沖擊式壓路機(jī)在路基施工中的應(yīng)用

張昌桂

（海南路橋工程有限公司，海南 三亞 572000）

沖擊式壓路機(jī)在路基施工中的應(yīng)用

張昌桂

（海南路橋工程有限公司，海南 三亞 572000）

在路基施工中，路基的壓實(shí)較困難，尤其是高填方路基施工工期緊、成型路基的自然沉降時(shí)間又不足，而現(xiàn)有靜碾及振動(dòng)壓路機(jī)的施工在客觀上還不能有效地解決高填方路基的不均勻變形，容易引起路面的開(kāi)裂、塌陷、下沉、變形及翻漿等多種病害。目前國(guó)內(nèi)外提高路基壓實(shí)密度的方法主要是采用沖擊式壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)施工?，F(xiàn)主要對(duì)沖擊式壓路機(jī)施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行若干探討。

公路路基；沖擊式壓路機(jī)；施工應(yīng)用

0 引言

公路路基是路面的基礎(chǔ)，是整個(gè)公路構(gòu)造的重要組成部分。路基承受由路面?zhèn)鱽?lái)的行車(chē)荷載，以及路基本身及路面的重力，均可能使路基產(chǎn)生各種變形，直接導(dǎo)致路面的破壞。因此，路基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以抵抗變形破壞的能力。路基壓實(shí)是保證路基質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。路基壓實(shí)的目的是為了減少土壤顆粒間的空隙，增大密實(shí)度，保證路基具有一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在荷載作用下不致發(fā)生沉陷、松散或變形，以確保上層路面結(jié)構(gòu)不被破壞。路基在使用振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)的密實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)后，再采用沖擊壓路機(jī)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)碾壓，減少工后沉降，提高路基穩(wěn)定性與抗變形能力。為提高路基的強(qiáng)度，對(duì)達(dá)標(biāo)路床進(jìn)行檢驗(yàn)補(bǔ)壓，有利于延緩路面的早期破損，提高路面質(zhì)量。同時(shí)，可以使路基的均勻性和整體強(qiáng)度得到顯著提高。

1 沖擊式壓路機(jī)的介紹

沖擊壓實(shí)技術(shù)是一種用非圓形、大功率、連續(xù)滾動(dòng)沖擊壓實(shí)路面、路基的技術(shù)。它于20世紀(jì)50年代由南非Aub rey Berrange公司提出,但成為一種成熟的可供實(shí)用的非圓滾動(dòng)沖擊式壓路機(jī)則是在20世紀(jì)70年代～80年代,并于90年代開(kāi)始向全球推廣。沖擊式壓路機(jī)1995年引入我國(guó),它與傳統(tǒng)壓路機(jī)相比,最大特點(diǎn)是其非圓形的沖擊輪外形,為了行駛的平穩(wěn)和最低的能量消耗,其外形主要為三、四、五邊的正多邊形。沖擊輪有一個(gè)或兩個(gè),分別稱為單輪或雙輪沖擊式壓路機(jī)。牽引方式有自行式和拖式。沖擊式壓路機(jī)所具有的動(dòng)力來(lái)自于三部分:（1）沖擊輪重心位置提升所蓄的勢(shì)能;（2）沖擊輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能;（3）沖擊輪在滾動(dòng)過(guò)程中克服土體變形所做的功。沖擊能量的大小與碾輪的質(zhì)量、質(zhì)心的高度、牽引的速度、非圓形輪廓的邊數(shù)和土質(zhì)等參數(shù)有關(guān)。因沖擊輪的勢(shì)能是基本的,可表征的,所以用沖擊輪的勢(shì)能作為沖擊式壓路機(jī)的型號(hào),如：15 kJ,20 kJ,25 kJ,30 kJ等[1]。

2 主要特點(diǎn)

（1）生產(chǎn)效率高（見(jiàn)表1）。（2）經(jīng)濟(jì)效益顯著,減少環(huán)境污染。（3）能夠減少路基的沉降量。（4）提高路基的整體強(qiáng)度。

表1 沖擊式壓路機(jī)與普通壓路機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比表

3沖 擊式壓路機(jī)適用范圍

沖擊式壓路機(jī)有多種類(lèi)型，應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、填料類(lèi)型、填土厚度及設(shè)計(jì)要求等因素正確選擇才能達(dá)到最佳效果。在一般情況下，新修路基、土路改造、泥石路改造、舊瀝青路改造等選用三邊形沖擊式壓路機(jī)，舊水泥路改造則選用五邊形沖擊式壓路機(jī)。

