基于填石路基施工中沖擊碾壓技術(shù)的研究

王存永

【摘要】作為實(shí)現(xiàn)公路工程施工企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃的決定性環(huán)節(jié)，施工技術(shù)在其發(fā)展中占有的位置越來越重要，完善施工質(zhì)量體系，提高技術(shù)水平，是實(shí)提高公路工程整體質(zhì)量的重要保障。基于此，在填石路基施工中，施工企業(yè)必須跟隨時(shí)代發(fā)展的步伐，選擇科學(xué)有效的施工方式，做好施工準(zhǔn)備工作，更好地推動(dòng)公路事業(yè)的快速發(fā)展。本文主要對(duì)填石路基施工中沖擊碾壓技術(shù)的作用原理、施工要點(diǎn)及技術(shù)應(yīng)用與質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

【關(guān)鍵詞】填石路基；沖擊碾壓技術(shù)；作用原理；施工要點(diǎn)；技術(shù)應(yīng)用；質(zhì)量控制

隨著我國(guó)公路工程事業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，對(duì)車輛行駛的安全性提供了一份保障。沖擊碾壓技術(shù)作為公路工程填石路基施工中的重要組成部分，其技術(shù)水平的高低將直接影響到公路工程的整體質(zhì)量。在公路工程路基施工中，必須嚴(yán)格遵循相應(yīng)地施工工序，提高其施工的技術(shù)水平，才能確保工程施工的質(zhì)量，才能實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

一、沖擊碾壓技術(shù)作用原理

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），并配備壓實(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)。利用這種方式，可以對(duì)公路路基的沉降量進(jìn)行有效降低，并能對(duì)產(chǎn)生的病害問題進(jìn)行有效改善，進(jìn)而達(dá)到公路整體強(qiáng)度提升的作用。

二、沖擊碾壓技術(shù)在填石路基施工中的要點(diǎn)

1、對(duì)于用作填料的石質(zhì)挖方路段，在施工中應(yīng)合理選擇爆破方案和參數(shù)，盡量減小爆破后的巖石塊徑，對(duì)于粒徑超過調(diào)料粒徑的，應(yīng)進(jìn)行二次爆破或人工改小，直到滿足填筑要求方可調(diào)運(yùn)。在石質(zhì)填料裝運(yùn)時(shí)，盡量使填料混合均勻，避免大粒徑填料集中裝運(yùn)。為保證軟基處理后砂墊層排水效果，凡設(shè)有砂墊層的地段，在分層填石前，在砂墊層上先填一層壓實(shí)厚為30cm的填土層。

2、填石路基應(yīng)進(jìn)行臺(tái)階式邊坡碼砌，各層的碼砌工作應(yīng)在壓實(shí)前進(jìn)行，碼砌石塊粒徑應(yīng)大于30cm，石塊應(yīng)盡量規(guī)則，碼砌石塊間盡量緊貼密實(shí)，無明顯空洞和松動(dòng)現(xiàn)象，砌塊間接觸面應(yīng)魏巍向內(nèi)傾斜。填高小于4m的填石路基，邊坡碼砌厚度不小于1m；填高4～10填石路基，邊坡碼砌厚度不小于1.5m；10m以上的高填路基邊坡碼砌厚度不小于2m。

3、填石路基應(yīng)選用大噸位振動(dòng)壓路機(jī)（凈重12t以上）分層碾壓，振壓密實(shí)。在填石路基施工中，由于填料來源及壓實(shí)機(jī)具的不同，其填料壓實(shí)特性也有所差異。在攤鋪初平的填石料表面，應(yīng)鋪撒一層碎石及石屑料。碎石及石屑料用量約占大粒徑的15%～20%，要保證碎石及石屑料填滿大粒徑料間縫隙。

