【摘要】隨著我國(guó)公路交通事業(yè)的迅速發(fā)展，公路建設(shè)也正朝著高等級(jí)化方向邁進(jìn)，高速公路對(duì)我們已不再陌生，就整個(gè)公路工程的施工而言，路基施工往往是施工組織管理的關(guān)鍵。本文簡(jiǎn)要介紹了沖擊碾壓技術(shù)的原理及其在高速公路路基施工中增強(qiáng)補(bǔ)壓的應(yīng)用。
　　【關(guān)鍵詞】高速公路；路基施工；沖擊碾壓
　　
　　1前言
　　隨著工程施工中新工藝新技術(shù)的發(fā)展，沖擊碾壓施工技術(shù)因其本身的特點(diǎn)被越來(lái)越多的運(yùn)用到工程建設(shè)施工當(dāng)中。沖擊碾壓施工就是采用沖擊式壓實(shí)機(jī)（一種高振幅低頻率的新型壓實(shí)設(shè)備），配備壓實(shí)輪，壓實(shí)輪在牽引機(jī)拖動(dòng)行駛滾動(dòng)中將高位勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能對(duì)地面進(jìn)行沖擊從而對(duì)土體的深層產(chǎn)生較強(qiáng)的沖擊能量，同時(shí)輔以滾壓、揉壓的綜合作用，使土石顆粒之間發(fā)生位移、變形和剪切，隨著土石密實(shí)度增加，其影響深度也逐漸增加，從而使土體深層隨著沖擊波的傳播得到壓實(shí)。
　　通過(guò)沖擊式壓實(shí)機(jī)的沖擊碾壓，能有效減少公路路基的工后沉降量，大大改善因不均勻沉降而形成的道路病害，提高路基的整體強(qiáng)度和均勻性，對(duì)于暴露地基或路基的內(nèi)部缺陷、避免隱患、提高施工質(zhì)量等具有顯著的效果。對(duì)于保證道路的使用質(zhì)量具有重要的作用。
　　沖擊壓實(shí)機(jī)的技術(shù)特性決定較現(xiàn)行常規(guī)壓路機(jī)不同的壓實(shí)工藝，不采用現(xiàn)有壓路機(jī)壓半輪或部分重疊碾壓的施工方法，而是以沖擊力向土體深層擴(kuò)散分布的性狀，提出新的沖擊碾壓方法與施工工藝。沖擊壓路機(jī)雙輪各寬0.9m，兩輪內(nèi)邊距1.17m，行駛兩次為一遍，其沖碾寬度4m。每次沖擊力按沖碾輪觸地面積邊緣與地表以45°-φ/2夾角向土體內(nèi)分布土壓力。每遍第二次的單輪由第一次兩輪內(nèi)邊距中央通過(guò)，形成的理論沖碾間隙雙邊各0.13m，當(dāng)?shù)诙�遍的第一次向�?nèi)移動(dòng)0.2m沖碾后，即將第一遍的間隙全部碾壓。第三遍再回復(fù)到第一遍的位置沖碾，依次進(jìn)行至最終遍數(shù)。沖擊壓路機(jī)向前行駛在縱向沖碾地面所形成的峰谷狀態(tài)，應(yīng)以單雙兩遍為一沖壓?jiǎn)卧�，�?dāng)雙數(shù)遍沖壓時(shí)，調(diào)整轉(zhuǎn)彎半徑，達(dá)到對(duì)形成的波峰與波谷進(jìn)行交替沖碾，使地面峰谷減小，表面接近平整。沖擊壓路機(jī)一般行駛按順時(shí)針與逆時(shí)針?lè)较蛎课灞檫M(jìn)行交換作業(yè)。各種土石路基沖碾20~40遍可以使路基形成厚1.0~1.5m的均勻加固層。
　　3工程實(shí)際
　　3.1工程概況
　　某高速公路路基土石方工程有路基挖方約69萬(wàn)m3,路基填方約80萬(wàn)m3,其中高填段5處,最大填方高度17m,且多段路基處于水田和洼地中。針對(duì)該段高填路堤、水田及洼地等軟弱地基較多,工期緊等特點(diǎn),為確保路基施工質(zhì)量,達(dá)到增壓和補(bǔ)壓、減小工后沉降效果,施工中每填高115m,在路基壓實(shí)度已達(dá)到規(guī)范要求時(shí)采用YCT25型沖擊式壓路機(jī)(三邊弧形型)實(shí)施沖擊增強(qiáng)補(bǔ)壓,沖擊遍數(shù)≥20遍。
　　3.2試驗(yàn)段施工
　　為了掌握YCT25型沖擊式壓路機(jī)(三邊弧形)對(duì)路基沖擊增強(qiáng)補(bǔ)壓的效果,以獲得最佳施工工藝,我們?cè)谀彻こ潭?4區(qū)域做沖擊碾壓試驗(yàn)路段。
　　3.2.1試驗(yàn)路段準(zhǔn)備工作
