(jié)合工程案例，介紹了沖擊壓實技術(shù)在高速公路路基施工中的應(yīng)用，闡述了其具體的施工工藝，提出沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用可提高路基的壓實度，也可提高路基的水穩(wěn)定性及強度。

高速公路，路基工程，沖擊壓實技術(shù)

1 沖擊壓實技術(shù)

沖擊壓實技術(shù)是以沖擊碾壓技術(shù)的施工特點為依據(jù)并以沖擊式壓實機為實現(xiàn)手段的施工技術(shù)，而沖擊式壓實機主要依靠碾靜重壓力、振動力及沖擊力共同作用來實現(xiàn)壓實。沖擊壓實技術(shù)的作用原理為：在機械拖動行駛滾動中，配備壓實輪并以壓實輪的動能沖擊地面，以增加深層土體的沖擊能量；充分發(fā)揮壓實機的滾壓及揉壓作用，以促使土石顆粒間產(chǎn)生變形、剪切及位移，從而增加土體的密實度及提高土體的影響深度，并最終壓實深層土體；在牽引機的拖動下，壓實輪通過在地面上連續(xù)作用來壓實地基。根據(jù)沖擊壓實技術(shù)的作用原理可歸納出，此項技術(shù)具有下列特點：沖擊壓路機具有低頻高振幅的特點，此種壓路機的沖擊量高達15 kJ～30 kJ及荷載數(shù)據(jù)可達2 500 kN～3 500 kN,且能融合熱能與地面動能并產(chǎn)生沖擊作用，以起到強夯相重與振擊的效果；在沖擊壓實技術(shù)的應(yīng)用中，可按下列公式計算及控制施工撓度：f=f1+f2+f3+f4，其中，f1,f2,f3,f4分別為除去預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)加力所產(chǎn)生的上拱度、梁段自身靜載所產(chǎn)生的下?lián)隙取冶凼┕ぶ信R時施工荷載所產(chǎn)生的下?lián)隙?、齡期增長期間混凝土的徐變系數(shù)；路基壓實中沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用可使路基的壓實度達到95%，同時亦可提高路基的水穩(wěn)定性及強度。

2 沖擊壓實技術(shù)在高速公路路基施工中的應(yīng)用

2.1 工程概況

某高速公路位于南亞熱帶氣候區(qū)。該區(qū)段的年均氣溫為21 ℃～23 ℃，年均降水量約為1 600 mm，具體集中于7月～9月，同時此路段屬于剝蝕殘丘龔崗堅硬～半堅硬層狀碎屑巖類工程地質(zhì)區(qū)。此工程項目的高填方路基共5處，高路堤具體采用分層填筑+分層夯實的施工方式。就填高大于10 m且連續(xù)長度不小于80 m的填方路堤而言，每填高2 m的同時便沖擊碾壓20遍，同時填至94區(qū)頂后，再補壓20遍。

2.2 施工工藝

圖1為沖擊壓實施工工藝流程圖。

根據(jù)圖1，本章節(jié)側(cè)重從下列方面淺析沖擊壓實技術(shù)在高速公路路基施工中的應(yīng)用。

2.2.1 準(zhǔn)備工作

選擇一套壓實度檢測工具及一臺灑水車、平地機、牽引車、三邊形沖擊壓路機；待路基填土高度到?jīng)_擊高度后，用平地機整平路基表面，注意需確保平地機沖擊力的均勻傳遞，從而獲取最佳的沖擊碾壓效果；按沖擊碾壓作業(yè)面長度及下列要求，布置好沉降與壓實度檢測面：就長度小于200 m的沖擊碾壓工作段設(shè)2個檢測斷面，同時就長度為200 m～400 m及大于500 m的沖擊碾壓工作段分別設(shè)3個、4個沉降觀測斷面；在沖擊碾壓之前，準(zhǔn)確埋設(shè)所有沉降觀測點的標(biāo)志，同時準(zhǔn)確記錄高程觀測數(shù)據(jù)，且注意：所有沉降檢測斷面均應(yīng)設(shè)3點，并在所有壓實度檢測斷面的中線側(cè)邊檢測1點。

2.2.2 施工工藝要求

1)選用雙輪三邊形沖擊壓路機，即按錯輪+不重疊輪跡的方式進行沖擊碾壓，具體碾壓20遍，但在碾壓時，應(yīng)對下列施工點進行質(zhì)量控制：按錯峰壓實的方式?jīng)_壓5遍后，再轉(zhuǎn)變沖壓方向；沖壓10遍、15遍及20遍之后，再分別檢測相同部位的高程與壓實度，然后再與沖壓之前的高程與壓實度進行比對，以了解沖壓后的路基沉降與壓實效果，從而得出碾壓遍數(shù)與碾壓方法的最優(yōu)值。

2)當(dāng)場地寬度比沖擊壓路機轉(zhuǎn)彎半徑大出4倍時，從道路中心線將場地劃分成相互對稱的兩份，并按圖2a)的沖壓方式進行壓實作業(yè)；當(dāng)施工場地寬度比沖擊壓路機轉(zhuǎn)彎半徑小4倍時，則按圖2b)的沖壓方式進行壓實作業(yè)，同時根據(jù)客觀實際，將所需的轉(zhuǎn)彎場地設(shè)在施工場地的端部。

3)沖擊碾壓時，首先應(yīng)將沖擊壓路機的行進速度控制在10 km/h～15 km/h，然后再以轉(zhuǎn)圈的方式從路基的某一側(cè)面向?qū)?cè)沖壓，具體按“先兩邊、后中間錯輪”的順序開展沖壓作業(yè)，且注意輪跡完全覆蓋路基表面記為沖壓1遍。

