高速公路路基施工中冲击碾压技术的应用研究

2018-03-29

四川水泥 2018年1期

(山东省菏泽市定陶区公路管理局，山东定陶 274100)

1.冲击碾压技术在高速公路路基施工中的运用效果分析

1.1 提高路基的稳定性

相较于其他路基作业技术，冲击碾压技术的核心是应用能量高达25k J的冲击压实机对铺设完成的路基进行不间断的冲击碾压。伴随着碾压次数逐渐增加，路基各层的密实度也明显提高，并形成了厚度为1米到1.5米的加固层，从而大大提高了路基的强度，增强了路基稳定性。用冲击压实机冲击碾压时，压缩波、剪切波、瑞利波，即P 波、S 波和R 波会相互联合，在半空间表面向地基传递竖向冲击能量。在作业时，压缩波会与波阵面保持平行，并持续进行推拉运动，使上粒发生错位。这亦是压缩波的质点运动。而剪切波在做质点运动时，是与波阵面正面相交的，因而其形成的是横向位移；瑞利波在两种向量的助力开展质点运动，一是水平分量，二是竖向分量。S 波和R 波所具有的水平分量能够有效压缩部分土颗粒间的缝隙，使土壤变得更加密实。相比国际要求的葡氏击实标准，冲击压实的的击实标准更大，故其能量冲击能高效巩固路基。

1.2 降低工后沉降率

填筑材料、地形环境、路基厚度、路基铺设的均匀性等不同，产生的冲压效果也不相同。加之土石具有自重作用，作业后会经常发生工后沉降问题。实验实践验证，若沉降量梯度超过0.6%，即工后沉降率为0.4%左右，路基会发生变形问题抑或是裂缝问题，从而引起沉降，大大破坏路面交通的安全性。但在冲击碾压技术的支持下，高速路工后沉降率会明显降低，并保持在0.1%-0.15%，进而极大程度地消除裂缝问题，提高高速路的应用率。

2 冲击碾压技术在高速公路路基施工中的施工工艺的运用

2.1 冲击碾压技术的适用范围

应用冲击碾压技术压实路基时，应注意路基的填筑材料、现实作业面情况以及填土高度。若填土高度超过 150厘米，则采取冲击碾压技术进行碾压；若填土高度不足 150厘米，直接应用一般的碾压技术。通常情况下，路基是用砂型土填筑的。因为这种填筑材料的塑性指数不超过 12，内部的天然含水率在-4%以上，2%以下。在作业面方面，应注意施工段长度在100厘米以上，最好是在300厘米到 500厘米之间。若冲击碾压路段是转弯处，则需将其引进下个阶段的施工计划里。

2.2 冲击碾压技术的施工工艺的运用

2.2.1 工艺流程

用冲击碾压技术压实高速路的路基时，要注意严格遵守如下流程：检测地基，排查问题；测量并放样；填土并稳压，使之实现平整；明确检测点，做好埋设工作；执行冲击碾压；检测路基的压实技术。严格遵守这项流程，可确保冲击碾压作业有序开展，并一次性达成既定的碾压目标，减少不必要的返工，确保工后沉降率。

2.2.2 填土及整平

检测地基，排除潜在风险，测量放样。以上操作完成，正式开展路基填土工作和整平作业。在填土和整平作业时，要严格按照已铺排方格网操作。相较于设计宽度，填筑宽度约多出 1米。究其原因，主要是冲压时，边部土会自然地挪向两侧。一旦预留宽度不足，就很难压实边部。而在整平时，应注重检测距离路基表面20厘米处的填土含水率，应确保隔一个2000米的填土含水率等于或大于8%。待指标的达成，再引入冲击碾压技术强力冲压，切实压实路面。

2.2.3 冲击碾压

应用冲击碾压技术时，应注重严格遵守冲压顺序，掌握冲压方法，控制冲压次数和速度，以便保证冲压效果。冲压顺序方面，要注意将道路中心线作为冲压的对称轴，再选择错轮回转法开展冲压操作。冲压时，应确保冲压位置距离路肩边缘是1米，速度保持在10km/h～12km/h间。目前，这是公认的冲压速度。路基冲压次数则主要取决于松铺厚度与具体的压实度要求。通常而言，冲压20遍到25遍是正常的。除此之外，冲压路基边部时，为确保边部被压实，在边部5米宽处，要多碾压 4遍。经验证，来回错轮冲压能提高路基冲压的平稳性和均匀性。但冲压期间，轮迹间不允许出现重叠现象，不同错轮之间的横向间隙应保持在25厘米上下，纵向冲压则保持在1/6 周长左右。而且，每隔5次改换一次冲压方向，以确保波峰和错峰被有力地压实，进而实现整体有效冲压。若冲压作业后，路基表层面仍相对松散，则填补下层或引进振动压路机做进一步的补压。

2.2.4 质量检测

检测冲击碾压效果时，可从两方面入手，一是检测厚度，二是检测压实度。检测厚度时要注意把控好松铺厚度、压实厚度，明确最优的观测点，再进行更深层的抽样控制。计算厚度值时，要应用工后方格网，抑或是铁钉系红布条进行抄平，再计算其平均值。如某高速公诉段还未施工前，松铺厚度高达 100厘米；用冲压技术作业后，其沉降了 22厘米，厚度降低到了78厘米。检测压实度则常用灌沙法。短断面设计应在3个以上，每个断面的检测点则至少需要5个。这些检测点主要分布在以下几个区域：路线中心1个，距离中线15米的两侧各1个点，距离坡脚线内侧1米的两侧各1个点。检测时，每隔20厘米就测量一次路基上中下层对应的压实度。