　　沖碾前統(tǒng)計(jì)沖擊路段填筑高度、層次、填料的物理(力學(xué))性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果(包括顆粒分析、液塑限、最大干密度、最佳含水量、CBR值及天然含水量),在路基上有規(guī)律的布置一系列測(cè)點(diǎn),用白灰作出標(biāo)記。試驗(yàn)段填料為低液限粘土(最大干密度ρd=2.11、最佳含水量W=8.12%),每20m布置3個(gè)測(cè)點(diǎn),分別在路基中線、距離左、右邊線1m處。然后用水準(zhǔn)儀測(cè)量高程(或相對(duì)于某固定點(diǎn)的讀數(shù)),記錄第一組測(cè)量數(shù)據(jù)(即沖碾前的高程),再用灌砂法檢測(cè)所布測(cè)點(diǎn)的壓實(shí)度,記錄第一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)(即沖碾前的壓實(shí)度)。壓實(shí)度的測(cè)點(diǎn)應(yīng)避免與高程點(diǎn)重復(fù),此時(shí)的壓實(shí)度應(yīng)是測(cè)點(diǎn)以下30cm的數(shù)據(jù)。
　　3.2.2沖碾過(guò)程
　　(1)沖碾時(shí)壓路機(jī)從路基一側(cè)邊緣行駛至終點(diǎn)后,轉(zhuǎn)彎反向沿線路中心向起點(diǎn)行駛至起點(diǎn);再轉(zhuǎn)向路基邊側(cè)行駛,牽引車行駛應(yīng)使壓實(shí)輪的輪跡重疊三分之一以上,以保證弧形輪中間部分被沖碾到,如此一環(huán)一環(huán)沖碾。當(dāng)壓路機(jī)輪跡到達(dá)另一側(cè)邊緣時(shí)完成沖碾一遍。由于壓實(shí)輪弧形的構(gòu)造特點(diǎn),沖碾一遍結(jié)束時(shí)仍有部分路基未被沖碾到,此時(shí)應(yīng)接著進(jìn)行第二遍、第三遍⋯⋯,當(dāng)沖碾完成五遍時(shí)整個(gè)路基基本上都被沖碾到,此時(shí)停止沖碾,檢測(cè)壓實(shí)度和高程。
　　(2)準(zhǔn)確恢復(fù)測(cè)點(diǎn),測(cè)出測(cè)點(diǎn)高程,記錄第二組測(cè)量數(shù)據(jù)(即沖碾第五遍時(shí)的高程)。由于路基上部約30cm范圍內(nèi)的土已被沖碾結(jié)塊或松散,所以檢測(cè)壓實(shí)度時(shí)應(yīng)該在測(cè)量處挖掉30cm深的表層土樣,再按正常檢測(cè)方法進(jìn)行,記錄第二組數(shù)據(jù)(即沖碾五遍時(shí)壓實(shí)度)。
　　(3)繼續(xù)沖碾,檢測(cè)并記錄沖碾第10遍、15遍、20遍的高程和壓實(shí)度數(shù)據(jù)并將結(jié)果整理匯總成表,詳見(jiàn)表1。
　　表1試驗(yàn)段數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

                  
　　3.3試驗(yàn)段小結(jié)
　　從表1可以看出,當(dāng)路基壓實(shí)度已達(dá)到規(guī)范要求后,每填筑層厚1.5m并沖碾20遍后可以進(jìn)一步壓沉3.8～5.3cm,壓實(shí)度提高3個(gè)百分點(diǎn)以上,能夠達(dá)到增強(qiáng)補(bǔ)壓的要求。當(dāng)沖碾完成20遍時(shí),沖碾效果已較理想,所以路基每次沖碾時(shí)應(yīng)不少于20遍為宜;厚度宜控制在每1.5m為一層進(jìn)行沖碾,分層沖碾時(shí)應(yīng)注意搭接重合部分宜大于2.0m;從試驗(yàn)效果分析,沖擊壓路機(jī)的行駛速度宜控制在12km/h左右,這就要求填筑層要有一定的工作長(zhǎng)度,讓機(jī)械能達(dá)到要求的速度。
　　3.4沖擊壓實(shí)施工工藝
　　用平地機(jī)對(duì)沖壓工作面進(jìn)行清理,整平；埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志,觀測(cè)沉降標(biāo)志的標(biāo)高；檢測(cè)沖擊碾壓前的壓實(shí)度和路基含水量；沖擊壓路機(jī)一般有兩個(gè)沖擊輪,兩輪之間有一定的間隙,而且介質(zhì)受沖擊后落點(diǎn)間斷分布。所以沖擊壓實(shí)采用來(lái)回錯(cuò)輪的方式,輪跡之間不重疊。