路基施工中冲击碾压技术的应用分析

2016-06-27 01:00
山西建筑 2016年15期
关键词:压路机碾压压实

马 德 兆

(山西远方路桥集团有限责任公司,山西 大同 037005)

路基施工中冲击碾压技术的应用分析

马 德 兆

(山西远方路桥集团有限责任公司,山西 大同 037005)

介绍了冲击碾压技术的特征,分析了冲击碾压技术的应用范围及施工工艺,并结合实际案例与数据,探讨了冲击碾压技术在路基施工中的应用方法,以期为类似工程施工提供借鉴。

路基,冲击碾压技术,施工工艺,压实度

0 引言

在目前的路基施工过程中,如果遭到倾斜地形、填充物料结构、土壤状况等不利因素影响,路基就容易产生沉陷变形等问题,在很大程度上会降低路基的服务功效与道路使用期限。若能结合工程建设实际情况,合理运用冲击碾压技术,能够有效控制路基的沉陷变形,提升路基的硬度和均衡性,并能对特殊路基进行巩固,具有良好的发展前景。

1 冲击碾压技术的特征

1.1 低频率高振幅

传统压路机是高频率低振幅,而冲击型压路机则是低频率高振幅(每秒冲击约2次,下落距离为10 cm~20 cm),其冲击力量可高达15 kJ~30 kJ,冲击负载达到2 500 kN~3 500 kN。碾压轮以每秒约2次的频率击打路基,制造出低频率高振幅的冲击力量,并使之朝地底深处传播,因而具有地震波的相关特征。这种压路机把冲击负压能量、碾压轮活动惯性能量和碾压轮平直活动产生的能量相互结合起来,对路面造成动能和势能的共同击打作用,从而获得强夯和震击的双重力量效果。

1.2 冲击力量大,波及深度高

例如一架30 kJ三边形双轮冲击压路机,其双轮净重13 t,最佳行动速度是13 km/h,对路面造成的范围冲击力是200 kN~2 500 kN,相当于1 123 kPa~1 642 kPa,生成极强的冲击波,对地底深处而言具有地震波的类似传播特征。我国相关部门曾做过实验,对石砾路基用30 N三边形双轮冲击碾压机以13 km/h的速度反复碾压20遍以后,其实际测量深度0.8 m,1.5 m,2 m,2.5 m的平均直立土壤压力分别达到了1 377 kPa,308 kPa,274 kPa,139 kPa。其造成的冲击能量达到了超重型击实功能的标准,能够让地底深处土壤的紧实度逐渐积累、提高,从而达到超重型标准92%以上。

1.3 冲击碾压路基效果佳,速度快

不同种类的路基受到一定冲击碾压后,在各种深度情况下,其紧实度都会有不同层次的增加。经过碾压后,路基紧实度能够达到97%以上。土壤工程实验证明,在受到影响的深度下,其湿润下陷性样品的检测率大大减少,而饱和前后的缩小性指标又明显降低,使路基整体硬度得到提升。依据土壤工程实验结果,大多数被碾压路段路基的反弹力量加大,弯曲沉陷值得到改良,缓解了路基施工后沉陷变形的问题。通过对碾压前后缩小数据转变的观察可以看出,在受到波及的深度范围中,其缩小力量越大,压缩性能就越低。此外,碾压过程中沉陷度会随着压力的增加而上升,冲击碾压后孔缝体积和最高密度运算的孔缝体积差异显著缩小,路基施工后沉陷变形问题得到较好的解决。

2 冲击碾压技术的施工工艺

2.1 冲击碾压技术的应用范围

在运用冲击碾压技术进行路基施工时,要注意路基的埋填深度、建造材料、施工作业等因素。如果路基深度超过1.5 m,就可以采用冲击碾压技术进行作业。如果路基深度在1.5 m以下,就要采用常规碾压技术。在运用冲击碾压技术进行路基施工时,要注意埋填材料的选用,通常情况下应选择砂性土,其塑性指数要达到12以上,且含水量应为2%。路基施工作业面的长度应大于100 m,且最好是在300 m~500 m之间。

2.2 冲击碾压技术施工工艺

在运用冲击碾压技术时,要关注运作流程、施工器材和其他各类施工细节,以保证施工效果最优化。冲击压路机和普通压路机相比,其压实工艺有所不同,冲击型压路机通常不会采用压半轮或者部分重复碾压的方式,而是根据冲击力朝土壤深处扩散分布的现象,利用新的碾压方法和工艺进行作业,具体运作情况可见图1。

