沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用研究

田賡

（中鐵十四局集團(tuán)有限公司 第四工程公司，濟(jì)南250014）

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的高速公路建設(shè)和通車?yán)锍淘诓粩嘣黾?，在我國?jīng)濟(jì)發(fā)展中起到重要的推動作用。在目前高速公路工程的覆蓋范圍不斷增加的情況下，沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用也越來越廣泛，尤其是針對目前高速公路工程施工中遇到的斜坡、土石填料和地基土質(zhì)條件等不利因素，為了延長高速公路的使用壽命，提高高速公路建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，就需要加強(qiáng)對沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用研究。沖擊碾壓技術(shù)就是利用沖擊式壓實機(jī)在牽引機(jī)拖動時將高位勢能轉(zhuǎn)換為動能的特點，對地面進(jìn)行沖擊，起到滾壓以及揉壓的綜合作用，實現(xiàn)對大面積地基的壓實。此技術(shù)的應(yīng)用對于提高高速公路施工質(zhì)量和效率具有重要作用。

2 沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用特點

正如前文所述，高速公路施工中所應(yīng)用的沖擊碾壓技術(shù)就是對一種高振幅低頻率的新型壓實設(shè)備，充分應(yīng)用沖擊式壓實機(jī)，在牽引機(jī)械的拖動行駛過程中可以將高位勢能向動能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)對地面進(jìn)行沖擊。此壓實機(jī)對地面的沖擊能量比較大，可以實現(xiàn)對土體深層的沖擊，通過其強(qiáng)大的沖擊能量可以使土體中的土石顆粒發(fā)生位移、變形和剪切，在不斷進(jìn)行沖擊的過程中會使土石密度不斷增加，沖擊能量的影響深度也在隨之增加，通過對地面的連續(xù)沖擊來實現(xiàn)對大面積地基的壓實作業(yè)。因此可以看出，沖擊碾壓技術(shù)最大的特點就是影響深度比較深，而且碾壓速度也比較快，通常深度為3m 左右，速度為12～15km/h，無論是沖擊深度還是碾壓速度都比傳統(tǒng)的壓實施工要高得多。此外，由于所應(yīng)用的沖擊式壓實機(jī)具有高振幅和低頻率的特點，正是由于此特點才會將沖擊波向更深的位置進(jìn)行傳播，實現(xiàn)對地基壓實效果的不斷鞏固。而且在確保壓實效果的同時，也使得沖擊碾壓技術(shù)的使用范圍在不斷擴(kuò)大，提高了碾壓施工的效率。在沖擊式壓實機(jī)的應(yīng)用過程中會采用履帶式牽引車來進(jìn)行牽引，此種牽引車本身具有比較大的轉(zhuǎn)彎半徑，而且自重也比較大，在碾壓行駛的過程中不僅具有較好的平穩(wěn)性，而且可以有效減少公路路基施工之后出現(xiàn)沉降的可能性，也就是對由于不均勻沉降而導(dǎo)致出現(xiàn)的道路病害問題進(jìn)行有效改善，實現(xiàn)路基整體強(qiáng)度和均勻性的提升。也可以有效地將路基內(nèi)部缺陷和隱患進(jìn)行暴露，實現(xiàn)對公路施工質(zhì)量的顯著提升【1】。

3 沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中應(yīng)用的現(xiàn)狀

正是由于沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的作用非常顯著，因此，我國目前在高速公路建設(shè)中正在推廣使用此技術(shù)。而且在實際的應(yīng)用中也表現(xiàn)出良好的壓實效果和較高的施工質(zhì)量與效率。雖然目前沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用表現(xiàn)出顯著的優(yōu)點，而且也引起了施工單位和施工人員的重視。但目前在此技術(shù)的應(yīng)用中也出現(xiàn)了較多的問題，主要表現(xiàn)在沖擊碾壓技術(shù)應(yīng)用中的相關(guān)技術(shù)人員專業(yè)技術(shù)水平較差等，對沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用和推廣，以及技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展造成了阻礙。這就需要在沖擊碾壓技術(shù)應(yīng)用之前，了解此技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用概況，掌握其技術(shù)特點和理論依據(jù)，根據(jù)不同的高速公路施工概況來對技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，確保其符合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)地形條件、車流量情況，確保在高速公路施工中發(fā)揮其優(yōu)勢，實現(xiàn)高速公路施工質(zhì)量和效率的提高，以及經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的提高【2】。

