高速公路施工中冲击碾压技术的应用分析

2014-10-30贾海峰

中国科技纵横 2014年18期

关键词：压路机碾压压实

贾海峰

(郑州路桥建设投资集团有限公司,河南郑州 450000)

高速公路施工中冲击碾压技术的应用分析

贾海峰

(郑州路桥建设投资集团有限公司,河南郑州 450000)

随着近年来我国经济社会基础工程建设的逐步加大,相关技术及施工工艺也有了快速发展。作为高速公路工程中的重要组成部分,路基建设的好坏程度对整个高速公路工程的质量和使用产生直接影响。本文主要针对冲击碾压技术在高速公路施工中的应用要点进行了简要论述。

高速公路冲击碾压技术应用要点

1 冲击碾压技术的基本原理

在高速公路建设中，由于冲击压路机的应用，使得冲击碾压技术得到广泛应用。作为一种利用形状规则的冲击轮，冲击压路机对路基实施加速循环滚动，将路面均匀、厚实效果的压实设备得以实现。

从物理角度进行分析，冲击轮作为能量转换的中间器件，其转动能够使重力势能和瞬态动能高效地向碾压高速路基所必须的力量进行转动，该方法形成的冲击能量在环保、利用率及大小等方面有显著优势。对比传统的静态压实和振动压实，使冲击碾压技术的冲击压路机实现单位时间内对公路路基开展两次机械功，做功形成的高振幅和低频率的冲击波对地面进行定时碾压，能够向下深层垂直传播，从而使路基材料有更加整体化、高强度及高渗透性的功能存在。

2 冲击碾压技术的特征

冲击碾压技术就是对碾压面进行压实，冲击压路机的使用能够提升非被压对象的破碎度和密实度。冲击碾压的直接效果关系到行驶速度、图纸状况以及冲击压路机的型号。在公路行业中，许多方面都对冲击碾压技术进行使用，使我国的冲击压路机的数量进一步提升，运用的领域主要包括：增强补压加宽部位；冲击碾压旧沥青路、旧砂石路；分层填筑冲压路堤；冲击增强补压填挖交界路基、路床和高路堤等。

2.1 冲击压实路基效果显著,施工速度快

若提升路基的压实度，在对路基进行一定程度的冲击碾压之后，在不同的深度情况下，会使压实度得到适当地提升。在碾压自会后，96%的压实度都能满足相应指标，进一步增强了路基土中的稳定性。在分析碾压后的土工试验中，普遍减小了压缩性在饱和前后的指标，进一步提升了路基的整体强度。并且会有效增大路段中的回弹模量，使相应的变沉值减小，减小了路基土工后的沉降变形。在碾压压缩模量前后的变化范围内，会使压缩性得到进一步降低，增大了压缩模量。并且在碾压的过程中，碾压数量也在快速增加，进一步增加了压沉量。在对最大干密度的孔隙体积进行计算时，会明显降低冲击碾压后的空隙体积的差值，使得沉降变形也基本达到完善。

2.2 低频高振幅

传统的振动式压路机属于高频低振幅，而冲击压路机则具有低频高振幅的动力特征。在冲击的荷载上能够达到3000KN左右。具有25KJ左右的冲击能量。地面受到压实轮的冲击频率为2s/次，并且会有低频大振幅的冲击波产生，能够向地下深层次地进行传播。地震波具有明显的传播特性。振动式压路机能够对地面产生联合冲击的作用，该作用会将动能和势能相结合，具有振击和强夯等双重作用。

2.3 尺寸深且能量高

针对某高速公路项目，在砂砾路基和窑渣上，采用12km/h的速度，在从25N三边形的双轮冲击压路机中经过时，通过30遍左右的冲击碾压，压实效果会产生在25m深的位置，对比冲击力的获取度和其他装置，会有较深的力度存在，形成密度增大的现象。对于目前的压实性，冲击碾压技术发挥着极为重要的作用。在处理土体之后，模式会接近于弹性模式，此时会有效消除所产生的不利因素。

3 冲击碾压技术的施工工艺

3.1 冲击碾压技术的应用流程

对于工程项目而言，在高速公路路基施工过程中，冲击碾压技术的施工流程是先选择冲击碾压施工材料和机械设备，之后即可开展地基的检测，与一定的施工和技术标准放样检测相比，然后开展填土稳压和整平环节，将既定冲击碾压路段实施清理，并对检测点是时候提前埋设。对高程、施工路段土质含水量和密实度进行检测，随后结合一定的施工顺序开展冲击碾压工作。在碾压后的密实和平整完成后，合理检测该路段的高程和土质密实度。科学合理的施工流程能够使工程安全有序的开展得到保障，有效提升了工期和工程的安全可靠性。

