沖擊碾壓技術(shù)在高速公路路基施工階段的應(yīng)用

王全富

摘 要：道路的路基準(zhǔn)確地來(lái)說(shuō)就是以路面為基礎(chǔ)的帶狀構(gòu)筑物或者是結(jié)構(gòu)物，其起到承擔(dān)道路路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)重量，一般是用土或者是石料修筑的。為了能夠讓高速公路保持路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和壽命的長(zhǎng)久性，其路基修筑的穩(wěn)定與否起到了決定性的意義。沖擊碾壓技術(shù)是現(xiàn)如今廣泛應(yīng)用的技術(shù)之一，其在高速公路路基施工和建設(shè)中有較高的實(shí)用價(jià)值，該文主要就沖擊碾壓技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、特點(diǎn)及其在路基施工各階段的運(yùn)用加以論述，使該技術(shù)能更好地應(yīng)用在高速公路的建設(shè)中。

關(guān)鍵詞：沖擊碾壓技術(shù)；高速公路；路基施工

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

眾所周知，由于高速公路具有施工距離長(zhǎng)、跨越地理范圍非常大等特點(diǎn)，因此環(huán)境存在非常大的差異。為了將這種差異盡可能地降到最低，需要施工和技術(shù)部門對(duì)施工環(huán)境深入了解，在路基的施工能夠有針對(duì)性地進(jìn)行處理。對(duì)于沖擊碾壓技術(shù)，可以直接用于高速公路路基施工，對(duì)于路基的穩(wěn)定性和高強(qiáng)度下的一些風(fēng)險(xiǎn)性都有一定的抵御能力。對(duì)于高速公路修筑項(xiàng)目起到了非常大的助力。這也是該技術(shù)近年來(lái)在道路修筑有如此大影響力的原因。

1 沖擊碾壓技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

沖擊碾壓技術(shù)是一種相對(duì)比較新的技術(shù)，其根本原理是利用物理作用力。這種實(shí)施沖擊碾壓作用力的機(jī)器稱為沖擊式壓實(shí)機(jī)。在該機(jī)器的上面是一個(gè)類似于滑輪的結(jié)構(gòu)，通過(guò)重力形成重力勢(shì)能，產(chǎn)生動(dòng)能。由牽引車帶動(dòng)類似3個(gè)圓形錯(cuò)位排列的滾輪，利用這種多邊滾輪行進(jìn)時(shí)差生的位能落差，使壓實(shí)輪對(duì)地面有一個(gè)更強(qiáng)的作用力，以高振幅和低頻率進(jìn)行碾壓沖擊作業(yè)，讓作用力更強(qiáng)。不僅需要對(duì)路面滾動(dòng)、揉壓、對(duì)土層深處的土石顆粒結(jié)構(gòu)進(jìn)行小位移等，進(jìn)而將土石顆粒等結(jié)構(gòu)重組，最終使土石地面以下的地基更加牢固，起到了沖擊碾壓鞏固地基的作用。簡(jiǎn)單來(lái)看，就是利用大的沖擊力使整體結(jié)構(gòu)和地基更加穩(wěn)定和牢固。

1.1 頻率低振幅高

頻率低振幅高這樣能夠形成很大的動(dòng)能和作用力。其高振幅是為了有一個(gè)很強(qiáng)的能量對(duì)地基路面進(jìn)行沖擊，而低頻率是為了能夠在非常集中的范圍內(nèi)，對(duì)局部地區(qū)的路面土石結(jié)構(gòu)進(jìn)行重排，實(shí)現(xiàn)土石結(jié)構(gòu)密度的提升，進(jìn)而增加路基的穩(wěn)定性。如果在具有很強(qiáng)沖擊力的情況下，又提升整個(gè)的輸出頻率，則會(huì)直接對(duì)路面層甚至地基層產(chǎn)生非常大的破壞，這就失去沖擊碾壓機(jī)器存在的意義了。頻率低振幅高這種優(yōu)勢(shì)在于，使高能量在低頻率下對(duì)路面進(jìn)行穩(wěn)定地壓實(shí)。

