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        高速公路高填方路基工程中沖擊碾壓施工技術(shù)的應(yīng)用

        2020-08-08 03:19:16賀夢偉周上游
        廣東建材 2020年7期
        關(guān)鍵詞:填方路基壓路機(jī)碾壓

        賀夢偉 周上游

        (中交第二航務(wù)工程局有限公司第六工程分公司)

        高速公路建設(shè)過程中,路基是重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),同時對整體質(zhì)量的影響也較為顯著。對此,需要采取先進(jìn)的技術(shù),全面確保高填方路基的施工質(zhì)量??v觀行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r,沖擊碾壓施工技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,有助于提高路基穩(wěn)定性,值得被應(yīng)用于高填方路基工程中[1]。

        1 工程概況

        某高速公路高填方路基工程長14.24km,沿線以山嶺重丘居多,路基形式豐富,除大量高填方路基外,還包含部分半填半挖路基以及填挖路基。路基工程施工量較大,回填高度至少4m,局部可達(dá)到20m。路基濕陷量在300mm 內(nèi),經(jīng)多方探討后決定采取沖擊碾壓施工技術(shù),處理長度10476m,以便改善路基的狀態(tài),使其具有穩(wěn)定性與平整性。

        2 沖擊碾壓技術(shù)綜合概述

        2.1 沖擊碾壓技術(shù)應(yīng)用機(jī)理

        沖擊碾壓施工技術(shù)的應(yīng)用必須得到?jīng)_擊壓路機(jī)的支持,因此在探討該技術(shù)的作用機(jī)理時有必要掌握沖擊壓路機(jī)的基本特點?,F(xiàn)階段的高速公路高填方路基工程中,25KJ 三邊形雙輪沖擊壓路機(jī)為主要施工設(shè)備,雙輪寬0.9m,以牽引車為主要動力源,帶動非圓形輪發(fā)生持續(xù)性滾動,各周期均行駛2 次,可創(chuàng)造的沖碾寬度為4m。不同于傳統(tǒng)公路路基壓實技術(shù)的是,此處提到的沖擊碾壓技術(shù)在作用原理方面有其特殊之處,壓路機(jī)行駛過程中多邊形滾輪將產(chǎn)生位能落差,與此同時機(jī)械設(shè)備持續(xù)提供動能,將促使非圓形輪沿既定線路穩(wěn)定運(yùn)行,經(jīng)過靜壓、搓揉、沖擊一系列流程后,可以提高土石材料的密實度[2]。此外,當(dāng)機(jī)械設(shè)備第2 遍行駛時,單輪的運(yùn)行采取的是從第1 次兩輪內(nèi)邊距中央通過的方式,而后則根據(jù)實際情況靈活調(diào)整轉(zhuǎn)彎半徑,持續(xù)交替碾壓作業(yè),伴有波峰與波谷,有助于提高路基的平整性。通常,機(jī)械設(shè)備可沖碾20~40 遍,順利完成施工作業(yè)后,形成均勻加固層,有助于提高路基的施工質(zhì)量。

        2.2 沖擊碾壓技術(shù)的主要特點

        沖擊碾壓技術(shù)是公路建設(shè)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展之下而衍生出的全新技術(shù)形式,相比于傳統(tǒng)碾壓技術(shù),其主要特點在于:①低頻高振。選用的是沖擊壓路機(jī)設(shè)備,在運(yùn)行過程中將對路基提供持續(xù)性的沖擊力,全程發(fā)生具有周期性的沖擊作業(yè),向地面提供強(qiáng)烈的沖擊波,在到達(dá)地面后進(jìn)一步向深層傳遞;②有效壓實路基深層土質(zhì)。所用設(shè)備提供的沖擊力較強(qiáng),因此沖擊波可向深層土體傳遞,除路基表層外,深層土體的密實度也將隨之提高,具有良好的壓實效果,同時土石填料在經(jīng)過碾壓處理后具有較大的彈性,可有效避免后續(xù)施工期間的質(zhì)量問題[3]。關(guān)于沖擊碾壓施工現(xiàn)場,見圖1。

