沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用

耿超海

(新疆交通建設(shè)管理局項(xiàng)目執(zhí)行三處，新疆　烏魯木齊　830021)

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沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用

耿超海

(新疆交通建設(shè)管理局項(xiàng)目執(zhí)行三處，新疆烏魯木齊830021)

耿超海(1982—)，工程師，研究方向：公路建設(shè)項(xiàng)目現(xiàn)場技術(shù)、質(zhì)量、安全防護(hù)。

摘要：沖擊碾壓技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要通過沖擊碾壓機(jī)等機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)對施工路基路面的壓實(shí)處理，其能很好地改善路基沉降、強(qiáng)度不均勻等缺陷，具有很好的發(fā)展前景。文章結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)例，介紹了沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用工藝與效果，并提出了沖擊碾壓施工的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：高速公路；沖擊碾壓；路基；注意事項(xiàng)

0引言

沖擊碾壓技術(shù)是近年來新發(fā)現(xiàn)的與巖土工程壓實(shí)有關(guān)的一種壓實(shí)技術(shù)，能夠很好地解決施工后路面沉降、差異沉降以及裂紋等問題，增強(qiáng)了高速公路路基的穩(wěn)定性、整體強(qiáng)度均勻性等，因而在實(shí)際工程中得到廣泛使用[1]。沖擊碾壓技術(shù)就是利用沖擊壓實(shí)機(jī)，該設(shè)備配有壓實(shí)輪，通過牽引機(jī)帶動(dòng)壓實(shí)輪旋轉(zhuǎn)將其升高而后放下，在這個(gè)過程中將勢能轉(zhuǎn)化成對施工地面的沖擊動(dòng)能，并結(jié)合滾壓等其他方式促使土質(zhì)內(nèi)的顆粒發(fā)生形變等變化[2]。隨著施工地面內(nèi)沖擊能量的積攢，土質(zhì)內(nèi)顆粒密度增大，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)施工路基被壓實(shí)。

1工程概況

某高速公路采用高填方路基沖擊壓實(shí)工程挖方70萬m3左右，主要進(jìn)行填方的路基大約82萬m3，其填方最大高度為18 m，施工路基大部分處于水田和洼地中。由于工期緊迫，為了盡可能保證施工質(zhì)量，使施工后沉降量盡可能小，施工中，應(yīng)在路基壓實(shí)情況符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下，每填高115 m后都要使用沖擊壓實(shí)機(jī)對路基進(jìn)一步進(jìn)行壓實(shí)處理，沖擊次數(shù)最少20次。

2沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用

2.1沖擊碾壓施工

在施工過程中，首先需要將沖擊壓實(shí)機(jī)從路基的一端駕駛到路基中間區(qū)域，再調(diào)轉(zhuǎn)方向返回到起點(diǎn)，而后將該機(jī)械設(shè)備駛向路基兩側(cè)[3]。在該過程中，牽引機(jī)需要保證壓實(shí)機(jī)的壓實(shí)輪經(jīng)過路徑的重疊率至少為35%，才能保障施工作業(yè)路基路面的壓實(shí)效果。具體步驟如下：

(1)利用平地機(jī)對進(jìn)行沖擊碾壓處理后的路基路面進(jìn)行平整度處理和雜質(zhì)清理。

(2)選取適當(dāng)?shù)挠^測點(diǎn)并設(shè)立標(biāo)記，以便觀察實(shí)際的沉降高度。

(3)在進(jìn)行沖擊碾壓施工前，要對進(jìn)行施工的路基含水量和壓實(shí)程度進(jìn)行檢測。

(4)一般的沖擊壓實(shí)機(jī)設(shè)置有兩個(gè)沖擊輪，并且在兩輪間存在一定的空隙，在沖擊力的作用下，介質(zhì)的落點(diǎn)并不是連續(xù)分布，因此沖擊碾壓技術(shù)是利用來回錯(cuò)輪的方式來進(jìn)行工作。在第二次錯(cuò)輪時(shí)，其中一個(gè)輪子從第一次壓實(shí)后留下的輪子軌跡空隙間通過，按照這種方式進(jìn)行重復(fù)處理，直到整個(gè)表面都被壓實(shí)一遍。第一次壓實(shí)處理后需要保證在縱向方向上避開沖擊碾壓形成的落點(diǎn)1/5沖擊輪周長，以實(shí)現(xiàn)路基路面落點(diǎn)均勻分布，從而使其壓實(shí)強(qiáng)度滿足標(biāo)準(zhǔn)需求[4]。

