液压夯实在G205线国道改造工程中的应用研究

2013-08-23苏庆波

山西建筑 2013年14期

苏庆波李斌

(1.惠州市道路桥梁勘察设计院，广东惠州 516001;2.贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司，贵州贵阳 550081)

0 引言

为全面提高干线公路综合服务水平，充分发挥干线公路承上启下的衔接作用，提升其在公路运输体系中的地位，逐步形成以高速公路为主体的收费公路网络和以普通公路为主体的免费公路网络，充分体现兼顾效率与公平的原则，交通运输部将G205线作为干线公路改造示范工程。力争通过示范工程，践行交通行业最新设计理念与方法，解决一些运营中影响质量、安全、畅通等突出的交通问题;示范一些交通行业在安全、环保、节约及低碳等方面的先进技术成果;努力打造出一条畅通、安全、舒适、美观的示范样板路，服务沿线经济快速发展，引领“十二五”期间交通运输部干线公路升级改造工程发展方向。

国内很多专家、学者、工程技术人员对液压夯实在路基台背回填、填挖交界处的应用做了很多试验研究工作，但是在路基扩建的应用研究较少［1，2］。

在此背景下，结合G205国道惠州陈江至深圳段改建工程的实际情况，针对改建路段多为圩镇路段，两侧居民楼房较多，而路基需向左右两侧拓宽0 m～8.5 m不等，施工场地狭窄，传统的压实机械无法施工，新旧路基容易产生不均匀沉降，从而在扩建的路面上产生纵向裂缝病害的问题。业主、设计、施工三方一起在沿线圩镇段开展了液压夯实在扩建路基中的应用研究。

1 试验方案

1.1 液压夯实机的工作原理

液压夯实机是一种新型高效液压夯实机械，该机锤重3 t，在重力和液压力的作用下，强制下落对路基进行压实，并在液压油缸的作用下实现快速的上下往复动作，在装载机或挖掘机工作装置的牵引下，可以机动灵活地对公路路基不同位置进行准确、快速压实，从而满足对冲压作业面积进行单点或连续的压实要求。根据需要，夯击能量按提锤的高度有低、中、强三档可调(以下简称一、二、三档)，产生的最大夯击势能可达36 kJ，最大夯击势能时的频率可达20次/min，击实频率也可以根据不同的工况设为自动与手动两种不同的操作模式，能够满足不同工况的要求(如图1所示)。

图1 液压夯实机工作原理图

液压夯实机夯点一般布置图见图2。

图2 液压夯实机夯点一般布置图（单位：cm）

1.2 试验方法

1)利用 ωopt=12.8%，ρdmax=1.80 g/cm3的普通填料，在 ωopt－2≤ω≤ωopt+6的状况下，液压夯实机采用三档6锤、9锤、12锤、15锤，分别测定扩建路基的累计夯沉量及路床底下1.0 m处压实度的变化情况，试验统计结果取标准值;

2)对含水量偏大，密实度达不到要求的扩建路基，采用两组进行液压夯实施工，第一组采用三档9锤间隙型进行补强夯实后，待孔隙水压力消散后，再将相邻两个夯坑之间进行二次三档9锤的补强夯实，扩建路基路床下1.0 m的压实度及承载力变化情况，试验统计结果取标准值。

2 试验结果与分析

1)不同档位下，累计夯击量与累计夯沉量及压实度的关系。

a.从图3可以看出，对于三档作业，夯沉量在9锤时，夯沉量已达205mm，但之后变化趋势趋缓;二档作业，夯沉量一直随着夯击数的增加而匀速增加;一档作业，夯沉量随着夯击数的变化较慢，18击时累计夯沉量仅为78 mm。综合比较，普通填料在ωopt－2≤ω≤ωopt+6的状况下，三档工作效率较高。

b.从图4可以看出，不同档次，在3击～6击时，路床底下1 m处，路基压实度变化较大，而后趋缓。主要原因是随着锤击数的增加，夯击能量向路基深层传播，均匀地提高深层路基的压实度［2］，且三档作业时，普通填料在ωopt－2≤ω≤ωopt+6的状况下，9锤～12锤，路床底下1.0 m处压实度已能达到规范要求［3］。

2)三档作业，对含水率偏大的路段，二次液压夯实补强的效果。