關(guān)于公路工程建設(shè)中沖擊碾壓技術(shù)的探究

劉海

[摘要]路基作為公路工程的重要構(gòu)成部分，承受著自身巖土重量與路面重力，及由路面?zhèn)鬟f的行車(chē)荷載。在自然因素與行車(chē)荷載的長(zhǎng)期作用下，路基往往會(huì)出現(xiàn)不同程度地?fù)p害現(xiàn)象，為提升工程質(zhì)量及避免路基損害現(xiàn)象地大量出現(xiàn)，可選取沖擊碾壓技術(shù)進(jìn)行公路工程路基施工，該技術(shù)的應(yīng)用可有效提升路基強(qiáng)度、密實(shí)度及穩(wěn)定性，因此在公路工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用與推廣。本文以工程案例為主，對(duì)公路工程建設(shè)中沖擊碾壓技術(shù)的地基處理原理、施工工藝進(jìn)行了分析與探究。

[關(guān)鍵詞]公路工程；沖擊碾壓技術(shù)；施工工藝 文章編號(hào)：2095-4085（2015）08-0090-03

伴隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高速公路建設(shè)水平也得到了極大地提升。由已建公路行車(chē)實(shí)際情況分析，存在交通量急速加大、通行車(chē)輛載重噸位過(guò)重等問(wèn)題，這些問(wèn)題的出現(xiàn)，導(dǎo)致部分路段產(chǎn)生過(guò)早損壞現(xiàn)象，其中部分病害為路基質(zhì)量原因。根據(jù)我國(guó)高速公路病害情況相關(guān)資料顯示，因路基因素產(chǎn)生的病害為總量的30%左右，如何提升路基整體質(zhì)量，降低因路基原因形成的道路病害已經(jīng)成為公路施工企業(yè)面臨的難題。作為一項(xiàng)新工藝、新技術(shù)，沖擊碾壓技術(shù)具有廣泛地適用范圍。通過(guò)沖擊碾壓工藝的合理運(yùn)用，可對(duì)路基強(qiáng)度進(jìn)行有效提升，是降低路基工后沉降、及時(shí)發(fā)現(xiàn)路基薄弱環(huán)節(jié)的重要手段。在道路使用質(zhì)量提升的同時(shí)，該技術(shù)在公路工程建設(shè)中的應(yīng)用，也可延長(zhǎng)路面使用年限，是現(xiàn)代化高速公路順利通行的必備條件，不僅具備現(xiàn)實(shí)意義，更能產(chǎn)生顯著的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

1.沖擊碾壓地基處理機(jī)理

作為巖土工程壓實(shí)技術(shù)的新型技術(shù)，沖擊碾壓是指沖擊壓路機(jī)通過(guò)牽引車(chē)帶動(dòng)非圓形輪滾動(dòng)，多邊形滾輪半徑出現(xiàn)位能落差結(jié)合行駛動(dòng)能順著地面靜壓、搓揉及沖擊地面的一項(xiàng)工作。沖擊碾壓技術(shù)具有高振幅、低頻率，能夠不斷加大工作面下深層土密實(shí)度。其作用原理如圖1所示。

相比普通壓路機(jī)，該方式壓實(shí)效果較好。公路工程建設(shè)中一般在碎石土、砂土、低飽和度粉土等地基處理中應(yīng)用沖擊碾壓技術(shù)，其主要設(shè)備為沖擊壓路機(jī)，屬于輪式壓路機(jī)（3到5瓣凸輪），以非圓形輪進(jìn)行靜壓、揉搓及沖擊地周期性連續(xù)作業(yè)，以此產(chǎn)生極大的沖擊波，對(duì)地基進(jìn)行沖擊碾壓施工。15600千克為沖擊壓路機(jī)的工藝參數(shù)，250噸為最大瞬間沖擊力。沖擊頻率每分鐘控制在60到110次之間，40到60厘米為填土層厚度，25度為最大爬坡坡度，配套牽引機(jī)械為重型工業(yè)拖車(chē)。