(5)在沖擊碾壓進(jìn)行的過程中，沖擊壓實(shí)機(jī)使用環(huán)形路線對路基進(jìn)行壓實(shí)處理。對于寬度較大的路基，沖擊壓實(shí)機(jī)可以從路基的中心線開始行走，到達(dá)路基的另一端后，再轉(zhuǎn)向路基的一邊側(cè)，沿著該路線回到起始一端，而后換到路基的另一邊側(cè)靠近中心線的地方繼續(xù)以錯(cuò)輪方式進(jìn)行沖擊壓實(shí)處理。每次沖擊碾壓時(shí)，沖擊次數(shù)至少要達(dá)到20遍，以此確保在壓實(shí)范圍內(nèi)的路基的強(qiáng)度能夠均勻分布，并且達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

(6)在沖擊碾壓過程中會(huì)存在一些問題，可進(jìn)行針對性的處理。例如：在進(jìn)行沖擊碾壓時(shí)，車輪軌跡深度過大會(huì)對壓實(shí)情況造成不良影響，此時(shí)可以通過平地機(jī)將路基路面進(jìn)行平整處理，而后再進(jìn)行沖擊壓實(shí)；在進(jìn)行沖擊碾壓時(shí)路面若出現(xiàn)很大揚(yáng)塵，可用灑水車協(xié)助處理后再進(jìn)行沖擊碾壓。

(7)沖擊碾壓結(jié)束后，使用平地機(jī)對沖擊碾壓路基路面平整度進(jìn)行改善，而后利用重型鋼輪壓路機(jī)提高該路段的壓實(shí)程度與平整度。

2.2測點(diǎn)與數(shù)據(jù)情況

對測點(diǎn)進(jìn)行二次測量，比較第二次測量時(shí)測點(diǎn)的高程值，并將數(shù)據(jù)記錄好。這是因?yàn)樵诼坊韺哟笾?5 cm范圍內(nèi)的土質(zhì)經(jīng)過沖擊壓實(shí)機(jī)的沖擊力作用后會(huì)呈現(xiàn)塊狀或者松散狀態(tài)，因而在進(jìn)行壓實(shí)檢測之前需要將這部分的土質(zhì)除去，而后再按照標(biāo)準(zhǔn)檢測方法對測點(diǎn)進(jìn)行檢測并記錄數(shù)據(jù)。

2.3數(shù)據(jù)分析

在沖擊碾壓實(shí)施的過程中記錄下沖擊次數(shù)為5次、10次、15次以及20次后的高程值與對應(yīng)的壓實(shí)數(shù)據(jù)，并將各數(shù)據(jù)整理繪制成表，如表1所示。

表1　沖擊碾壓過程中數(shù)據(jù)記錄表

通過對表1的分析發(fā)現(xiàn)，高速公路路基經(jīng)過壓實(shí)施工后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)當(dāng)每次填筑層達(dá)到1.6 m厚度時(shí)，對其沖擊次數(shù)最少達(dá)到20次才能進(jìn)行下一步工作——壓沉，如此可更好地提高壓實(shí)度，通常在4%左右。路基經(jīng)過20次沖擊壓實(shí)處理后，其壓實(shí)程度已基本達(dá)到理想效果。所以，本文認(rèn)為對路基進(jìn)行沖擊壓實(shí)處理的次數(shù)最少為20次，同時(shí)厚度應(yīng)該維持在1.6 m，并且重合的線路至少要達(dá)到2.5 m。

3沖擊碾壓過程中的注意事項(xiàng)

(1)在進(jìn)行沖擊壓實(shí)處理之前，需要對作業(yè)路基路面的平整度進(jìn)行處理，還可以通過重型的壓路機(jī)對該路段進(jìn)行壓實(shí)，當(dāng)這兩項(xiàng)工作處理完之后才可以實(shí)施沖擊壓實(shí)技術(shù)。如果施工路面過于干燥就容易在沖擊碾壓過程中出現(xiàn)大量的揚(yáng)塵，可以利用灑水車適當(dāng)灑些水，從而控制能量的傳遞。