3.1 檢測(cè)性增強(qiáng)補(bǔ)壓

由于沖擊壓實(shí)能量大，影響深度深，在振動(dòng)壓路機(jī)分層鋪筑的高填方路段，每鋪筑1.5 m再用沖擊式壓實(shí)機(jī)壓實(shí)，還能獲得明顯的沉降。壓實(shí)后可以直觀地檢測(cè)出振碾壓實(shí)的不足，將可能在開(kāi)放交通后產(chǎn)生的工后沉降，提前到路基竣工以前解決，從而提高路基的穩(wěn)定性與抗變形能力，延緩路面的早期損壞，提高路面質(zhì)量。

3.2 舊水泥路改造

水泥混凝土路面在損壞后加鋪覆蓋層的方法之一是破碎原路面，以避免溫度反射裂縫，消除板下脫空。改造路段長(zhǎng)度越長(zhǎng)，就越能顯示沖擊技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。和其他方法相比，它可以克服局部處理不徹底所隱藏的日后隱患，提高工作效率，降低工程造價(jià)，保證工程質(zhì)量。

3.3 不良土質(zhì)壓實(shí)

目前，在公路路基施工中，主要采用的是各種振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械，但其對(duì)粉土、過(guò)飽和土、濕陷性黃土及填石路基的壓實(shí)有一定難度。從國(guó)內(nèi)很多公路建設(shè)項(xiàng)目來(lái)看，應(yīng)用沖擊壓實(shí)技術(shù)取得了較好的壓實(shí)效果。

4 不宜采用沖擊碾壓的路段

（1）加筋土擋土墻路段;

（2）舊路改建中擋土墻、橋梁和涵洞等的承載力不足以承受沖擊碾壓荷載的路段;

（3）含水量超出范圍,經(jīng)沖擊碾壓試驗(yàn)驗(yàn)證效果不明顯的路段;

（4）路基增強(qiáng)補(bǔ)壓試驗(yàn)段沖擊碾壓20遍后平均下沉量不大于30 mm的路段;

（5）建筑物安全間距不足的路段;

（6）有需要特別保護(hù)的建筑物路段。

5 三邊形雙輪沖擊式壓路機(jī)施工工藝

（1）施工段落要求:路基填筑有效長(zhǎng)度不小于300 m,填筑材料適用于含水量在最佳含水量+2%～-3%范圍內(nèi)土質(zhì)均勻的砂性土,路堤的分層沖擊碾壓高度限于下路床底面以下的93%、94%區(qū),路床部分要符合公路路基施工技術(shù)規(guī)范要求的材料并用振動(dòng)壓路機(jī)分層壓實(shí),沖擊碾壓的轉(zhuǎn)彎區(qū)域應(yīng)位于距橋臺(tái)等構(gòu)造20～30 m范圍內(nèi),沖擊碾壓范圍每側(cè)應(yīng)加寬1～1.5 m,據(jù)此放樣定出坡腳界線樁。當(dāng)受限不能加寬時(shí),應(yīng)采用振動(dòng)壓路機(jī)將路堤邊緣2～3 m分層壓實(shí)。

（2）在施工時(shí),牽引車(chē)的功率應(yīng)與沖擊式壓路機(jī)的型號(hào)、噸位相匹配,保證行駛速度在10～15 km/h,施工場(chǎng)地寬度大于沖擊式壓路機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑的4倍時(shí),以道路中心線對(duì)稱地將場(chǎng)地分成兩半,壓實(shí)行駛路線如圖1所示;施工場(chǎng)地的寬度小于4倍轉(zhuǎn)彎半徑時(shí),可按如圖2所示的沖壓方式進(jìn)行。

圖1 施工場(chǎng)地寬度大于轉(zhuǎn)彎半徑4倍時(shí)壓實(shí)行駛路線示意圖

圖2 施工場(chǎng)地寬度小于轉(zhuǎn)彎半徑4倍時(shí)沖壓路線示意圖

根據(jù)實(shí)際情況在施工場(chǎng)地的兩端設(shè)置所需的轉(zhuǎn)彎場(chǎng)地,壓實(shí)行駛路線應(yīng)設(shè)置易于機(jī)手辨識(shí)的臨時(shí)標(biāo)記物,便于按相應(yīng)的標(biāo)線沖擊碾壓。

