研究公路路基施工冲击碾压技术的施工应用

来源:用户上传      作者: 凡守平

　　本文通过工程实例，针对公路路基施工过程中，详细介绍了冲压试验施工过程，以减少公路施工后沉降，达到提高道路的使用质量，延长路面使用寿命的目的。
　　冲击压路机冲击碾压路基是一种新工艺、新技术。对提高道路的使用质量，延长路面使用寿命，适应现代高速公路通行要求，不仅具有现实意义，而且能产生显著的经济效益和社会效益。
　　1.工程概况
　　某公路全长2.836 km，路段地貌属于剥蚀残丘地貌，路基均位于低矮山区，山体自然坡度在30°～60°之间，所经路段不是半山坡中就是山间沟谷洼地。路基形式多为半填半挖，间有全填或全挖路段，路基存在多处大于10 m的全填高路堤、纵横向填挖交界。
　　2.冲击目的
　　路基按常规振动碾压施工达到设计要求后，为进一步提高路基的密实度和整体均匀性，减少工后沉降与差异沉降，而采取冲击碾压技术进行增强补压。冲击碾压技术是将普通振压的高频率、低振幅改为高振幅、低频率，在压实作业中大大增加了对填筑体的压实功能，增强压实度，加大沉降量，有效压实厚度较振动碾压大大提高。
　　3.冲击试验
　　3.1选取试验路段
　　长度不宜小于100 m，同时面积不小于1 000 m2，便于机械转弯及掉头，宽度不小于10 m～15 m。不要选取在软基路段。
　　3.2试验布置及参数拟定
　　1）布置检测点位，试验检测主要指标是压实度和沉降量，冲击增强补压后，93区压实度不小于95%，冲压面平均沉降量不小于3 cm。根据填料类别，原则上应拟设三种填料情况的试验参数，结合本标段路基特点，本次试验以填筑土体为主要任务（见表1）；2）土体压实度检测方法：采用灌砂法。每检测一次（遍）取6个不同点位（基本上在试验区均匀布置），前后遍次取点尽量设在同一位置但不得在平面上重叠；3）定点沉降量检测，在试验层面沿路线纵方向按不大于10 m的方格网布置沉降检测点，每一横断面上均匀分布5个点；4）冲压前（0遍）、10遍、20遍、25遍时进行压实度检测和高程测量，把沉降收敛控制作为冲压试验施工工艺的重要控制手段。
　　表1试验压实度检测布置
　　
　　4.冲压试验施工
　　4.1检测冲压前指标
　　冲压前指标即为振碾后的指标，常规压实度检测6个点，并达到93区设计压实度要求，且按记录该层各点压实度，包括取点的桩号，详细位置。初始高程检测，由专业测量队负责测量，在规定的试验段，碾压土面上按照路基设计横断面形式布置检测网，定点检测。测量点采用钉子钉红布条标记，为了便于冲碾前后比较沉降收敛情况，每断面取5个点并按1～5的顺序做好记录。由于只需要获得冲碾前后的沉降量数据，因此只进行相对高程的测量，照此对所有点完成初始高程测量后即可进行冲击碾压作业。
　　4.2冲击碾压作业
　　正式冲压试验前，各机械安排布置到位，规划好冲击压路机行驶路线，冲击碾压时应遵从“先慢后快，先轻后重，先两侧后中间”的原则，首先冲击压路机以10 km/h～12 km/h的速度冲压5遍～7遍，然后速度提高至12 km/h～15 km/h继续冲压。施工过程中，压实机从试验段一端侧边起步，纵向分幅运行到试验段另一端时掉转车头，沿填筑中心线碾压返回至该段起点端完成第1个回环，再掉转车头至起步时一侧错轮进行第2个回环碾压。错轮时外侧压实轮从第1回环圈道的冲压两条轮迹之间通过，依照该种方式压实轮轮迹逐步从填方路基一侧向另一侧推进，当覆盖完试验段整个冲击面后即为一遍。然后冲击压路机从终点又向始点返碾压覆盖过去，以同样的方式来回进行多次冲击碾压，两个相间的车道，交错套压，直到沉降收敛，压实度满足规定要求，冲压过程中做好速度控制和遍数控制。
　　为保证冲压质量，还需要重点注意的是要严格保证速度控制和遍数控制。
　　4.3冲压后检测指标
　　冲碾过程中，在10遍之后开始进行压实度检测和沉降量检测，以后在20遍后、25遍后再检测。
　　试验规划压实度检测每遍取样6个点，以冲碾后从土体表面下挖50 cm，100 cm，150 cm处的压实度为检测指标，先取50 cm处的压实度满足后再取100 cm处，依此满足不同深处的压实度要求，直到满足所规定的标准为止。
　　计算沉降量。按预定的测控点测量，由专业测量人员进行测量，并做好记录，每一次检测完后需对所有检测数据计算平均沉降量，并做好每一次的检测记录。
　　4.4碾后平整
　　由于冲击压路机自身特点，经冲压后的填筑体，尤其是土体，表面会起伏不平，会影响冲压正常作业速度，因此试验途中需要及时停止冲压，对填筑体表面进行平整处理，用平地机刮平后再继续施工。冲击碾压产生的工后沉降，用上路床填料处理平整，再用18 t振动压路机压实。
　　4.5试验数据整理并总结
　　原则上每冲碾一遍都需要进行压实度的检测和高程的检测，但这样工作量太大，事实上也不需要如此，着重记录好冲碾前的压实度和布控点的初始高程，测量跟踪冲击碾压后期（10遍后）沉降收敛情况，压实度检测严格按规范要求执行，做好原始数据记录，并加以统计，做出相应曲线图表。
　　根据试验结果，对于一般土体，25 kJ的冲击压路机每1 m（常规压实后）冲击15遍，30 kJ的冲击压路机每2 m（常规压实后）冲击20遍即可达到提高路基冲击碾压效果，且提高压实度2%。
　　5.结语
　　随着社会基础设施建设的力度不断加大，道路标准不断提高，冲击碾压能有效减小路堤的工后沉降率，提高路基整体强度与均匀性。高速公路采用冲击碾压技术对软土地基进行处理，对软土地基具有加速沉降与加固的作用。在施工过程中，应根据试验段的情况，总结经济可行的施工工艺、检测方法和质量控制标准，最终提高高速公路的施工质量。
　　参考文献
　　[1] JTG F10-2006，公路路基施工技术规范[S].
　　[2] 王向华. 公路路基施工技术[J]. 山西建筑，2007，33（28）：307-308.
　　（作者单位：炎汝高速公路建设开发有限公司工程环保部湖南长沙410000）

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