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        高速公路高填方路基工程中沖擊碾壓施工技術的應用

        2020-08-08 03:19:16賀夢偉周上游
        廣東建材 2020年7期
        關鍵詞:填方路基壓路機碾壓

        賀夢偉 周上游

        (中交第二航務工程局有限公司第六工程分公司)

        高速公路建設過程中,路基是重要的基礎結構,同時對整體質量的影響也較為顯著。對此,需要采取先進的技術,全面確保高填方路基的施工質量??v觀行業(yè)發(fā)展狀況,沖擊碾壓施工技術得到廣泛應用,有助于提高路基穩(wěn)定性,值得被應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,局部可達到20m。路基濕陷量在300mm 內,經(jīng)多方探討后決定采取沖擊碾壓施工技術,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 沖擊碾壓技術綜合概述

        2.1 沖擊碾壓技術應用機理

        沖擊碾壓施工技術的應用必須得到?jīng)_擊壓路機的支持,因此在探討該技術的作用機理時有必要掌握沖擊壓路機的基本特點?,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為主要施工設備,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)公路路基壓實技術的是,此處提到的沖擊碾壓技術在作用原理方面有其特殊之處,壓路機行駛過程中多邊形滾輪將產(chǎn)生位能落差,與此同時機械設備持續(xù)提供動能,將促使非圓形輪沿既定線路穩(wěn)定運行,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,當機械設備第2 遍行駛時,單輪的運行采取的是從第1 次兩輪內邊距中央通過的方式,而后則根據(jù)實際情況靈活調整轉彎半徑,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,機械設備可沖碾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量。

        2.2 沖擊碾壓技術的主要特點

        沖擊碾壓技術是公路建設領域持續(xù)發(fā)展之下而衍生出的全新技術形式,相比于傳統(tǒng)碾壓技術,其主要特點在于:①低頻高振。選用的是沖擊壓路機設備,在運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),向地面提供強烈的沖擊波,在到達地面后進一步向深層傳遞;②有效壓實路基深層土質。所用設備提供的沖擊力較強,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)施工期間的質量問題[3]。關于沖擊碾壓施工現(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綜合考慮水準點和導線點的布設情況,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),結合設計橫斷面位置情況,由技術人員繪制準確的橫斷面。

        ⑷完成邊坡坡角、邊溝等配套結構的測量與放樣。

        3.2 路基的基面處理

        沖擊碾壓順利推進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到100mm~200mm;

        ⑵路基基面的整平作業(yè),此階段可使用推土機設備,消除路基不平整的現(xiàn)象,若存在高程差達到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,所得結果必須控制在最佳含水量的±2%以內,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設備,配置的沖擊輪寬度為0.9m,結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);進入到第二次壓實環(huán)節(jié),此階段需考慮第一次兩輪內邊距中央的所處位置,向內移動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,于該處組織第三遍的沖擊碾壓作業(yè),按照此方式重復操作。沖擊壓實期間的設備行進速度應得到合理的控制,不宜過快或過慢。部分路段輪跡過深,此時不利于壓路機的正常運行,對此需使用推土機處理,保證該處平整后再沖擊碾壓;壓實期間伴有較明顯的揚塵現(xiàn)象,可通過灑水的方式處理。

        4 沖擊碾壓施工質量控制

        4.1 施工機具的選擇

        沖擊壓路機的選型是重要準備工作,若壓路機的選型不合理,會導致路基沖擊碾壓效果偏離預期,甚至會出現(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是較為可行的設備,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)面積可達到6000~800m2,為在要求的時間內完成所有路段的沖擊碾壓作業(yè),需配備相應的機械設備和足夠的人員,具體方案見表1。

        表1 沖擊壓實施工所需的機具和人員配置

        4.2 機械參數(shù)的設計

        高填方路基施工中,為充分發(fā)揮沖擊碾壓機的作用,在合理選擇好機械設備的型號后還應確定合適的運行參數(shù),確保各項參數(shù)的合理性,能夠維持沖擊碾壓機的正常運行。對此,要以高填方路基的現(xiàn)場施工條件以及質量要求為參考,所設計的機械參數(shù)需要與之相適應,從而滿足施工建設的需求??紤]各項質量控制指標,以此為目標而展開參數(shù)的設計工作。除理論層面的參數(shù)設計外,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果不滿足要求,則要合理調整參數(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,沖擊壓路機全程的行進速度應穩(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用,壓實度明顯偏離預期要求,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,進入第2 遍碾壓作業(yè)時,滾輪應適當向內移動0.2m,后續(xù)的第3 遍碾壓作業(yè)則回歸至第1 遍的位置,按照上述方法重復碾壓。為提高高填方路基的壓實度,必須嚴格控制碾壓遍數(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,經(jīng)過多重技術的應用后,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 加強對外界干擾因素的控制

        沖擊碾壓過程中設備將提供極強的沖擊力,會直接作用于路面土層5cm 深的范圍內,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)翻漿等質量問題。對此,在沖擊碾壓過程中需要重點關注路基下方5cm 內的土層含水量,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 做好全面的質量檢測工作

        結束沖擊碾壓作業(yè)后,需檢測各項質量指標,分析其與設計要求的關系,客觀評價施工質量。以所得的質量檢測結果為基準,明確存在的質量問題,根據(jù)實際情況合理調整,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,應按照標準化檢測程序落實到位,確保所得結果的客觀性與真實性。

        5 結束語

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

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