（3）沖壓采用錯(cuò)輪的方式,輪跡之間不重疊,對(duì)三邊形雙輪沖擊式壓路機(jī)錯(cuò)輪時(shí)橫向留有26 cm的空隙,沖壓1次的計(jì)算壓實(shí)寬度為2 m,經(jīng)錯(cuò)1個(gè)輪寬沖壓1個(gè)來(lái)回后,計(jì)算沖壓寬度4 m,按此方法計(jì)算,整個(gè)場(chǎng)地全部壓完為1遍。對(duì)于縱向排列,每遍應(yīng)錯(cuò)1/6周長(zhǎng),每次沖擊工作面波峰,達(dá)到?jīng)_擊點(diǎn)的滿布、均勻,增強(qiáng)沖壓整體效果。

（4）若工作面起伏過(guò)大,應(yīng)停止沖壓,用平地機(jī)每5遍整平一次再繼續(xù)施工。揚(yáng)塵情況嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)灑水,當(dāng)含水量較低時(shí),宜在前一天灑水濕潤(rùn),沖壓時(shí)應(yīng)注意沖擊波峰,錯(cuò)峰壓實(shí),沖壓5遍應(yīng)改變沖壓方向。

（5）在施工中，出現(xiàn)彈簧翻漿現(xiàn)象,應(yīng)暫停施工,采取相應(yīng)的技術(shù)措施后方可繼續(xù)施工(一般采用換填或摻灰處理)。

（6）路基的沖壓施工工序?yàn)?基地檢測(cè)合格→沖壓層填土→ 表面穩(wěn)壓與平整→ 埋設(shè)檢測(cè)點(diǎn)→沖擊碾壓→質(zhì)量檢測(cè)。

（7）路堤的分層填筑沖壓后表面松土20 cm，不必重新整平和振動(dòng)碾壓,可直接按計(jì)入下一層上土的松鋪厚度,進(jìn)行下一層沖擊碾壓。

（8）當(dāng)沖壓施工場(chǎng)地附近有構(gòu)造物時(shí),應(yīng)注意觀察,發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí),立即中斷施工。當(dāng)路堤填筑路段有圓管涵或箱涵時(shí),涵頂填土厚度達(dá)到1.5 m以上方可進(jìn)行沖壓,以避免構(gòu)造物損傷。

（9）在施工過(guò)程中，應(yīng)合理安排施工時(shí)間,減少噪聲與振動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響。

（10）沖壓邊角及轉(zhuǎn)彎區(qū)域應(yīng)增加適當(dāng)?shù)膲簩?shí)遍數(shù),達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)并保證與中部壓實(shí)效果的均勻性。對(duì)沖壓邊角及轉(zhuǎn)彎區(qū)域應(yīng)采用強(qiáng)夯機(jī)夯實(shí)工藝措施達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),或者是在臺(tái)背回填時(shí)將有效壓實(shí)斷面以外的填料全部挖除重新填筑。

（11）在施工沖壓過(guò)程中，要有專(zhuān)人負(fù)責(zé),指揮行駛路線,記錄沖壓遍數(shù),調(diào)度平地機(jī)和灑水車(chē)做好輔助工作。

（12）加強(qiáng)對(duì)員工的安全生產(chǎn)教育,樹(shù)立安全第一的觀念,操作機(jī)手上機(jī)前必須經(jīng)嚴(yán)格的培訓(xùn),合格后方能上機(jī)。每臺(tái)至少配備2名機(jī)手,輪流作業(yè),每名機(jī)手每次沖壓時(shí)間不宜超過(guò)2 h,沖擊碾壓范圍內(nèi)的出入口應(yīng)有醒目的安全標(biāo)志,禁止無(wú)關(guān)車(chē)輛與人員出入[2]。

6 施工注意事項(xiàng)

施工中的注意事項(xiàng)如下：

（1）沖擊式壓路機(jī)工作時(shí)沖擊能量大，壓實(shí)外緣應(yīng)與路肩外緣保持1 m距離，以免損壞路肩。

（2）工作時(shí)遇結(jié)構(gòu)物應(yīng)調(diào)頭，安全距離應(yīng)保持5 m，管涵、拱涵以上的填方大于2.5 m，板涵頂上填土大于3 m時(shí)，方可對(duì)路床進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，否則仍應(yīng)視為遇結(jié)構(gòu)物應(yīng)調(diào)頭。

