路基施工机械组合研究及应用

毕 全 文

(中国路桥工程有限责任公司，北京 100011)

·机械与设备·

路基施工机械组合研究及应用

毕 全 文

(中国路桥工程有限责任公司，北京 100011)

介绍了路基填筑施工常用机械的性能及使用注意要点，并以坦桑尼亚公路某标段路基填筑施工机械组合情况为例，对实际工程中的机械组合应用进行了分析，体现了科学配备的必要性，同时提出施工人员对各类机械的操作熟练程度也影响施工效率和工程质量。

路基，机械，施工，填筑

我国的工程机械在国际建筑行业市场占有率高，非洲大陆道路施工机械中，国产机械比例也较高。但存在有机械品牌和型号多、配件购买困难、价格差距大、产品质量难以完全保证等实际问题，这加大了国外施工队伍的难度。为了减少投资建设风险并获得较好的工程质量，结合工程需要及各机械参数、适用范围等实际情况进行机械比选，根据项目具体情况，以选型一般规律为依据开展施工机械配置对提升工作效率有明显帮助，并对其他类似工程的开展具有较好的参考价值。

1 常用机械分析

路基施工常规工序为：清表→清淤→回填→填前碾压→装土→运土→粗平→精平→压实；根据各工序的需求，常用的机械包括：平地机、推土机、挖掘机、装载汽车、压路机(分为静止压路机和振动压路机)等[1]。

1.1 推土机

推土机主要从事的工作有：铲土、运土、清障等，在路基填筑和基底清理中使用较多。施工中提高推土机使用效率的常见措施有：1)铲土时尽量从下往上工作，以便利用地形优势减少铲土时间和运送距离；2)运送过程尽量避免急加速或减速以减少土壤的掉落，提高单次的运送量；3)粗平时尽量使用推土机。

常用的中型推土机，功率以160～220(即126 kW～165 kW)，接地比压为0.06 MPa～0.085 MPa；当在沼泽等湿地地区施工时建议采取湿地推土机，其接地比压一般为0.03 MPa[1]。

1.2 挖掘机

挖掘机分为正铲和反铲两类，正铲又有侧向和正向两种开挖方法，前者在卸土时回转角小于90°且利于车辆的通行、后者回转角大于90°，因此不利于车辆通行，场地有效利用率低；反铲又可从沟端或沟侧开挖，前者从沟一端开始沿沟中线倒退开挖到尽头时调头开挖相邻部分，后者工作时运输车辆停在沟端，因此转臂回转角小而效率更高[2]。

施工中提高挖掘机使用效率的措施有：1)提前拟定好运输汽车的行驶线路，最大限度地利用好场地；2)挖掘机斗容量和汽车装载容量相配套；3)斗齿的锋利状况直接影响挖掘机的效率，因此需要注意其磨损程度，并及时进行更换。

1.3 装载汽车

施工现场若是半填半挖路段，直接将挖方的土转移到填方段来，在运送距离小于200 m时一般不考虑采用自卸式汽车运输，而采用具备短途运输功能的推土机或铲运机等；当距离较远时才使用汽车，但要考虑汽车的吨位，以免对施工便道造成影响。

1.4 平地机

平地机在路基施工中的主要作用是平整场地、精平填土、修整路拱、开挖路槽、回填沟渠等。在较长一段填方路段时几个工区可共用一台。

1.5 压路机

压路机的选型对于路基施工质量而言作用是决定性的，根据振动与否可分为静压式和振动式两种，静压式又有两轮、三轮光轮式压路机、轮胎式压路机；振动式又分为轮胎驱动单钢轮振动压路机、双钢轮驱动压路机及凸块式振动压路机等。选择合适类型、功率的压路机并配合相应的施工方法，是保证路基填筑施工质量的重要途径之一。

压路机选型的依据有：1)视路基填料类型选型，硬度较高的非粘性填料如砾石、碎石以及砂性土等一般采用轮胎驱动的单钢轮压路机；细粒土、砂土等填料一般采用两轮光轮静止式压路机；粘性土路基的压实一般采用三轮式光轮静止压路机或凸块振动式压路机。2)视施工效率要求选型，静止式压路机压实厚度较小、碾压速度慢，达标所需的次数多；而振动式压路机压实厚度大、碾压速度快，达标所需的次数少，但激振力较大，可能会对部分土壤较为松散的便道或者山体产生影响。因此考虑何种类型压路机时需根据工期要求、施工现场的情况综合考虑选取。

