段凌云
(四川成樂高速公路有限責任公司,四川 成都 610041)
隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,道路通行能力和服務水平已不能滿足高速公路的行車要求,各國各省陸續(xù)啟動了高速公路改擴建施工,但在路基拼接施工過程中,采用傳統(tǒng)碾壓設備不能有效對搭接部位進行壓實,容易形成質(zhì)量隱患。因此,采用了液壓夯施工工藝對路基搭接部位進行補強。
高速液壓夯的工作原理是利用機械將重型夯錘提升到一定高度,夯錘在重力和液壓力共同作用下,下落對路基進行夯實,并在液壓缸的作用下實現(xiàn)快速的上下往復動作,在裝載機的牽引下,機動靈活地對不同的位置進行快速、準確的壓實,從而滿足對夯實作業(yè)面積進行單點或連續(xù)的壓實要求。
本試驗采用HC42B 型高速液壓夯實機,其額定沖擊能量為42KJ,錘體質(zhì)量3.5t,最大提升高度1.2m,錘擊頻率30~80 次/min,標配夯板直徑1.0m,工作質(zhì)量6.9t,外形尺寸1.48m×1.42m×3.73m(長×寬×高),提升高度設有0.2m(一檔)、0.6m(二檔)、1.2m(三檔)三個檔位。夯擊強度(檔位)、連擊次數(shù)可根據(jù)需要隨時設定,也可使用手動隨機夯擊。
本次選取某高速公路擴容項目K64+200-K64+400 作為試驗路。該段設計為低填淺挖段落,路床1.2m 范圍內(nèi)采用砂礫石填筑。
試驗前,先對場地整平碾壓,然后對路基進行彎沉和壓實度檢測,其中彎沉采用貝克曼梁和落錘式彎沉儀兩種檢測方式。然后按標準施工工藝采用液壓夯對路基進行夯實,夯點間距1.1m,當相鄰三錘高差在1cm 內(nèi)視為滿足夯實要求,最終現(xiàn)場夯實錘數(shù)為9 錘。夯擊完成后,再次對路基進行精平和碾壓,再進行相應的試驗檢測工作。
夯實前后,分別采用貝克曼梁和落錘式彎沉儀進行彎沉檢測,試驗結(jié)果如下表所示:
表3.1 彎沉試驗結(jié)果
從夯實前后的彎沉數(shù)據(jù)來看,彎沉代表值出現(xiàn)了一定程度增加。彎沉代表值增大的主要原因有:一是夯實后,細料上浮嚴重,細料浮在粗骨料的表面,不易形成板結(jié)的整體,導致彎沉值增加;二是路基填料之間的嵌鎖平衡被破壞,粘聚力降低,而砂礫石這種粘聚力的恢復,至少需7 天以上的休止期,且休止期越長,粘聚力的恢復越明顯。因此,夯實完成后的一段時間內(nèi),彎沉值必然會增加,但隨著休止期的增加,彎沉會得到逐步的恢復。
夯實前后分別測定壓實度,共選取了7 個測點,試驗結(jié)果如下表所示。
表3.2 壓實度試驗結(jié)果
從上表可以看出,經(jīng)過夯實后壓實度平均提高了2.34%,表明液壓夯能有效改善填料的密實程度。
分別測定各夯點在一定的夯實功和夯擊次數(shù)下的沉降差,選取了一個典型斷面,橫坐標為夯點位置,其中夯點1 為靠近老路位置夯點,夯點5 靠近新路基外側(cè)邊坡,縱坐標為夯實后的沉降量。夯點位置與沉降量之間的關(guān)系如圖3.1 所示。
圖3.1 K64+370 斷面各夯點沉降量
從上圖可以看出,靠近老路位置和路基邊緣位置,沉降量較大,說明以上位置為路基施工的薄弱環(huán)節(jié),傳統(tǒng)施工工藝無法對以上位置進行有效壓實,而采用液壓夯可克服碾壓傳統(tǒng)工藝的弊端。
(1)采用液壓夯夯實后,路基彎沉會增大,甚至可能會擾動原路基,造成路基結(jié)構(gòu)的破壞,但隨著休止期的增加,彎沉會得到逐步恢復。
(2)采用液壓夯工藝,可顯著改善填料的密實程度。
(3)對于新老路基搭接等傳統(tǒng)碾壓工藝不能有效壓實的區(qū)域,采用液壓夯工藝可有效克服傳統(tǒng)工藝的弊端。