2.3 碾压行走路线

冲击碾压是按照“先两边,后中间”的顺序开展,其轨迹相接而不重合,覆盖整个路基表层,称为一遍冲碾。碾压时,可以采取横向排压法,利用YCT 25冲击压路机进行碾压,该压路机两轮宽度为90 cm,内侧边距为1.17 m,运作两次为完成一次冲击,形成宽度为4 m的碾压带。其中,第二次的单轮从第一次的两轮内侧距中间穿过,形成冲碾间隙,两边宽度为13 cm。二遍冲碾时,一次碾压向内侧移动20 cm再进行冲碾,把第一遍的所有间隙都碾压成形。

从图2可看出,每遍纵向交错以1/6的轮间距实施碾压,并于碾压6遍之后回到第一遍的位置,再展开第二次的6遍碾压。碾压时从路基一侧朝另一侧推行,直至完成所有碾压次数。在对路基实行冲击碾压时,如果轨迹太深,会影响到压路机的前行速度,这时可以利用推土机将路面打理平整,再继续冲碾。如果冲击碾压时路面扬起大量灰尘,可以用洒水车适当洒水。

3 冲击碾压技术在路基施工中的应用

3.1 工程概况

例如在某公路路基施工时,填方最大高度是180 cm,为保证工程质量,实际填方高度要达到120 cm,对路基实施冲击碾压的遍数需要大于20遍。在施工准备过程中,要预备好洒水车、压路机、推土机、牵引车、压实度检测工具等等。然后利用冲击碾压技术实施路基施工。一旦埋填高度超过了冲击高度,就要运用推土机把地面推平。此外,还要对路基表面实行压实度检测。经过实验分析可以看出,路基埋填材料要选用低液限粘土,保证其含水量在8.0%左右,最大干密度是2.2,路段上每隔20 m要设置3个监测点,分别位于路基中线右侧线1 m和左侧线1 m的方位,再运用灌砂法对每一点的路基压实度实行精确检测,记载下相关数据。

3.2 施工步骤

在施工前,要做好路基检测和放样工作。在埋填前要在路基上方设置方格网,为埋填预留适当的宽度。在路基推平时,还要对路基表层以下20 cm左右的土壤实施含水量检测,只有含水量达到8%,才能够继续下一个步骤。冲击压路机轮宽为0.9 m,轮子之间的距离为1.17 cm,每一遍碾压的都是前一遍碾压的两轮之间的位置。从理论上讲,两边间隙为13 cm,则压路机在第二遍碾压时要把两个轮子朝内移动20 cm,第三遍碾压时再恢复到第一遍的状态。反复碾压20遍~40遍后,才能够使路基表面形成均匀的加固层,其厚度在100 cm~150 cm之间。

对于本次工程而言,要对压实度的测量点数据实施恢复工作,精确测量出每点的高度,并做好相关记录。通常来讲,如果路基上半部分的厚度超过了30 cm,则在冲击碾压完成之后,路基土壤会变成块状,甚至完全散开。这时候,为了更精确地测出路基的压实程度,就需要把30 cm厚的土层挖掉,然后再次展开检测。在对该工程路基进行冲击碾压时,需要碾压至少20遍以上,并分别再碾压5次、10次、15次、20次进行检测,检测结果如表1所示。

表1 冲击碾压施工中的数据分析

从表1中的数据分析可以看出,该公路路基接受冲击碾压技术施工以后,其路基压实度经检测基本达到了相关标准。此外,每当浇筑厚度超过150 cm时,就必须对路基表面实施20遍冲击碾压,这样才能够有效提升路基压实程度,确保施工质量。

4 结语

从目前看来,冲击碾压技术已经取得了新的发展,利用冲击型压路机实行路基冲击碾压的方式,也得到了越来越广泛的应用。冲击型压路机采用直立冲击震动法将岩土压实,也能够挤压目标材料,增加其水平紧实程度。和以往的滚动震动碾压技术比起来,该技术具有压力更为集中、冲击力量大、碾压深度较高、碾压效果优良等特征,能使施工效率大大提高。

[1] 肖海军.公路路基施工冲击碾压技术的应用[J].建材与装饰,2015(51):257-258.

[2] 李 燕.路基施工中冲击碾压技术的应用研究[J].山西建筑,2010,36(27):263-264.

[3] 姜永梅,刘 富.冲击碾压技术在公路路基施工中的应用[J].江西建材,2015(1):206.

[4] 李 军.关于路基施工中冲击碾压技术的应用分析[J].现代经济信息,2015(11):255.

Abstract: The paper introduces the features of the impact-roller compaction technique, analyzes its construction craft, and explores the application method and application scopes of the technique in roadbed construction by combining with the cases and data, so as to provide some reference for similar projects.

Key words: roadbed, impact-roller compaction technique, construction craft, compaction

On application of impact-roller compaction technique of roadbed construction

Ma Dezhao

(ShanxiYuanfangRoadandBridgeGroupCo.,Ltd,Datong037005,China)

2016-03-15

马德兆(1978- ),男,工程师

1009-6825(2016)15-0148-02

U416.1

A

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