1.6 铲运机

铲运机主要完成的工作是铲削、装载、运输和铺筑等，一般只在一段较为开阔的填方路段施工，运输距离在200 m以内较为经济。适宜在湿度较小、含水率25%以下的砂土或黏土路基施工中，对于含水量较大或地下水位较高的黏土路基施工中，不适宜使用。

2 路基施工实例分析

坦桑尼亚某公路施工中，有一处较长的填方路段所经区域地势较低，且水系发达，并沿线有村落，主要填方路段处于软土地基，在制定本路段的施工机械组织中，考虑了路基土的处治及现场运距等因素。

2.1 项目工程概况

主要地质情况为：上部底层有近6 m的粘性土、中部以黑色的淤泥质土为主，厚度达8 m～10 m，含水量大；底部为流塑状黏土。该路段地基土的承载力较差，属不良地基土路段。总填筑方量为960 618 m3，挖方量为34 389 m3。项目沿线处于坦桑尼亚东部，为典型的热带草原气候，湿季主要为3月～5月，降雨量达300 mm～600 mm，气温变化范围10 ℃～25 ℃。

2.2 路基施工过程

1)取土坑处治及填料改性。取土坑开挖前需用推土机进行清表，并开挖好比取土坑底部标高更低的排水沟以保证取土坑内含水量尽可能小。由于填料中含有部分高液限黏土，不能直接用于路基填筑，因此需在填筑前采用石灰改性，主要步骤有：开挖后掺3%的熟石灰并焖料(初步改性)，当焖料完成后再用推土机翻倒并拌合均匀完成再次改性。2)试验路铺筑。当路基填料不佳时，参照国内高速公路的施工方法，在大范围施工前选定一段试验路进行铺筑以确定松铺层厚度、机械组合等工程参数，本次施工中试验路长度暂定为1 000 m[2]。试验路铺筑的步骤为：填料采用已经用掺灰法处治完成的填料，松铺层厚度暂定为25 cm，30 cm，40 cm三组常见的参数，分别按摊铺→整平→检测灰剂量→掺灰并拌合→整平→压实→检测压实度的施工工序进行施工。选定最佳的松铺层厚度及掺灰量等，以此结果作为最终的路基填筑施工方案[3]。3)填筑施工过程。试验路填筑工作完成后，即可开展路基填筑工作，工序为：装车(挖掘机)→运输(汽车)→粗平(推土机)→粉碎(路拌机)→整平(平地机)→压实(两类压路机组合)。在填料处治时以路拌为主的方法，石灰与填料拌合时需要采用的机械有:挖掘机、装载机和拌合机。路基填筑时采取分层填筑，松铺层厚度以试验路结果为准，控制时以自卸汽车配合推土机进行。压实施工时以大功率振动压路机和三轮式静止压路机(18 t)配合使用，以先两边再中间的顺序进行施工。

2.3 机械配备说明

根据项目开展的需要将本标段填方路段分为四个工区，依据填方量、运距和现场情况，制定了施工机械组合方案如表1所示。

表1 路基填筑施工机械组合表

3 结语

高速公路路基填筑施工对机械的协同化能力越来越高，要想提高路基的填筑效率和施工质量，提高机械化作业的程度已成为必然。在本项目的路基施工过程中，受地基的限制对填料进行了改性处治，路拌机的选取和正确施工方案是施工质量保证的关键；同时填筑施工中，路基的压实也是质量控制的重点，碾压遍数和松铺层厚度需要根据试验路的结果进行选取，不能完全参照其他地方的经验；另外，在实际操作中，施工人员对各类机械的操作熟练程度也能影响施工效率和工程质量。

[1] 王大明.高速公路机械化施工群作业系统的研究[D].南京：南京林业大学，2004.

[2] 刘永兴.高速公路路基土石方填筑施工探讨[J].城市建设理论研究，2013(13)：83-84.

The research and application of sub-grade construction machinery combination

Bi Quanwen

(ChinaRoad&BridgeEngineeringLimitedLiabilityCompany,Beijing100011,China)

This paper introduced the common mechanical performance and use matters needing attention in sub-grade filling construction, and taking a section sub-grade filling construction machinery combination situation in Tanzania highway as an example analyzed the application of mechanical combination engineering, embodied the necessity of science development, at the same time put forward the operation skilled degree of each construction personnel to all types of machinery also affected the efficiency and quality of engineering construction.

sub-grade, machinery, construction, filling

2015-04-04

毕全文(1971- )，男，工程师

1009-6825(2015)17-0229-02

U415.5

A