2.工程案例

某高速公路工程總長(zhǎng)度為38.7公路，土建標(biāo)共進(jìn)行5個(gè)合同段的劃分。根據(jù)工程建設(shè)實(shí)際情況，該合同段總長(zhǎng)度為7公里，126.68萬(wàn)立方米為路基設(shè)計(jì)借土填方，0.96萬(wàn)平方米為路面底基層、0.08完平方米為路面基層。按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)規(guī)定，以平原微丘區(qū)雙向6車(chē)道設(shè)計(jì)該高速路段，要求其行車(chē)速度控制在每小時(shí)120公里，主線路基寬度為28米，匝道路基寬度為8.5米，一般平曲線最小半徑為1000米，最大縱坡為3%。因路段與黃河沖積平原相近，地表均勻?yàn)榈谒南等陆y(tǒng)地層覆蓋。以軟塑—硬塑狀黃褐色亞粘土為巖土結(jié)構(gòu)，由此可見(jiàn)，該路段路基工程具有較差地性質(zhì)，存有大量軟土成分。選取沖擊碾壓技術(shù)進(jìn)行該公路工程施工，其壓實(shí)度可達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定，是提升公路路基工程質(zhì)量的重要途徑。

3.沖擊碾壓技術(shù)的施工工藝

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，作為公路路基施工的重要技術(shù)，將沖擊碾壓技術(shù)廣泛用于公路建設(shè)的同時(shí)，還推動(dòng)了我國(guó)道路交通事業(yè)的快速發(fā)展。路基作為公路工程建設(shè)的重要內(nèi)容，其施工質(zhì)量是否良好將直接影響到沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為此，施工單位必須重視公路路基沖擊碾壓施工技術(shù)的應(yīng)用，并與施工案例充分結(jié)合，做好施工準(zhǔn)備工作，規(guī)范施工工藝，為我國(guó)公路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠的保障。

3.1施工準(zhǔn)備

勘查施工現(xiàn)場(chǎng)、對(duì)設(shè)計(jì)文件、設(shè)計(jì)交底等進(jìn)行全面了解等都是施工前的技術(shù)準(zhǔn)備。公路路基施工前，施工單位必須詳細(xì)勘察施工現(xiàn)場(chǎng)及附近環(huán)境，并進(jìn)行工程相關(guān)材料的全面采集，為編制施工方案、控制施工質(zhì)量等提供便利。施工現(xiàn)場(chǎng)勘察中，應(yīng)對(duì)施工場(chǎng)地地質(zhì)勘察報(bào)告進(jìn)行分析，并充分掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，如地質(zhì)、水文及附近建筑物等。

3.2測(cè)量放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定在實(shí)地進(jìn)行道路具體標(biāo)定，為公路路基施工作業(yè)提供便利?；謴?fù)中線測(cè)量、測(cè)設(shè)施工控制樁、測(cè)設(shè)路基邊樁及邊坡等都是路基施工測(cè)量的主要任務(wù)，完成測(cè)量放線工作后，應(yīng)對(duì)路基施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。向基底開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行基礎(chǔ)底部放樣。測(cè)量工作者必確保其測(cè)量的精確性。

3.3填土與整平

完成檢測(cè)地基與測(cè)量放樣作業(yè)后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行路基填土與整平施工。根據(jù)鋪設(shè)完成的方格網(wǎng)進(jìn)行填土施工，通常情況下，填筑寬度應(yīng)分別多于設(shè)計(jì)寬度1米左右，以此避免邊緣土沖擊碾壓施工中出現(xiàn)外移現(xiàn)象，并為邊部壓實(shí)提供便利。整平施工中應(yīng)對(duì)表面下20厘米位置填土含水量進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，以此確保其含水率符合最佳含水量。

3.4沖擊碾壓

隨著公路事業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，我國(guó)公路工程施工技術(shù)水平也得到了提升。沖擊碾壓作為路基處理的主要方式，必須對(duì)沖擊碾壓施工加以規(guī)范，其中沖擊碾壓順序、方法、遍數(shù)及速度等為影響沖擊碾壓質(zhì)量的重要因素。具體施工控制方法如下：