第二趟錯(cuò)輪時(shí),一個(gè)單輪從第一趟輪跡間隙通過(guò),依次類推直至全部表面被通過(guò)壓實(shí)一遍；第一遍后在縱向上錯(cuò)開(kāi)沖壓落點(diǎn)1/6沖擊輪周長(zhǎng),保證每一個(gè)點(diǎn)都被壓實(shí),達(dá)到落點(diǎn)均勻分布,整體增強(qiáng)的目的；沖擊壓實(shí)工作時(shí),沖擊壓路機(jī)的行走線路采用環(huán)形法,對(duì)于較寬的路基,可先從路基中線開(kāi)始,到?jīng)_壓端頭時(shí)轉(zhuǎn)向一邊側(cè),沿路基邊側(cè)返回,到端頭然后再轉(zhuǎn)向路基內(nèi),沿路基另半側(cè)靠中線開(kāi)始第二趟錯(cuò)輪方式?jīng)_壓,依次類推沖壓不小于20遍,使有效壓實(shí)深度范圍內(nèi)的路基均勻密實(shí)；沖壓過(guò)程中如因輪跡過(guò)深而影響壓實(shí)進(jìn)行時(shí),可用平地機(jī)平整后再?zèng)_擊壓實(shí),若路基表面揚(yáng)塵,可用灑水車適量均勻?yàn)⑺�繼續(xù)沖壓；沖擊壓實(shí)后表面含水量明顯增大或軟彈,應(yīng)停止沖壓,待含水量適度或再固結(jié)后方可繼續(xù)沖擊壓實(shí)。若表土干燥,應(yīng)適量灑水,以保證壓實(shí)效果；沖壓結(jié)束后測(cè)碾壓后檢測(cè)壓實(shí)度和路基沉降值；沖壓結(jié)束,用平地機(jī)整平施工沖壓路段,采用重型鋼輪壓路機(jī)將路基表面碾壓密實(shí)平整。
　　3.5施工注意事項(xiàng)
　　沖擊壓實(shí)前,工作面應(yīng)平整、并用重型振動(dòng)壓路機(jī)碾壓密實(shí),方可沖擊壓實(shí)施工；如表面干燥要適量灑水,防止表面粉塵化,影響能量深層傳遞；車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)應(yīng)調(diào)整轉(zhuǎn)彎路線,使沖擊凸輪落點(diǎn)不致重復(fù)前次落點(diǎn),以減少波浪現(xiàn)象；沖壓過(guò)程中應(yīng)勻速?zèng)_擊壓實(shí),變速時(shí)必須停機(jī),在一個(gè)沖擊壓實(shí)行程中不得變速。沖壓過(guò)程中應(yīng)保持正確的行駛方向,并保證不產(chǎn)生漏壓現(xiàn)象。上下坡時(shí),應(yīng)事先選好檔位,不得在坡頂上換檔,下坡時(shí),不得使用空檔向下滑行；從路基中部向兩側(cè)沖壓,沖擊壓實(shí)時(shí),距路基邊緣安全距離不少于110m。沖壓傍山路基時(shí),應(yīng)由里側(cè)向外側(cè)沖壓,距路基邊緣安全距離不少于115m；工作時(shí)遇結(jié)構(gòu)物應(yīng)調(diào)頭,安全距離應(yīng)為5m。距橋臺(tái)背的距離小于臺(tái)高加2m的范圍,或近于15m的范圍,防止壓實(shí)對(duì)橋臺(tái)的影響；距涵洞頂填土高小于215m的范圍和填石路基的石塊強(qiáng)度大于15MPa時(shí),距涵洞頂小于4m的范圍不適宜沖擊壓實(shí)；有路肩式擋土墻的路段,或路堤式擋土墻的墻背部位不適宜沖擊壓實(shí)；作業(yè)前,各系統(tǒng)管路及接頭部分應(yīng)無(wú)裂紋、松動(dòng)和泄漏現(xiàn)象,確認(rèn)正常后方可啟動(dòng)；對(duì)于沖擊碾壓范圍內(nèi)的出入口應(yīng)有醒目的安全標(biāo)記,禁止無(wú)關(guān)車輛與閑雜人員的出入；夜間施工時(shí),現(xiàn)場(chǎng)必須有符合操作要求的照明設(shè)備;對(duì)需要保護(hù)的結(jié)構(gòu)物、施工中的小橋涵、穿越路基的管線等應(yīng)設(shè)置圍欄,并懸掛警示標(biāo)志。路堤邊坡等必須有夜間警示標(biāo)志；施工過(guò)程中須注意噪聲對(duì)環(huán)境的影響,合理安排施工時(shí)間。
　　總之，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,經(jīng)沖擊碾壓20遍后,路基的壓實(shí)度均有不同程度的提高,使原來(lái)路基強(qiáng)度整體提高。沖擊碾壓過(guò)的路基,不僅達(dá)到增強(qiáng)補(bǔ)壓的效果,而且減少了路基本體的工后沉落量,提高了路基的穩(wěn)定性和承載力。隨著車輛載貨能力的增加和高速行駛的需要,對(duì)道路的質(zhì)量要求也越來(lái)越高,在我國(guó)高等級(jí)道路施工中,沖擊碾壓的應(yīng)用將更加廣泛。
　　
　　
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