1.2 沖擊力巨大

其次，就是該方法的沖擊力非常巨大。通過(guò)高振幅產(chǎn)生巨大的能量，能量作用在機(jī)器所在的一塊范圍內(nèi)，因產(chǎn)生的動(dòng)能直接作用在壓實(shí)輪上，經(jīng)過(guò)的路面會(huì)由于局部動(dòng)能過(guò)大產(chǎn)生受力不均勻的現(xiàn)象，因此，為了能夠讓整個(gè)路基受力都盡量一致，在機(jī)器滾動(dòng)的過(guò)程中，需要給予一個(gè)均勻的速度行駛，讓其作用力保持在一個(gè)均衡的狀態(tài)。在這種情況下，操作機(jī)器需要找到受力均勻的方法，無(wú)論是勻速運(yùn)動(dòng)，還是機(jī)器在一個(gè)范圍內(nèi)作業(yè)，受力之后再轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置作業(yè)，盡可能使土石結(jié)構(gòu)密度均衡。

1.3 降低路面的沉降率，增加路面穩(wěn)定性

由于高速公路的路面結(jié)構(gòu)特殊，其道路非常長(zhǎng)，所經(jīng)過(guò)的地方可能有特殊的地形地貌存在，不一樣的地形地貌，在高速公路施工的過(guò)程中會(huì)運(yùn)用不同的回填材料，甚至土石層的厚度和密度都會(huì)由于地形地貌的不同而發(fā)生影響，因此，如果在不同的地形地貌上同時(shí)作用一種沖擊力，路面產(chǎn)生的沖壓功效是不一樣的。如果在一個(gè)地形土壤結(jié)構(gòu)比較薄弱的地方施加一個(gè)和平地一樣大小的作用力，很容易由于土石自重和整體路基層以上的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定而發(fā)生土壤沉降和路面塌陷的現(xiàn)象，其安全隱患是非常大的，甚至?xí)斐梢欢ǖ娜藛T傷亡，后果不容小覷。而一種沖擊碾壓技術(shù)，在運(yùn)用在工程之前已經(jīng)經(jīng)過(guò)了具體的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其可以有效地減少由于沉降而出現(xiàn)的裂縫或者是路面塌陷現(xiàn)象。

2 沖擊碾壓技術(shù)在路基施工各階段的運(yùn)用

2.1 前期準(zhǔn)備階段

首先，從各個(gè)施工階段來(lái)看，沖擊碾壓技術(shù)雖然原理都是利用高能量對(duì)路面層和地基層進(jìn)行穩(wěn)定和固定，但是，實(shí)際在各個(gè)環(huán)節(jié)和步驟上，應(yīng)用的方法有所差別。首先，工程前期的準(zhǔn)備階段，涉及路面路基的打造和勘測(cè)之前，需要先由相關(guān)部門對(duì)于路面的地形地貌進(jìn)行詳細(xì)了解，之后按照工程的要求進(jìn)行路面的清理工作，涉及的一些清理工作象說(shuō)一些水井等設(shè)施，可以及時(shí)地更換位置，如果涉及一些安裝管線存在，為了防止平整土地過(guò)程中出現(xiàn)管道破裂等情況，一定要對(duì)其管線走向進(jìn)行確認(rèn)，并且加固周圍的保護(hù)土地或者沙石結(jié)構(gòu)。平整完最開始的路基結(jié)構(gòu)之后，就是要確定路面層不能有額外的物體存在，或者是表層的一些土壤只是浮在上面，并沒(méi)有壓實(shí)，這時(shí)，利用沖擊碾壓技術(shù)，對(duì)已經(jīng)松散的表層土壤給予一個(gè)合適的受力，讓其能夠均勻受力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)路面的基本平整。路面結(jié)構(gòu)不同的工程是不一樣的，因此在作業(yè)之前，可以先進(jìn)行合理地勘測(cè)和實(shí)驗(yàn)，機(jī)械設(shè)施上路面的最大承受力是多少，還有碾壓的邊線的劃定都是前期的一個(gè)準(zhǔn)備階段。對(duì)于壓實(shí)程度的受力值也是需要給予一個(gè)實(shí)驗(yàn)的，可以在一個(gè)小面積上給予一個(gè)均衡穩(wěn)定的受力值，觀察路面是否有凹凸不平的現(xiàn)象，如果肉眼無(wú)法監(jiān)測(cè)，可以利用計(jì)算機(jī)傳感器進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)，放大受力面。

