路基冲击碾压试验及施工技术

2010-08-20喻志平

山西建筑 2010年4期

喻志平

1 工程概况

二广高速公路怀集—三水段第13标段全长2.836 km,路段地貌属于剥蚀残丘地貌,路基均位于低矮山区,山体自然坡度在30°～60°之间,所经路段不是半山坡中就是山间沟谷洼地。路基形式多为半填半挖,间有全填或全挖路段,路基存在多处大于10 m的全填高路堤、纵横向填挖交界。

2 冲击目的

路基按常规振动碾压施工达到设计要求后,为进一步提高路基的密实度和整体均匀性,减少工后沉降与差异沉降,而采取冲击碾压技术进行增强补压。冲击碾压技术是将普通振压的高频率、低振幅改为高振幅、低频率,在压实作业中大大增加了对填筑体的压实功能,增强压实度,加大沉降量,有效压实厚度较振动碾压大大提高。

3 冲击试验

3.1 选取试验路段

1)长度不宜小于100 m,同时面积不小于1 000 m2,便于机械转弯及掉头,宽度不小于10 m～15 m。2)不要选取在软基路段。

3.2 试验布置及参数拟定

1)布置检测点位,试验检测主要指标是压实度和沉降量,冲击增强补压后,93区压实度不小于95%,冲压面平均沉降量不小于3 cm。根据填料类别,原则上应拟设三种填料情况的试验参数,结合本标段路基特点,本次试验以填筑土体为主要任务(见表1)。

表1 试验压实度检测布置

2)土体压实度检测方法:采用灌砂法。每检测一次(遍)取6个不同点位(基本上在试验区均匀布置),前后遍次取点尽量设在同一位置但不得在平面上重叠。

3)定点沉降量检测,在试验层面沿路线纵方向按不大于10 m的方格网布置沉降检测点,每一横断面上均匀分布5个点。

4)冲压前(0遍)、10遍、20遍、25遍时进行压实度检测和高程测量,把沉降收敛控制作为冲压试验施工工艺的重要控制手段。

4 冲压试验施工

4.1 常规填筑施工

常规填筑施工,即按照清表、基底处理(换填并碾压)、陡坡挖台阶、分层铺料、分层振碾、压实度检测等正常施工程序作业,铺料厚度按其振碾试验段确定的数据控制,碾压遍数不低于总结中确定的遍数,每单元层压实度检测达标合格。常规施工连续分层填筑厚度达到冲击试验拟定参数层厚后,即可进行下一环节作业。

4.2 检测冲压前指标

冲压前指标即为振碾后的指标,常规压实度检测6个点,并达到93区设计压实度要求,且按记录该层各点压实度,包括取点的桩号,详细位置。初始高程检测,由专业测量队负责测量,在规定的试验段,碾压土面上按照路基设计横断面形式布置检测网,定点检测。测量点采用钉子钉红布条标记,为了便于冲碾前后比较沉降收敛情况,每断面取5个点并按1～5的顺序做好记录。由于只需要获得冲碾前后的沉降量数据,因此只进行相对高程的测量,照此对所有点完成初始高程测量后即可进行冲击碾压作业。

4.3 冲击碾压作业

正式冲压试验前,各机械安排布置到位,规划好冲击压路机行驶路线,冲击碾压时应遵从“先慢后快,先轻后重,先两侧后中间”的原则,首先冲击压路机以10 km/h～12 km/h的速度冲压5遍～7遍,然后速度提高至12 km/h～15 km/h继续冲压。

由于冲击式压路机作业的特点是牵引式,只能前行,而且所压轮迹中波峰波谷是随着压实遍数的递增,通过转弯时半径调整交错变化的。考虑运行安全,有效冲击面边线离路基填筑边界距离为1 m。有效冲压面宽度满足冲击机械转弯半径,冲击压路机采用回转回旋错轮法施工。即施工过程中,压实机从试验段一端侧边起步,纵向分幅运行到试验段另一端时掉转车头,沿填筑中心线碾压返回至该段起点端完成第1个回环,再掉转车头至起步时一侧错轮进行第2个回环碾压。错轮时外侧压实轮从第1回环圈道的冲压两条轮迹之间通过,依照该种方式压实轮轮迹逐步从填方路基一侧向另一侧推进,当覆盖完试验段整个冲击面后即为一遍。然后冲击压路机从终点又向始点返碾压覆盖过去,以同样的方式来回进行第二遍、第三遍……的冲击碾压,两个相间的车道,交错套压,直到沉降收敛,压实度满足规定要求,冲压过程中做好速度控制和遍数控制。在进行冲压作业过程中临场总结,根据需要适当调整后续冲压施工工艺等。

速度控制:为保证冲压质量,重要的一点是要严格保证冲击压路机在冲碾过程中的运行速度,速度过慢,则冲击力不足,填筑体难以得到应有的压实效果;速度过快,则可能冲压轮顶点作用于填筑体表面后迅速离开,冲击力没有足够的时间向下层传递,下层的作用效果不强。

遍数控制:冲击式压路机为双轮式,每一次回环后单轮从前一回转道两轮内边距中央通过,理论上形成一定的冲碾间隙,注意碾压面覆盖完全,最终保证对填筑体进行均匀压实。