        圖1 沖擊碾壓施工

        3 路基沖擊碾壓施工工藝流程

        3.1 測量放樣

        ⑴綜合考慮水準(zhǔn)點和導(dǎo)線點的布設(shè)情況,通過全路段貫通方式完成測量工作,檢驗各控制點的布設(shè)情況。

        ⑵做好路基邊線的放樣工作,檢測路基寬度情況,必須滿足要求。

        ⑶完成路表面的清理作業(yè),結(jié)合設(shè)計橫斷面位置情況,由技術(shù)人員繪制準(zhǔn)確的橫斷面。

        ⑷完成邊坡坡角、邊溝等配套結(jié)構(gòu)的測量與放樣。

        3.2 路基的基面處理

        沖擊碾壓順利推進(jìn)的前提在于完成路基基面的處理工作,具體有:

        ⑴處理腐殖土、草皮等不利于施工作業(yè)的雜物,要求實際處理深度達(dá)到100mm~200mm;

        ⑵路基基面的整平作業(yè),此階段可使用推土機(jī)設(shè)備,消除路基不平整的現(xiàn)象,若存在高程差達(dá)到500mm的坑,則要通過分層夯填的方式整平;

        ⑶檢測路基50cm 以下的土體含水量,所得結(jié)果必須控制在最佳含水量的±2%以內(nèi),否則視為不合格。

        3.3 沖擊壓實作業(yè)

        根據(jù)本工程現(xiàn)場施工條件,選擇的是沖擊壓路機(jī)設(shè)備,配置的沖擊輪寬度為0.9m,結(jié)束單次沖擊碾壓作業(yè)后的處理寬度為2m,因此來回一遍即可完成4m 寬的壓實作業(yè);進(jìn)入到第二次壓實環(huán)節(jié),此階段需考慮第一次兩輪內(nèi)邊距中央的所處位置,向內(nèi)移動0.2m 后再組織施工作業(yè),有效處理第1 遍施工后所產(chǎn)生的空隙;隨后,再以第一次位置為準(zhǔn),于該處組織第三遍的沖擊碾壓作業(yè),按照此方式重復(fù)操作。沖擊壓實期間的設(shè)備行進(jìn)速度應(yīng)得到合理的控制,不宜過快或過慢。部分路段輪跡過深,此時不利于壓路機(jī)的正常運(yùn)行,對此需使用推土機(jī)處理,保證該處平整后再沖擊碾壓;壓實期間伴有較明顯的揚(yáng)塵現(xiàn)象,可通過灑水的方式處理。

        4 沖擊碾壓施工質(zhì)量控制

        4.1 施工機(jī)具的選擇

        沖擊壓路機(jī)的選型是重要準(zhǔn)備工作,若壓路機(jī)的選型不合理,會導(dǎo)致路基沖擊碾壓效果偏離預(yù)期,甚至?xí)霈F(xiàn)適得其反的局面。工程經(jīng)驗表明,YCT25 三邊形沖擊式壓路機(jī)是較為可行的設(shè)備,在多數(shù)高速公路高填方路基工程中都具有可行性,正常狀況下8h 所形成的作業(yè)面積可達(dá)到6000~800m2,為在要求的時間內(nèi)完成所有路段的沖擊碾壓作業(yè),需配備相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備和足夠的人員,具體方案見表1。

        表1 沖擊壓實施工所需的機(jī)具和人員配置

        4.2 機(jī)械參數(shù)的設(shè)計

        高填方路基施工中,為充分發(fā)揮沖擊碾壓機(jī)的作用,在合理選擇好機(jī)械設(shè)備的型號后還應(yīng)確定合適的運(yùn)行參數(shù),確保各項參數(shù)的合理性,能夠維持沖擊碾壓機(jī)的正常運(yùn)行。對此,要以高填方路基的現(xiàn)場施工條件以及質(zhì)量要求為參考,所設(shè)計的機(jī)械參數(shù)需要與之相適應(yīng),從而滿足施工建設(shè)的需求。考慮各項質(zhì)量控制指標(biāo),以此為目標(biāo)而展開參數(shù)的設(shè)計工作。除理論層面的參數(shù)設(shè)計外,還需要通過試驗的方式評價參數(shù)的可行性,若所得的試驗檢測結(jié)果不滿足要求,則要合理調(diào)整參數(shù)。