2.2 壓實(shí)施工階段

在需要作業(yè)的過(guò)程中，沖擊碾壓技術(shù)更是應(yīng)用得非常多。公路路面已經(jīng)進(jìn)行了嚴(yán)格地清理，并且針對(duì)不同的地形地貌進(jìn)行了詳細(xì)地了解，對(duì)土地結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的部分進(jìn)行壓實(shí)，確保土地結(jié)構(gòu)和路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和牢固性。在作業(yè)的過(guò)程中，要在一個(gè)范圍內(nèi)的路面設(shè)置幾個(gè)不同的安置點(diǎn)，所謂的安置點(diǎn)就是防止碾壓機(jī)械設(shè)備的地方，安放之前還是要進(jìn)行一遍合理的路面平整度檢測(cè)。壓實(shí)度達(dá)到九成以上允許接下來(lái)的碾壓技術(shù)實(shí)施。碾壓設(shè)備在進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候，遵循前文提及的迅速行駛，使行駛的速度在每小時(shí)10 km～15 km之前即可，按照準(zhǔn)備工作劃好的碾壓邊界，從一側(cè)到另一側(cè)，有方向地逐漸進(jìn)行，切不可隨意碾壓，極容易造成一個(gè)路面的重復(fù)壓實(shí)，導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)土地受力面積大大增加。當(dāng)然，在作業(yè)的過(guò)程中，也要具體問(wèn)題具體分析，如果遇到土壤的土質(zhì)比較干燥或者比較潮濕的時(shí)候，可以用相關(guān)方法降低其干燥程度或者濕潤(rùn)度。之后，可以將壓實(shí)機(jī)械設(shè)備放置在每一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)上，作業(yè)后，要進(jìn)行每一個(gè)點(diǎn)位的數(shù)據(jù)記錄，最后數(shù)據(jù)一起比對(duì)，記錄碾壓技術(shù)的操作全過(guò)程。

2.3 后期控制階段

后期就是一個(gè)檢查和鞏固以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的過(guò)程。在作業(yè)之后，可以在每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)上用傳感器測(cè)量點(diǎn)位土壤的厚度，然后之前準(zhǔn)備工作的數(shù)據(jù)相比較，檢驗(yàn)是否出現(xiàn)沉降。如果路面有輕微損壞或者是土壤結(jié)構(gòu)不平整，可以適當(dāng)用一些人工路面建筑材料進(jìn)行修整，保證整體的路面和路基的穩(wěn)定程度符合標(biāo)準(zhǔn)即可。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于高速公路的修建而言，與其他的道路有很多不同之處，首先高速公路跨度非常大，其次施工長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因此，針對(duì)這種地理跨度大的道路，需要根據(jù)市場(chǎng)需求和相應(yīng)的質(zhì)量、技術(shù)要求，輔以高新技術(shù)進(jìn)行施工，能夠?qū)Ω咚俟返慕ㄔO(shè)起積極作用，象能夠有效地夯實(shí)地基，進(jìn)而直接提升高速公路建設(shè)的品質(zhì)。針對(duì)不同工程的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，盡快讓該技術(shù)更好地應(yīng)用在高速公路的建設(shè)中。

參考文獻(xiàn)

[1]孫繁茂.沖擊碾壓技能在高速公路作業(yè)中的運(yùn)用[J].華東公路，2015（1）：34-35.