4 沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的具體應(yīng)用

濟(jì)南至青島高速公路改擴(kuò)建工程JQSG-1 合同段，主線全長64.012km。根據(jù)設(shè)計要求：路基施工原地面滾填石渣處理后，段落距離小于200m 時進(jìn)行重錘夯實；重夯的一般參數(shù)：錘重15～32kN（1.5～3.2t），底面直徑≤1.2m，落距3～4m，初步控制夯擊能在60～120kN·m?？刂茀?shù)：原地面表層壓實度不小于91%，累計夯沉量≥9cm。

在本標(biāo)段K50+130～K50+406 右幅段路基處理使用重錘夯作業(yè)，該段處理長度長276m，工作面平坦，交通及試驗條件較好，機(jī)械施工方便，路基基底土質(zhì)為粉類土，平均寬度15.04m，重夯面積約為4 151.04m2。

4.1 地表附著物清理

沖擊碾壓施工前應(yīng)對原地表進(jìn)行清理，在路基用地范圍內(nèi)清地表植被、雜物、積水、淤泥和表土，處理坑塘。在對原有地表土壤進(jìn)行清理后，需要將清理出來的土壤按照規(guī)定位置進(jìn)行存放和保管，在對坡面以及其他部位的綠化和土場進(jìn)行二次處理時需要使用這些土壤。場地清理完成后，使用推土機(jī)粗平、振動壓路機(jī)靜壓壓實，為沖擊壓實提供較平整的基面【3】。

4.2 測量放線定出試驗斷面

測量隊利用GPS 布設(shè)檢測斷面。每個斷面布置5 個檢測點，檢測點標(biāo)志采用GPS 打點作為標(biāo)記，分別為拼寬或新建道路中線處、中線與兩側(cè)坡腳中心、兩側(cè)坡腳處。檢測斷面及位置示意圖如圖1 所示。

圖1 檢測斷面及位置示意圖

4.3 沖擊碾壓

沖擊式壓實機(jī)YCT25 工作時，用白灰把填土路基坡腳線撒好，并對其行駛速度進(jìn)行控制，通常保持在12～15km/h 的范圍內(nèi)。所使用的沖擊壓路機(jī)規(guī)格主要就是輪胎的寬度為0.9m，2 個輪之間的距離為1.16m，在進(jìn)行碾壓時需要1 遍進(jìn)行2 次壓路機(jī)的行駛，確保其碾壓寬度為4m。在使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行碾壓作業(yè)時，需要保持在上述速度范圍之內(nèi)并保持比較慢的行駛速度，而且進(jìn)行碾壓時的行駛路線需要按照路基左幅中心線為基準(zhǔn)，所采取的碾壓方式就是從路基的一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行轉(zhuǎn)圈沖擊碾壓。而且在上述沖碾的過程中還需要保持正確的順序來滿足由兩邊向中間進(jìn)行錯輪碾壓的要求，保證錯輪碾壓的輪跡要對整個路基表面進(jìn)行覆蓋，確保其所有位置被沖碾1 遍。沖擊碾壓線路走向示意圖如圖2 所示。

4.4 重夯作業(yè)實施后的效果

經(jīng)檢測，沖擊碾壓首件施工質(zhì)量符合規(guī)范及設(shè)計要求。

1）沉降量檢測：本段沖擊碾壓段長267m，設(shè)置每20m 1個斷面，共14 個檢測斷面，每個斷面布置5 個檢測點，共計70 個測點，19～20 遍沖碾下沉量最大值為5mm，最小值為0mm。

圖2 沖擊碾壓線路走向示意圖

2）壓實度檢測：布置壓實度檢測的平面點數(shù)為8 個，壓實度檢測結(jié)果為93.9%、93.4%、94.9%、93.4%、91.9%、92.9%、92.4%、94.4%。

5 結(jié)語

在高速公路施工中，應(yīng)用沖擊碾壓技術(shù)主要表現(xiàn)出具有高振幅低頻率、沖擊力影響深度大以及碾壓效率高等優(yōu)點，針對高速公路施工的具體情況和要求做好相應(yīng)的機(jī)型選擇以及準(zhǔn)備工作，合理選擇施工工藝并加強(qiáng)對施工效果的監(jiān)測，切實確保高速公路的施工質(zhì)量，提高沖擊碾壓技術(shù)水平以及高速公路施工水平。

下步施工需要注意及改進(jìn)的問題：沖擊壓路機(jī)在施工時司機(jī)工作時間應(yīng)控制在2h，在施工中應(yīng)安排好司機(jī)進(jìn)行換班。在施工中應(yīng)注意含水量的控制，提前檢測，及時檢測。注意路側(cè)施工的安全問題，安排專人負(fù)責(zé)。施工中機(jī)械人員之間的配合還需要加強(qiáng)，提高工作效率與質(zhì)量。