3.2 填土整平施工

在完成地基检测和测量放样施工之前，工程即正式进入实质性的工作阶段。根据铺设好的方格网将路基的填土和整平工作完成。通常情况下，路基边部土会在冲击碾压过程中向两侧移动，使边部产生交叉的压实效果。为了将这种现象的发生得到避免，一般在填土的过程中，应确保填筑宽度超出设计宽度两侧至少1m。在整平施工中，应注重对表面下20cm位置填土的含水率实施检测，要求每2000㎡的填土含水率应达到8%以上。

3.3 冲击碾压施工

在该阶段，冲击和吮吸、冲击遍数、冲击方法以及冲击速度的控制对冲击效果产生直接影响。在施工过程中，应运用25KJ三边形双轮冲击压路机进行碾压施工，双轮静重为12t，行驶最佳速度保持在12km/h并确保处于平稳运行。该机械冲击碾压宽度为3．5m，进行来回2次的碾压即称之为1遍。与松铺厚度和压实度的要求相结合，对该工程项目进行20遍左右的冲击碾压，对于路基边部围堰，应开张25遍的碾压，使边部的压实得到保障。在冲击碾压顺序上，本工程运用的以道路中心线作为对称轴，错轮回转法实施冲击碾压，并有良好的工程效果存在。在冲击方法的问题中，本工程运用的是来回错轮冲压方式进行操作，使路基平稳均匀得到保障。在实际施工中，错轮的横向间隙应存在25cm左右，纵向每一冲压的交错保持在1/6周长，且每进行5遍即可对冲压方向进行一次改变，使波峰和错缝得到压实，从而使整体冲压效果满足预期要求。

3.4 质量检测

在冲击碾压完成之后，即可对路基的质量检测工作进行开展。主要检测是从厚度和压实度两方面实施的。厚度检测主要包括压实厚度和松铺厚度，可采用定点观测点的方式实施抽样扣工资。运用灌砂法检测路基的压实度，严格按照施工要求确定检测点的分布，检测深度保持在20cm梯度，对上、中、下三层的压实度实施测量。

4 冲击碾压技术的质量检验

4.1 碾压检测

初步鉴定冲压后的路基表面是否平整，土壤是否密实，对部分较大沉降量的路基应做好及时的详细记录。确保路表有清洗的碾压痕迹存在，且波峰波谷有相同的间距。在进行7～15天后的冲压施工，应根据规定对压实度和压陷深度实施鉴定，填好检测记录，然后进行平整处理。根据要求检测冲压后地基的标高、含水量及压实度，并要求与原地相比，压实度超过93%，压陷深度控制在50±10cm作为适宜。

4.2 碾压施工的效果

通过对地基土进行碾压之后，土木试验数据表明，大部分受碾压路基的弯沉度都会有所降低，增大回弹度，这一结果表明，路基强度和负载能力在一定程度上都有所提升，缓解了变形沉降问题。通过对前后压缩变化的对比碾压，压沉量和碾压次数处于正比，碾压后明显减小了空隙间距，且检测出湿陷样品的情况大大降低，相应减少了压缩性指标变化幅度，提高了路基的整体强度。冲击碾压技术不仅存在压实平整的作用，在施工过程中还能将路基饱水软弱带的分布位置得到随时发现，从而开展换填土及压实操作，使路基压实质量和整体均匀性得到保障。

5 冲击碾压施工的注意事项

在冲击碾压之前，应将清表前地面高程、中桩位置和水准点等原始资料记录好，便于后期对比前后数据，使冲击压实后的沉降量得以确定。在冲击碾压施工中，先开展一遍轮迹错轮将表面布满，开展若干遍冲击碾压之后，地面会有波浪状产生，严重时会有跳车现象出现，从而对车轮和冲击效果造成影响，应开展及时的整平处理工作。在冲击碾压施工之前，应先对路基0～30cm的含水量进行检测。若在最佳含水量附近时，则需要进行冲击碾压施工。若有较低含水量存在，则应对路基0～30cm进行洒水，使超过最佳含水量之后即可开展冲击碾压。采用冲击碾压式压路机开展冲击碾压时，由于机械存在较大的调头范围，应尽可能在填料形成较长的连续冲击碾压段后即可进行碾压，不仅能够使冲击碾压效率得到提升，而且也可以将由于“接头”过多导致路基的整体稳定性受到影响。