吴建方
(河北省武邑县交通运输局公路管理站,河北 武邑 053400)
路基压实施工及组合式碾压技术探讨
吴建方
(河北省武邑县交通运输局公路管理站,河北 武邑 053400)
针对当前公路路面基层压实施工中存在的问题,结合实例分析,提出采取组合式碾压施工。工程实例表明组合式碾压施工效果较好。结合实践经验,提出组合式碾压施工中需要控制的工序,并总结出一些成功的经验,以供同行参考。
公路施工;路基压实;组合式碾压
分析当前公路路面基层施工中存在的问题发现,路面基层与路面面层一样,存在压实不足和压实标准偏低且不准确的问题。结合实践经验,笔者总结出基层压实施工中主要存在的问题如下。
一是压实不足、压实标准偏低。过去水泥稳定碎石混合料使用重型击实成型试件,压实标准偏低,压路机只振两遍压实度就超百,而大部分地方上级检查和交竣工验收均不允许压实度超百,有的地方标准规定压实度超百属合格但要扣分。因此即使施工单位知道压实不到位,但由于担心压实度超百也不敢压,造成了压实不足。
二是压实标准不准确。由于重型击实标准偏低,近几年诞生了振动成型技术,有效解决了压实标准偏低的问题。《公路沥青路面设计规范》(JTJ D50—2006)已对振动成型技术作了正式说明,同时给出了振动频率、静压力、激振力等振动参数。但是新的试验规程还没有出台,振动成型试验仪还没有普及,目前最多一条路一台,无法满足规定的水泥稳定碎石混合料检测频率。基层石料变异很大,而振动成型试验频率跟不上,导致控制压实度的密度标准不准确。
通过对比发现,传统碾压工艺存在以下缺陷:压路机的碾压能力不能充分发挥,与摊铺机、拌合机的能力不匹配。在水泥稳定碎石基层施工现场,经常发现摊铺机与压路机间隔很远,没有像沥青面层摊铺时那样摊铺后即时碾压,主要原因是:由于水泥稳定碎石混合料从拌合到初凝间隔时间较长,一般有4h左右,使大家形成一种错误认识,认为水泥稳定碎石基层碾压时间很充分,不用着急;由于采用重型击实控制压实度的密度标准太低,施工中压实度很容易达到,施工单位的基层施工压路机数量少、配量低。这两个原因在公路施工中确实存在,但是有的地方配备的压路机数量不少、配置也不低,仍出现压实跟不上摊铺的问题。近几年公路施工机械有了迅速发展,拌合机、摊铺机、压路机的性能均大幅度提高,但仍存在碾压与摊铺、拌和不匹配。主要是因为碾压工艺不合理,没有充分发挥压路机的作业效率。
同时,碾压工艺不合理,碾压遍数不易控制,导致漏压现象严重。与沥青面层施工一样,传统的水泥稳定碎石基层施工也存在碾压遍数不易控制的问题,原因也一样,均是由于多台压路机配合无序、缺乏组合等造成的。
传统碾压方式存在漏压、碾压滞后等问题,造成了路面基层质量低劣、局部压实度不足、施工均匀性差、裂缝增多等一系列后果,从而产生了高速公路早期破坏。所以采取更有效的基层碾压工艺非常重要。下面结合某公路施工实例来作进一步探讨。
某一级公路路面十二标做底基层(AC—20)试验段。试验段施工中发现压实遍数难以控制,并且存在漏压问题。经过观察十二标试验段的碾压过程,发现确实与监理反映的情况一致,6台压路机在50~60m的作业段内来回穿梭。最初拟定的碾压方案即初压1遍、复压8遍、终压1~2遍,在实际施工中很难控制。一个人控制碾压遍数,要同时指挥6台压路机,很难维持好秩序。试验段取芯试验结果表明,压实度高的达到102%,低的为94%(GTM密实标准),说明碾压不均匀。通过对公路路面施工的碾压工艺进行认真分析,发现当前的碾压工艺存在很多弊端,若不解决碾压工艺问题,施工质量很难保证。突出的问题是目前施工单位的管理水平普遍不高,几乎没人管碾压遍数,多是凭着感觉碾压。另外,碾压时间过长、终压时温度过低也是突出的问题。
通过对该工程采用组合式碾压技术,即胶轮和钢轮组合在一起,胶轮和钢轮同步前进、同步后退,可有效解决碾压时间过长、压实遍数难以控制的问题。于是,在路面十二标又做了一个试验段,碾压时采用钢轮与胶轮组合的碾压新工艺,取芯检测结果为:最高的压实度为99.3%(GTM 标 准),最低的为98.8%(GTM标准),说明碾压非常均匀。
对该公路路面施工全线推广使用组合式碾压技术。同时本工程为了让胶轮压路机操作员和钢轮压路机操作员熟练配合,在正式施工前要求各施工单位在路基上进行胶轮、钢轮组合的模拟训练。本公路路面施工经过采用组合式碾压技术,在路面压实度交工验收时全部评定为合格。交工验收时共取芯26个,采用马歇尔密实标准评定,压实度最低为97.2%,最高为101.9%,达到96%为合格,合格率达100%;用最大理论密实标准评定,压实度最低为92.7%,最高为98.2%,达到92%为合格,合格率达100%;用GTM 密实标准评定,压实度最低为95.1%,最高为100.8%,中、下面层合格率达到96%,上面层达到95%,26个芯样中有4个压实度在95%~96%之间,且均为上面层,其余22个均在96%以上,总合格率达100%。