(2)在沖擊碾壓進(jìn)行的過程中，需要控制好車輛的行走路線，尤其在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，對其轉(zhuǎn)彎路線要及時(shí)并恰當(dāng)調(diào)整，防止后續(xù)沖擊落點(diǎn)和之前的施工落點(diǎn)相重合，盡可能避免波浪現(xiàn)象出現(xiàn)；另外，要保持沖擊碾壓進(jìn)行速度的一致性，在需要改變速度時(shí)，一定要在完成一個(gè)完整的沖擊碾壓程序且關(guān)機(jī)后才能進(jìn)行，確保每個(gè)路徑下的壓實(shí)度一致。

(3)要確保沖擊碾壓施工時(shí)行走方向的正確性，同時(shí)對可能存在的漏壓情況設(shè)有預(yù)防和應(yīng)對方案。當(dāng)沖擊碾壓路徑是從路基中心線向其邊側(cè)線進(jìn)行時(shí)，需要保證與該路段邊緣距離至少為115 m。對于施工路段靠山的情況，進(jìn)行沖擊碾壓施工順序要從內(nèi)而外進(jìn)行，并保證其與邊緣的安全距離至少為120 m。

(4)在進(jìn)行施工時(shí)若發(fā)現(xiàn)堅(jiān)硬物體，需要馬上改變方向，并與其距離至少6 m，同時(shí)離背臺(tái)最大距離為3 m，考慮到臺(tái)高，可控制在20 m左右的范圍內(nèi)。

(5)當(dāng)涵洞頂?shù)奶钔粮叨冗_(dá)不到220 m以及填石路基的石塊強(qiáng)度>20 MPa的情況下，在離涵洞頂5 m以內(nèi)的范圍不能進(jìn)行沖擊壓實(shí)工藝；此外，對于存在路肩式擋土墻及路堤式擋土墻的地段不能采用沖擊碾壓技術(shù)[6]。

(6)進(jìn)行沖擊碾壓施工前，需要確認(rèn)與施工相關(guān)的管道及其接口處沒有裂紋、松動(dòng)以及泄漏等情況，而后才能啟動(dòng)施工工程。

(7)進(jìn)行沖擊碾壓施工時(shí)，需要合理控制施工所產(chǎn)生的噪聲對周圍生活環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境所造成的影響，合理安排工人的施工時(shí)間。

4結(jié)語

通過多次對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對路基進(jìn)行至少20遍沖擊壓實(shí)處理后，其壓實(shí)度可以在不同程度上得到提高，同時(shí)該路段的路基整體強(qiáng)度也明顯增強(qiáng)。施工后的路基實(shí)現(xiàn)了與其對應(yīng)的增強(qiáng)補(bǔ)壓目標(biāo)，與此同時(shí)，該段路基進(jìn)行沖擊碾壓處理后，沉降現(xiàn)象得到很好的改善，其整體承載能力與穩(wěn)定性均明顯增強(qiáng)。隨著社會(huì)發(fā)展的需求，對高速公路的行駛速度、承載能力等方面的要求也愈來愈嚴(yán)苛，在此情形下，沖擊碾壓技術(shù)將會(huì)在高速公路施工中得到廣泛推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]祁義保.沖擊碾壓技術(shù)在高速公路改建工程中的應(yīng)用[J].城市道橋與防洪，2010(3)：88-89.

[2]王新增.沖擊壓實(shí)技術(shù)在蘭許高速公路粉質(zhì)砂性土路基中的應(yīng)用[J].交通科技，2005(1)：25.

[3]初磊.沖擊碾壓技術(shù)在高速公路路基施工中的運(yùn)用分析[J].科技傳播，2012(14)：23-24.

[4]張廷明，王新增.高速公路路基填前沖擊碾壓與正常壓實(shí)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2006(3)：3-5.

Application of Impact Rolling Technology in Expressway Construction

GENG Chao-hai

(Project Implementation 3rd Division，Xinjiang Communications Construction Authority，Urumqi，Xinjiang，830021)

Abstract：The impact rolling technology is to achieve the pavement compaction treatment of construction subgrade mainly through the impact rolling machines and other equipment，which can greatly improve the subgrade settlement，uneven strength and other defects，with good prospects for development.Combining the practical engineering application，this article described the application process and effect of impact rolling technology，and proposed the precautions of impact rolling construction.

Keywords：Expressway；Impact rolling；Subgrade；Precautions

收稿日期：2016-02-02

文章編號(hào)：1673-4874(2016)02-0035-03

中圖分類號(hào)：U415.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2016.02.008

作者簡介