沖擊碾壓在高填方路基中的應(yīng)用

高建新

摘 要：介紹阿爾及利亞東西高速公路M2標(biāo)段為縮短路基自然下沉?xí)r間，縮短工期，保證路基質(zhì)量，對(duì)高填方路基段采用沖擊碾壓進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)壓實(shí)處治，并對(duì)碾壓后的效果進(jìn)行了觀測(cè)、對(duì)比、分析。

關(guān)鍵詞：東西高速公路；高填方；沖擊碾壓；沉降；壓實(shí)度

1 工程概況

中鐵十四局集團(tuán)二公司負(fù)責(zé)施工的阿爾及利亞東西高速公路M1M2標(biāo)段，全長52.147km。本標(biāo)段地形總體起伏大，溝谷縱橫，地勢(shì)多陡峻，路基土石方工程量巨大；施工工期緊迫，填方有效施工工期不足30個(gè)月。在填方施工中，填高20m以上的高填方路基共有16段，最大填高34m。

2 填筑方案的選擇

因路面采用40cm碎石層+24.5cm高模量瀝青混凝土組成的全柔性結(jié)構(gòu)，同時(shí)項(xiàng)目專用技術(shù)條款規(guī)定路面工程質(zhì)量保證期為5年。我們?cè)诔浞挚紤]路面的舒適性和長壽命，盡可能地減少工后沉降和差異沉降，我們決定采用沖擊碾壓施工工藝對(duì)填高超20m常規(guī)填筑下的填方路堤進(jìn)行追密補(bǔ)壓。

3 沖擊碾壓施工工作原理

沖擊碾壓是利用沖擊式壓路機(jī)低頻大振幅沖擊力作用于填土，并快速連續(xù)周期性地作用，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波向下深層傳播，對(duì)路基填土進(jìn)行沖擊碾壓，提高填土的密實(shí)度，減少工后沉降。壓實(shí)輪在牽引機(jī)的拖動(dòng)行駛滾動(dòng)中，將高位勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能對(duì)地面進(jìn)行沖擊，從而對(duì)土體的深層產(chǎn)生較強(qiáng)的沖擊能量，連續(xù)快速地對(duì)填料或地面產(chǎn)生夯擊作用，對(duì)填料或地面進(jìn)行碾壓與壓實(shí)并具有地震波的傳播特性。在沖擊壓實(shí)的同時(shí)具有靜力、搓揉、振夯、沖擊的作用和靜壓振動(dòng)壓（低幅高頻）沖擊壓（高幅低頻）的沖擊壓實(shí)作用。

4 試驗(yàn)段

4.1 試驗(yàn)段概況

試驗(yàn)段位于M2標(biāo)段，PK239+700-PK239+900區(qū)域。該區(qū)域地形平坦，屬M(fèi)′zida河流的河漫灘，地質(zhì)條件單一。地表覆土為含礫黏土，褐黃、褐灰等色，硬塑狀，稍濕～干燥，卵石含量一般5～25%，局部大于50%，卵石成分為灰?guī)r、砂巖等，粒徑一般在2～200mm之間，局部含大塊石；下敷基巖為泥灰?guī)r。

4.2 填料

填料來自取土場(chǎng)，按法國規(guī)范《土方工程：公路基礎(chǔ)設(shè)施的填方和墊層施工可采用的材料類型》（NF P11-300）劃分為C1B5S。

4.3 設(shè)備準(zhǔn)備

YZT-20 25KJ三邊形雙輪沖擊壓路機(jī)一臺(tái)，灑水車1臺(tái)，平地機(jī)1臺(tái)。此型沖擊壓路機(jī)整機(jī)質(zhì)量16.2T，沖擊能量30KJ。沖擊壓路機(jī)雙輪各寬0.9m，輪隙寬度1.16m。此型沖擊壓路機(jī)沖壓一次的計(jì)算壓實(shí)寬度為2m，經(jīng)錯(cuò)一個(gè)輪寬沖壓一個(gè)來回后，計(jì)算沖壓寬度4m，按此方法計(jì)算，整個(gè)場(chǎng)地全部壓完1次為碾壓一遍，沖擊壓路機(jī)行走速度為12～15km/h。

4.4 試驗(yàn)內(nèi)容

項(xiàng)目專用技術(shù)條款規(guī)定填料壓實(shí)采用壓實(shí)度和變形模量雙控標(biāo)準(zhǔn)，即壓實(shí)度大于95%，變形模量EV2≥50MPa和EV2/EV1≤2。在達(dá)到上述要求后，為進(jìn)一步提高路基的密實(shí)度與均勻性，減少工后沉降與差異沉降對(duì)路堤進(jìn)行增強(qiáng)補(bǔ)壓。擬定補(bǔ)壓遍數(shù)為25遍，在沖擊碾壓前及每沖擊碾壓5遍后檢測(cè)沉降量和壓實(shí)度。每20m為一個(gè)斷面，分別在左、中、右打入水平觀測(cè)樁。中樁設(shè)在縱向中心線上，左、右邊樁距路基邊緣3m左右。水平觀測(cè)樁用鋼筋打制，其埋設(shè)深度為：水平樁頂部高程位于沖擊碾壓面下50cm。

5 試驗(yàn)成果分析

5.1 碾壓遍數(shù)與沉降量

可見前20遍平均沉降量隨碾壓遍數(shù)的增加而增大，且增加的幅度較大，20遍時(shí)達(dá)到最大值18mm；25遍時(shí)平均沉降量反而略有減少。

5.2 碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度

可見前20遍壓實(shí)度上升比較快，20遍后壓實(shí)度上升不明顯，25遍時(shí)壓實(shí)度反而略有減少。

6 試驗(yàn)結(jié)論

C1B5S填筑的路基達(dá)到壓實(shí)度和變形模量雙控標(biāo)準(zhǔn)后采用沖擊壓路機(jī)增強(qiáng)補(bǔ)壓，從碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度和沉降量的關(guān)系可看出，碾壓20遍效果最佳。

7 實(shí)施效果

本項(xiàng)目填筑高度超過25m的高路堤均采用沖擊壓路機(jī)進(jìn)行增強(qiáng)補(bǔ)壓，并對(duì)代表性的工點(diǎn)進(jìn)行了工后沉降觀測(cè)。其中PK227+500～PK227+700最大填高為29.9m，邊坡分級(jí)高度8m，在邊坡平臺(tái)及路肩和中央隔帶處設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)。

經(jīng)過2009年2月至2010年3月長達(dá)1年的工后沉降觀測(cè)，1#～5#的累計(jì)工后沉降量依次為5mm、11mm、17mm、22mm、25mm，是對(duì)應(yīng)點(diǎn)路基本體填土高度的0.08～0.1%，其中中央分隔帶比路肩的沉降僅大3mm，對(duì)路拱橫坡改變小。各項(xiàng)數(shù)據(jù)表明沖擊碾壓對(duì)控制高填方的工后沉降效果很好。

8 結(jié)束語

沖擊碾壓補(bǔ)強(qiáng)提高了路基壓實(shí)度，路拱橫坡改變小，對(duì)減少工后沉降和差異沉降有明顯作用，為全柔性的路面結(jié)構(gòu)層提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，滿足了項(xiàng)目專用技術(shù)條款路面保證期的要求，這對(duì)高填方尤為重要，值得大力推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 阿爾及利亞東西高速公路專用技術(shù)條款CCTP〔S〕.阿爾及爾，阿爾及利亞高速公路管理局（ANA），2005.

[2] 公路路基施工新技術(shù)、新工藝與驗(yàn)收規(guī)范.