高速液壓夯在高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目中的應(yīng)用研究

段凌云

(四川成樂高速公路有限責(zé)任公司，四川 成都 610041)

0 引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路通行能力和服務(wù)水平已不能滿足高速公路的行車要求，各國各省陸續(xù)啟動(dòng)了高速公路改擴(kuò)建施工，但在路基拼接施工過程中，采用傳統(tǒng)碾壓設(shè)備不能有效對(duì)搭接部位進(jìn)行壓實(shí)，容易形成質(zhì)量隱患。因此，采用了液壓夯施工工藝對(duì)路基搭接部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

1 工作原理

高速液壓夯的工作原理是利用機(jī)械將重型夯錘提升到一定高度，夯錘在重力和液壓力共同作用下，下落對(duì)路基進(jìn)行夯實(shí)，并在液壓缸的作用下實(shí)現(xiàn)快速的上下往復(fù)動(dòng)作，在裝載機(jī)的牽引下，機(jī)動(dòng)靈活地對(duì)不同的位置進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的壓實(shí)，從而滿足對(duì)夯實(shí)作業(yè)面積進(jìn)行單點(diǎn)或連續(xù)的壓實(shí)要求。

2 試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)路

2.1 試驗(yàn)設(shè)備

本試驗(yàn)采用HC42B 型高速液壓夯實(shí)機(jī)，其額定沖擊能量為42KJ，錘體質(zhì)量3.5t，最大提升高度1.2m，錘擊頻率30～80 次/min，標(biāo)配夯板直徑1.0m，工作質(zhì)量6.9t，外形尺寸1.48m×1.42m×3.73m（長×寬×高），提升高度設(shè)有0.2m（一檔）、0.6m（二檔）、1.2m（三檔）三個(gè)檔位。夯擊強(qiáng)度（檔位）、連擊次數(shù)可根據(jù)需要隨時(shí)設(shè)定，也可使用手動(dòng)隨機(jī)夯擊。

2.2 試驗(yàn)路選取

本次選取某高速公路擴(kuò)容項(xiàng)目K64+200-K64+400 作為試驗(yàn)路。該段設(shè)計(jì)為低填淺挖段落，路床1.2m 范圍內(nèi)采用砂礫石填筑。

2.3 試驗(yàn)過程

試驗(yàn)前，先對(duì)場(chǎng)地整平碾壓，然后對(duì)路基進(jìn)行彎沉和壓實(shí)度檢測(cè)，其中彎沉采用貝克曼梁和落錘式彎沉儀兩種檢測(cè)方式。然后按標(biāo)準(zhǔn)施工工藝采用液壓夯對(duì)路基進(jìn)行夯實(shí)，夯點(diǎn)間距1.1m，當(dāng)相鄰三錘高差在1cm 內(nèi)視為滿足夯實(shí)要求，最終現(xiàn)場(chǎng)夯實(shí)錘數(shù)為9 錘。夯擊完成后，再次對(duì)路基進(jìn)行精平和碾壓，再進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)檢測(cè)工作。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 彎沉

夯實(shí)前后，分別采用貝克曼梁和落錘式彎沉儀進(jìn)行彎沉檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果如下表所示：

表3.1 彎沉試驗(yàn)結(jié)果

從夯實(shí)前后的彎沉數(shù)據(jù)來看，彎沉代表值出現(xiàn)了一定程度增加。彎沉代表值增大的主要原因有：一是夯實(shí)后，細(xì)料上浮嚴(yán)重，細(xì)料浮在粗骨料的表面，不易形成板結(jié)的整體，導(dǎo)致彎沉值增加；二是路基填料之間的嵌鎖平衡被破壞，粘聚力降低，而砂礫石這種粘聚力的恢復(fù)，至少需7 天以上的休止期，且休止期越長，粘聚力的恢復(fù)越明顯。因此，夯實(shí)完成后的一段時(shí)間內(nèi)，彎沉值必然會(huì)增加，但隨著休止期的增加，彎沉?xí)玫街鸩降幕謴?fù)。

3.2 壓實(shí)度

夯實(shí)前后分別測(cè)定壓實(shí)度，共選取了7 個(gè)測(cè)點(diǎn)，試驗(yàn)結(jié)果如下表所示。

表3.2 壓實(shí)度試驗(yàn)結(jié)果

從上表可以看出，經(jīng)過夯實(shí)后壓實(shí)度平均提高了2.34%，表明液壓夯能有效改善填料的密實(shí)程度。

3.3 沉降差

分別測(cè)定各夯點(diǎn)在一定的夯實(shí)功和夯擊次數(shù)下的沉降差，選取了一個(gè)典型斷面，橫坐標(biāo)為夯點(diǎn)位置，其中夯點(diǎn)1 為靠近老路位置夯點(diǎn)，夯點(diǎn)5 靠近新路基外側(cè)邊坡，縱坐標(biāo)為夯實(shí)后的沉降量。夯點(diǎn)位置與沉降量之間的關(guān)系如圖3.1 所示。

圖3.1 K64+370 斷面各夯點(diǎn)沉降量

從上圖可以看出，靠近老路位置和路基邊緣位置，沉降量較大，說明以上位置為路基施工的薄弱環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)施工工藝無法對(duì)以上位置進(jìn)行有效壓實(shí)，而采用液壓夯可克服碾壓傳統(tǒng)工藝的弊端。

4 結(jié)語

（1）采用液壓夯夯實(shí)后，路基彎沉?xí)龃螅踔量赡軙?huì)擾動(dòng)原路基，造成路基結(jié)構(gòu)的破壞，但隨著休止期的增加，彎沉?xí)玫街鸩交謴?fù)。

（2）采用液壓夯工藝，可顯著改善填料的密實(shí)程度。

（3）對(duì)于新老路基搭接等傳統(tǒng)碾壓工藝不能有效壓實(shí)的區(qū)域，采用液壓夯工藝可有效克服傳統(tǒng)工藝的弊端。