4)沖擊碾壓時，若路基壓實度受到輪跡過深的影響，則應(yīng)先用平地機平整，然后再繼續(xù)開展沖壓作業(yè)；若路基表面揚塵現(xiàn)象嚴(yán)重，則應(yīng)先灑水(用灑水車)，然后再繼續(xù)開展沖壓作業(yè)。

5)當(dāng)沖擊碾壓作業(yè)完畢后，先用平地機對沖擊碾壓路段進行整平作業(yè)后，再用重型鋼輪壓路機對路基表面進行碾壓平整作業(yè)。

2.3 實際應(yīng)用

工程施工方分別在K113+600～K113+760，K118+240～K118+320高路堤的94區(qū)按10遍、15遍、20遍設(shè)2個斷面(每個斷面設(shè)3個點)，然后再開展比對試驗。

1)現(xiàn)場記錄資料顯示，路基沖壓10遍時，分別就K113+700，K113+740，K118+280及K118+320斷面的左右兩側(cè)、中間部位共12個點的沉降量做了檢測。檢測結(jié)果表明，此12個點的最小、最大沉降量分別為3 mm，52 mm，沉降量均值為28 mm。與沉降量檢測相同，共就12個點的壓實度做了檢測。檢測結(jié)果表明，12個點的壓實度最大增加2.2%、最小增加0.2%，平均增加1.22%。

2)在路基沖擊碾壓15遍時，12個點的最小、最大沉降量分別為6 mm，52 mm，沉降量均值為32 mm。與沖擊碾壓之前相比，路基的壓實度最大增加2.7%、最小增加0.5%，平均增加1.45%。

3)在路基沖擊碾壓20遍時，12個點的最小、最大沉降量分別為7 mm，58 mm，沉降量均值為35 mm。與沖擊碾壓之前相比，路基壓實度最大增加3.0%、最小增加0.6%，平均增加2%。

現(xiàn)用黃河標(biāo)準(zhǔn)車對該高速公路的彎沉值進行檢測。檢測結(jié)果表明，補壓之前的彎沉值均值為220.8 mm，補壓之后的彎沉值均值為172.4 mm?？梢姡瑳_擊壓實技術(shù)的應(yīng)用可大幅度提高高速公路路堤的整體強度。試驗結(jié)果表明，就K113+600～K113+760，K118+240～K118+320路堤94區(qū)而言，用YCJ25型沖擊壓路機沖壓20遍后，路堤壓實度均可升至96.6%；下沉深度與路基高度分別升至35 mm，8 m，由此得出此沖擊碾壓路段的沉降率為0.4%。可見，此高速公路路基施工對沖擊壓實技術(shù)的應(yīng)用效果顯著。

3 討論

綜上所述，沖擊壓實技術(shù)在高速公路路基施工中的應(yīng)用極具價值，如提高高填方路堤的均勻性及整體強度；減輕路面的早期損壞率；縮短高填方路堤的沉降時間，以控制路基的工后沉降量。但此應(yīng)用過程應(yīng)注意下列事項。

3.1 嚴(yán)格控制作業(yè)路段的長度

高速公路路基對沖擊壓實技術(shù)的應(yīng)用中，沖擊壓路機所需的調(diào)頭范圍較大，若壓實作業(yè)路段的長度過短，則壓路機的頻繁調(diào)頭會對施工效率產(chǎn)生不良影響，因此作業(yè)路段的長度應(yīng)足夠長，以實現(xiàn)充實壓路機的連續(xù)作業(yè)，從而提高施工效率。

3.2 嚴(yán)格控制路基土體的含水量

沖擊壓路機作業(yè)過程所需的沖擊能量較大，且路表以下50 cm的土體含水量會對沖擊壓路機的沖擊壓實效果產(chǎn)生影響，若此深度范圍的土體含水量過大，則會引起系列公路病害，因此務(wù)必控制好路基土體的含水量，即在施工之前，對含水量過大的土體進行晾曬處理，以使土體含水量與施工要求相符，同時應(yīng)就含水量嚴(yán)重超標(biāo)的部位挖掘出符合規(guī)格的臨時性排水溝或排除積水部位的積水。

[1]牛程玲.壓實技術(shù)在公路路基施工中的應(yīng)用分析.企業(yè)技術(shù)開發(fā),2012(Z1):82-83.

[2]秦勝棟.淺析公路路基拓寬施工中的強夯技術(shù)應(yīng)用.企業(yè)技術(shù)開發(fā),2012(Z1):84-85.

[3]游 筠.S310線麥蓋提——喀什高速公路特殊路基施工質(zhì)量控制措施.華東公路,2015(1):20-22.

[4]張淮連.公路路基施工過程中壓實技術(shù)的應(yīng)用探討.江西建材,2015(5):182-183.

[5]尹亞青.沖擊碾壓技術(shù)在路基工程施工中的應(yīng)用.科技展望,2015(2):45.

The application practice of impact compaction technology in highway sub-grade construction

Yan Fengli

(ShanxiXiangfenTransportationBureau,Xiangfen041500,China)

Combining with the engineering cases, this paper introduced the application of impact compaction technology in highway sub-grade construction, elaborated the specific construction process, proposed the application of impact rolling technology could improve the sub-grade compaction, also could improve the sub-grade water stability and strength.

highway, sub-grade engineering, impact compaction technology

1009-6825(2015)18-0154-02

2015-04-18

閆峰利(1971- )，男，助理工程師

U416.1

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