張建云
(江蘇省交通工程集團有限公司,江蘇 鎮(zhèn)江212143)
某高速公路施工路段,全線主線雙向四車道,相關設計參數如下:路面:瀝青混凝土;全線路基寬度:25m;行車速度:100km/h;施工周期:2a。
由于業(yè)主要求將原本預定3年完成的施工任務在2年內完成,在加快路基施工步伐的同時,為了實現對路基總沉降、剩余沉降以及工后沉降量的有效控制,確保路基的壓實度、整體強度以及均勻度充分滿足設計要求,本單位對路基實施沖擊碾壓補強施工,從而有效確保工后路基的穩(wěn)定性。
主要設備:沖擊式壓實機、三邊形壓實輪
相關規(guī)格參數如下,沖擊勢能:25kJ;沖擊輪寬:2×900mm;壓實輪凈重:2×6t;總壓實力:3500~5000kN;牽引機功率:≧220kW;最佳速度:12km/h。
輔助設備:光輪壓路機、平地車、灑水車等。
實驗路段區(qū)間長200m,路基寬度25m。先采用普通壓路機進行分層碾壓,然后按照相關施工工藝對路基進行回填(確?;靥罡叨醛?m)。
對碾壓路段進行驗收,確認合格后,在路基橫截面左、中、右(左端距離起始位置50m,右端距離終點位置50m,相互之間間隔50m)。將帶紅布條的大鐵釘釘入路基相應位置處,并使鐵釘頂面與路基基面保持相平。
在進行沖擊碾壓之前,對鐵釘的標高進行認真測量,如圖1所示挖適宜深度的深坑,采取灌砂法來有效檢測路基的壓實度。
在實際施工過程中,主要遵照以下施工流程。
①場地放樣→②清理場地→③周邊防護→④測量、記錄碾壓前場地的密實度與高程→⑤灑水、刮平、靜壓→⑥沖擊碾壓(碾壓遍數:1~5遍;時速:﹥12km/h)→⑦測量左深、中深、右深處的密實度與高程→⑧刮平、均勻灑水、靜壓
按照以上施工流程,重復沖擊碾壓5~10、10~15以及15~20遍,準確檢測其密實度與高程,并做好相應記錄。
在整個施工過程中,施工人員必須充分重視以下注意事項,積極采取措施進行有效防范。
(1)壓實外緣與路肩外緣應保持足夠距離?;趯嶋H工作時,沖擊式壓路機具有很大的沖擊能量,為了避免路肩遭到損壞,應使壓實外緣與路肩外緣相距1m左右。
(2)路床應具備充足的沖擊壓實條件。實際作業(yè)時,當遇到障礙物時,沖擊碾壓路機應及時調頭,并確保安全距離≧5m。同時,沖擊壓實路床前,應確保板涵頂上填土﹥3m、管涵、拱涵上方填土﹥2.5m。
(3)有效減少波浪現象。在實際施工過程中,當采用25kJ沖擊式壓路機沖擊碾壓數遍后,路基地面將呈現波浪形,嚴重時將會導致跳車現象的產生,對車速與沖擊效果產生很大影響。因此,施工人員必須積極采取措施有效減少波浪現象。首先,及時整平地面,根據現場揚塵狀態(tài)與土質含水量情況,適時、適當進行灑水,從而有效避免路基表面粉層化,使能量能夠高效傳遞到深層。其次,每次車輛轉彎時,應合理調整轉彎路線,避免沖擊凹輪落點的一再重復,進一步減少波浪現象。
碾壓路基至5、10、15和20遍時,分別記錄此時所測得的鐵釘標高以及相應左(50m)、中(100m)、右(150m)深處的壓實度,然后根據所得數據計算相應階段的壓實度與沉降量,最終得出以下數據,如表1所示。
結合表1數據,做出沖擊碾壓遍數與密實度的關系柱狀圖,如圖2所示。
根據圖2所示,不難發(fā)現,隨著沖擊碾壓遍數的增加,路基的壓實度隨之不斷升高。其壓實度平均增量分別為1.45%、1.07%、0.77%、0.49%。由壓實度的平均增量變化可以看出,隨著碾壓遍數的遞增,壓實效果逐漸遞減。
結合表1數據,做出沖擊碾壓遍數與沉降量的關系柱狀圖,如圖3所示。
根據圖3所示,不難發(fā)現,隨著沖擊碾壓遍數的增加,路基的沉降量隨之不斷升高。其沉降量平均增量分別為2.65%、1.47%、1.29%、0.83%。由沉降量的平均增量變化可以看出,隨著碾壓遍數的遞增,沉降速度逐漸變慢。
綜合以上實驗數據,我們可以認為,對路基進行沖擊碾壓施工,能夠有效增大路基的壓實度與沉降量,進一步提升路基施工的穩(wěn)定性。事實上,筆者對現場路堤沉降量進行觀測記錄,發(fā)現當路基壓實度達到相應規(guī)范要求時,此時的工后沉降率約為4%;而經沖擊式壓路機作業(yè)后,路基進一步下沉,工后沉降率降低至0.1~0.15%。也就是說,對路基進行沖擊碾壓施工,能夠有效降低路堤的工后沉降率,很好避免因差異變形而產生的裂縫。
此外,對路基進行沖擊碾壓施工,還能夠使路基形成厚為1.0~1.5m的沖碾均勻、連續(xù)以及密實的加固層,顯著提升路基路面的穩(wěn)定性與綜合強度,對于延長路面使用壽命具有十分重要的意義。
綜上所述,合理運用沖擊碾壓法,能夠實現對已碾壓成型路基、路堤的快速補強,有效增大路基的壓實度與沉降量,進一步提升路基施工的穩(wěn)定性;能夠有效降低路堤的工后沉降率,很好避免因差異變形而產生的裂縫;能夠使路基形成一定厚度的加固層,有效延長路面使用壽命。因此,在實際路基施工過程中,合理運用沖擊碾壓進行路基補強,不失為一種既經濟、又高效的先進施工方法。
[1]劉小力,劉其園.路基補強中的沖擊碾壓施工實驗[J].人民長江,2009,40(12).
[2]李靜.路基沖擊碾壓實驗及施工技術[J].城市建設理論研究:電子版,2013(24).