        4.3 碾壓工藝的選擇

        沖擊碾壓施工效果取決于多個方面,合理的碾壓方式將在很大程度上影響施工效果,具體要注重如下幾點:

        ⑴碾壓速度。正常情況下,沖擊壓路機(jī)全程的行進(jìn)速度應(yīng)穩(wěn)定在3~6km/h,若出現(xiàn)速度過高的情況,則會對路基處理效果帶來不良影響,碾壓輪提供的作用力未得到有效的應(yīng)用,壓實度明顯偏離預(yù)期要求,出現(xiàn)壓實不到位的情況;若速度偏低,雖然可以取得較好的碾壓效果,但碾壓時間相對較長,施工效率偏低。

        ⑵碾壓遍數(shù)。理論沖碾間隙為0.13m,進(jìn)入第2 遍碾壓作業(yè)時,滾輪應(yīng)適當(dāng)向內(nèi)移動0.2m,后續(xù)的第3 遍碾壓作業(yè)則回歸至第1 遍的位置,按照上述方法重復(fù)碾壓。為提高高填方路基的壓實度,必須嚴(yán)格控制碾壓遍數(shù),正常情況下以20 遍較為合適。

        ⑶碾壓方式。按照特定的流程有序完成碾壓作業(yè),首先采取預(yù)壓實處理措施,經(jīng)過此環(huán)節(jié)后使路基具有初步承載力,再合理采取沖擊碾壓技術(shù),經(jīng)過多重技術(shù)的應(yīng)用后,路基穩(wěn)定性欠佳、密實度偏低的問題將得到有效的改善。

        4.4 加強(qiáng)對外界干擾因素的控制

        沖擊碾壓過程中設(shè)備將提供極強(qiáng)的沖擊力,會直接作用于路面土層5cm 深的范圍內(nèi),使該處的土體含水量發(fā)生變化,若超出許可范圍則容易出現(xiàn)翻漿等質(zhì)量問題。對此,在沖擊碾壓過程中需要重點關(guān)注路基下方5cm 內(nèi)的土層含水量,分析其是否存在異常變動,以及在含水量超出合理范圍的情況下對施工作業(yè)所造成的影響。施工人員要根據(jù)實際含水量采取合適的控制措施,盡可能減小對施工作業(yè)的不良影響。

        4.5 做好全面的質(zhì)量檢測工作

        結(jié)束沖擊碾壓作業(yè)后,需檢測各項質(zhì)量指標(biāo),分析其與設(shè)計要求的關(guān)系,客觀評價施工質(zhì)量。以所得的質(zhì)量檢測結(jié)果為基準(zhǔn),明確存在的質(zhì)量問題,根據(jù)實際情況合理調(diào)整,盡早將問題處理好,以免對后續(xù)的施工作業(yè)造成影響。采取的檢測方法必須得當(dāng),應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)化檢測程序落實到位,確保所得結(jié)果的客觀性與真實性。

        5 結(jié)束語

        高速公路工程項目中,高填方路基施工是基礎(chǔ)環(huán)節(jié),但對道路整體質(zhì)量的影響較為顯著。沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用有助于改善路基狀態(tài),使其滿足施工要求。對此,施工單位要結(jié)合實際情況合理應(yīng)用沖擊碾壓技術(shù),選擇合適型號的設(shè)備,加強(qiáng)對各施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,完成沖擊碾壓作業(yè)后及時檢測施工質(zhì)量,若存在不足之處則積極改進(jìn),以便后續(xù)各項施工內(nèi)容可以順利落實到位。

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