（3）在路床的補(bǔ)強(qiáng)壓實(shí)與高填方時(shí)，最好每2 m松鋪一層30 cm以上的填料。

（4）如表面干燥要適量灑水，以防表面粉塵化而影響能量深層傳遞。

（5）在車(chē)輛每次轉(zhuǎn)彎時(shí)，應(yīng)調(diào)整轉(zhuǎn)彎路線，使沖擊凸輪落點(diǎn)不致重復(fù)前次落點(diǎn)，以減少波浪現(xiàn)象。

7 結(jié)語(yǔ)

目前沖擊式壓路機(jī)的施工效果已為廣大工程技術(shù)人員認(rèn)可。但由于沖擊式壓路機(jī)施工屬于新技術(shù),應(yīng)做好試驗(yàn)段工作,同時(shí)在施工過(guò)程中，積極探索總結(jié)經(jīng)驗(yàn),不斷總結(jié)完善施工工藝、檢測(cè)方法與質(zhì)量管理措施,加強(qiáng)施工過(guò)程的檢查和記錄,經(jīng)常和設(shè)計(jì)單位進(jìn)行技術(shù)上的溝通和交流,使沖擊式壓路機(jī)更好地服務(wù)于路基工程的施工。

[1]吳立堅(jiān).公路沖擊碾壓應(yīng)用技術(shù)指南[Z].2007.

[2]馬穎歐.關(guān)于等級(jí)公路路基壓實(shí)度的探討[J].山西建筑,2009,35(11):257-258.

重慶即將開(kāi)工建設(shè)3條高速公路

日前，重慶市政府發(fā)布消息，今年高速公路建設(shè)項(xiàng)目計(jì)劃投資214億元，年內(nèi)計(jì)劃建成通車(chē)九永高速永川段等4個(gè)項(xiàng)目183.6 km。今年將開(kāi)工建設(shè)合潼安、合璧津、渝廣支線3條高速公路。

合潼安高速公路起點(diǎn)在合川草街信息安全產(chǎn)業(yè)園，與三環(huán)合長(zhǎng)高速相接，重慶境內(nèi)止于潼南川渝交界處，重慶境內(nèi)全長(zhǎng)約95 km，合川境內(nèi)約50 km，途徑草街、雙鳳、云門(mén)、大石、太和、隆興6個(gè)鎮(zhèn)街23個(gè)行政村，設(shè)云門(mén)互通、大石互通、太和互通和隆興服務(wù)區(qū)4個(gè)下道出口。預(yù)計(jì)總投資90億元，合川境內(nèi)約50億元。預(yù)計(jì)今年10月中旬在草街九石村與合長(zhǎng)高速相接處開(kāi)工，將率先啟動(dòng)3座大橋等控制性工程。

合璧津高速公路起于三環(huán)銅合高速十塘互通，穿九峰山至璧山，經(jīng)大路、正興、丁家、廣譜至江津油溪跨長(zhǎng)江至刁家連接江合高速、江習(xí)高速。該工程全長(zhǎng)約96 km，采用雙向4車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)速100 km/h，工程總投資估算金額約127億元人民幣，力爭(zhēng)2017年開(kāi)工，建設(shè)工期4 a。合川境內(nèi)約3 km，涉及南津街街道2個(gè)行政村，力爭(zhēng)年內(nèi)率先啟動(dòng)合川十塘段建設(shè)。目前，合璧津高速公路項(xiàng)目投資人已初步確定為中國(guó)鐵建股份有限公司。

渝廣支線高速公路，合川境內(nèi)約13 km，涉及三匯鎮(zhèn)、小沔鎮(zhèn)5個(gè)村，該項(xiàng)目有渝廣高速樞紐、小沔落地互通。

預(yù)計(jì)今年11月動(dòng)工建設(shè)，將率先啟動(dòng)高轉(zhuǎn)告樞紐等控制性工程。

U415.51

B

1009-7716（2017）10-0139-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.042

2017-5-26

張昌桂（1981-），男，海南屯昌人，助理工程師，從事道路與橋梁工程（機(jī)械）施工技術(shù)工作。