（1）碾壓速度。在一定范圍內(nèi)碾壓速度和碾壓效果可成反比關(guān)系，碾壓速度加快，則壓實(shí)效果將變差。在碾壓施工中，碾輪速度加快的情況下，在碾輪作用下部分土壤產(chǎn)生的變形情況無(wú)法進(jìn)行完全塑性變形轉(zhuǎn)變時(shí)，應(yīng)力除去后，該部分變形可恢復(fù)，進(jìn)而導(dǎo)致壓實(shí)效果差。根據(jù)工程施工具體情況分析，可在每小時(shí)10到15千米之間有效控制碾壓速度。

（2）碾壓遍數(shù)。伴隨碾壓遍數(shù)的增多，疏松土壤壓實(shí)度也會(huì)不斷提升，當(dāng)達(dá)到相應(yīng)值后，如持續(xù)增加碾壓遍數(shù)，土壤壓實(shí)度則不會(huì)發(fā)生改變。根據(jù)工程實(shí)際施工狀況，及松鋪厚度、壓實(shí)度規(guī)定等確定碾壓遍數(shù)，一般選取20遍為沖擊碾壓遍數(shù)。對(duì)于路基邊部5米寬度部分，應(yīng)比其他位置多碾壓4遍。

（3）碾壓方式。公路工程建設(shè)中，與一般壓路機(jī)壓實(shí)工藝相比，沖擊壓路機(jī)不選取壓半輪、部分重疊碾壓的方式，通常遵循沖擊力向土體深層擴(kuò)散分布的原理，根據(jù)“由兩側(cè)向中間”的順序進(jìn)行沖擊碾壓施工。輪跡搭接并不重疊，完成一遍碾壓以覆蓋整個(gè)路基表面為準(zhǔn)。選取橫向排壓法進(jìn)行碾壓施工，YCT25沖擊壓路機(jī)雙輪為0.9米寬，1.17米為2輪內(nèi)邊距，一遍為行駛2次，以此形成碾壓帶，寬度為4米。其中每遍第二次單輪從第一次2輪內(nèi)邊距中間位置通行，形成沖擊碾壓間隙，隨后碾壓所有間隙，其橫向排壓法行駛軌跡如圖1所示。

3.5質(zhì)量驗(yàn)收

選取新型壓實(shí)設(shè)備作為公路工程建設(shè)沖擊碾壓施工的主要機(jī)械，因現(xiàn)階段我國(guó)還沒(méi)有一套較為完善的設(shè)計(jì)計(jì)算方式及存在理論研究不足等現(xiàn)狀，在沖擊碾壓技術(shù)地基處理應(yīng)用中，必須嚴(yán)格遵循施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，如地質(zhì)條件、水文情況等，進(jìn)行各項(xiàng)施工參數(shù)的正確選擇，以實(shí)測(cè)沉降量變化為主，對(duì)路基整體密實(shí)程度進(jìn)行充分反映，并通過(guò)灌砂法檢測(cè)其密實(shí)度，最終進(jìn)行碾壓遍數(shù)的合理確定，只有這樣才能確保工程建設(shè)的整體質(zhì)量。一般為確保道路平整度符合設(shè)計(jì)規(guī)定，需在完成沖擊碾壓施工后，利用振動(dòng)壓路機(jī)、光輪壓路機(jī)等進(jìn)行1到3次碾壓。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要因素，為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，必須重視交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。隨著改革開(kāi)放的不斷深入，我國(guó)公路工程事業(yè)也得到了極大的發(fā)展，沖擊碾壓技術(shù)作為公路工程路基施工的主要技術(shù)，在施工建設(shè)中得到了廣泛地應(yīng)用與推廣。施工企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格遵循沖擊碾壓地基處理原理，結(jié)合施工案例，做好施工準(zhǔn)備工作，規(guī)范施工工藝，才能提升路基質(zhì)量與延長(zhǎng)公路工程使用壽命。