通过该公路路面交工验收结果可以看出,整体压实水平很高,尤其是路面十标,三种方法评定合格率均为100%,路面十一标用马歇尔方法评定,合格率也为100%,证明路面施工组合式碾压技术是可靠的、可行的。同时在公路路面基层(水稳稳定碎石)、底基层(水泥稳定砂砾)施工中同样采取组合式碾压的方法,取得了满意的效果,平整度、压实度、碾压效率等均比原碾压方式下有所提高,与面层相同,碾压遍数清晰,控制起来十分方便。
以上工程实例表明了组合式碾压施工效果较好。结合实践经验,笔者总结了组合式碾压施工中需要控制的工序,具体如下。
组合式碾压施工时,胶轮和钢轮相距很近,压路机手要熟练配合,最好在施工前练习一下。组合式碾压方案对于公路沥青面层施工要求复压8遍,路面基层施工要求振压6遍,具体碾压遍数要根据石料情况、混合料级配、压实度要求等经试验确定。实践证明:级配良好的沥青混合料可直接开振初压,也可以用胶轮初压;但有时发现初压时开振,混合料推移严重,这时要采用静压。组合式碾压中,胶轮和钢轮的前后顺序不限,关键是要把能控制住压路机压实速度的操作员放在前面,将急性子的放在后面。路面基层施工时,两台大吨位进口单钢轮振动压路机组合,在第三遍和第四遍碾压时,建议一台采用高幅低频,另一台采用高频低幅。
沥青面层施工中,胶轮与钢轮组合时,钢轮采用“高频低幅”和“低频高幅”的时机要经试验确定。组合式碾压的理论研究还有待于进一步加深,最好建立组合式碾压的数学模型,完善该工艺的理论体系。组合式碾压的压实遍数清晰明了,需要注意的是控制碾压速度,要按规定的速度碾压。碾压速度与碾压遍数同样重要,过高的碾压速度会使碾压效果大打折扣。
本文结合实例分析,总结了组合式碾压施工的优势,同时提出其相应的施工控制技术。组合式碾压除了应用在沥青路面面层和水泥稳定碎石基层之外,其应用范围还可以进一步扩大,例如路基填土施工时,可以参照本文介绍的方法,对压实机械合理组合,以提高压实效率,节约碾压成本。桥面沥青混凝土铺装时,由于担心压路机破坏桥面,有的项目要求碾压时,振动压路机不开振,造成桥面铺装时压实度不足。为了保证桥面铺装压实合格同时又不破坏桥面,可以采用胶轮压路机与振动压路机组合,以发挥胶轮压路机吨位大和振动压路机不产生垂直力的优势。振动压路机只产生水平方向的压实工,垂直方向仅有自重,碾压时不伤桥面。
[1]张红春.沥青路面组合式碾压机理及压实效果研究[J].筑路机械与施工机械化,2011,(10):118-119.
[2]赵晋锋.沥青路面碾压新工艺的探讨[J].山西交通科技,2008,(36):31-33.
[3]史森枭.对公路碾压路基填筑施工技术措施的探究[J].科技与企业,2012,(5):57-58.
Subgrade Compaction Construction and Combined Type Compacting Technology
WU Jian-fang
(Wuyi County Highway Management Station, Transportation Bureau, Hebei Province, Wuyi 053400, China)
In view of the problems existing in current highway pavement base compaction construction, this article puts forward combined type compaction method combining with case analysis.According to practical expe-rience, the working procedures of combined type compaction deserving control are put forward, and some successful experience are summed up, which can be consulted by peers.
highway construction;subgrade compaction;combined type compaction
U416.04
B
1002-4786(2013)05-0113-03
吴建方(1975—),男,河北武邑人,助理工程师,本科,从事公路工程施工工作。
2013-01-07