三、沖擊碾壓技術(shù)在填石路基施工中的應(yīng)用

作為一種新興技術(shù)，沖擊碾壓技術(shù)的大量應(yīng)用可以為施工單位的發(fā)展提供可靠的技術(shù)支持。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及科技的不斷進(jìn)步，公路工程施工單位面臨著巨大的挑戰(zhàn)，為此，必須規(guī)范施工流程，提高施工技術(shù)水平，只有這樣才能為填石路基施工質(zhì)量的提升提供強(qiáng)有力的保障。

1、石方運(yùn)輸

路基填筑工程采用配套的機(jī)械化施工。形成挖、裝、運(yùn)、攤、平、壓，機(jī)械化流水作業(yè)。按自卸汽車載土方量大小在路基填筑層面上用白灰圈出卸料范圍，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專人指揮石方調(diào)配。

2、石方攤鋪

攤鋪時(shí)，采用推土機(jī)進(jìn)行攤鋪，人工配合找平，使石塊之間無明顯高差臺(tái)階。分層填筑厚度≤80cm，最大填料粒徑嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制不超過壓實(shí)厚度的2/3。對(duì)于粒徑較大塊石之間的縫隙，人工利用石屑或適當(dāng)級(jí)配的砂石料填充。攤鋪完成后用水平儀測(cè)量計(jì)算出松鋪厚度，計(jì)算實(shí)鋪與計(jì)劃攤鋪厚度的誤差，以便為計(jì)算壓實(shí)系數(shù)提供數(shù)據(jù)。

3、分層填筑

路基填筑采用縱向分段、水平分層、由低到高、逐層施工的順序。采取路堤全寬水平分層填筑壓實(shí)的施工方法。施工人員根據(jù)已經(jīng)測(cè)設(shè)出的中線劃出5m*10m方格線。運(yùn)輸車輛根據(jù)按照每層不超過80cm及路基寬度計(jì)算出每個(gè)方格的石方數(shù)量及每個(gè)方格卸的車數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸車輛裝載石料20m3/車，每個(gè)方格按兩車控制填料，填料虛鋪厚度采用標(biāo)桿控制。施工員確認(rèn)方格內(nèi)車數(shù)準(zhǔn)確后指揮推土機(jī)將石料推平，推平時(shí)先中間，后兩頭。沿線路縱向方向保持中間高，兩邊低，路基橫向做成2%的橫坡，推土機(jī)平整過程中，大的卵石用裝載機(jī)遠(yuǎn)運(yùn)至場(chǎng)外，整平結(jié)束后進(jìn)行碾壓。

4、分層碾壓

沖擊壓路機(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和施工工藝。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，形成的理論沖碾間隙雙邊各0.13m，當(dāng)?shù)诙榈牡谝淮蜗騼?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)針方向每隔幾遍進(jìn)行交換作業(yè)。雙輪沖擊壓路機(jī)碾壓一次的計(jì)算寬度是2米，經(jīng)錯(cuò)一個(gè)輪寬碾壓，沖壓一個(gè)來回后，計(jì)算碾壓寬度是4米，按此方法計(jì)算，全部場(chǎng)地面積均碾壓一次算一遍。沖擊施工時(shí)，應(yīng)采用大小圈、正反圈的方法錯(cuò)開沖壓輪跡，以增加場(chǎng)地的平整性。

5、沖擊試驗(yàn)

測(cè)量路基標(biāo)高并布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，測(cè)量并記錄沉降觀測(cè)點(diǎn)的初始標(biāo)高，放樣路基中樁和坡腳邊樁線，并按設(shè)計(jì)要求向外加寬1m。沖擊碾壓第5遍后，視場(chǎng)地平整度狀況，采用推土機(jī)和壓路機(jī)配合，進(jìn)行場(chǎng)地整平并碾壓，進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)和地面標(biāo)高測(cè)量，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。如檢測(cè)壓實(shí)度有一個(gè)點(diǎn)不合格，則繼續(xù)進(jìn)行沖擊碾壓，每增加5遍進(jìn)行一次檢測(cè)，直至沖擊至30遍。如未達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)要求，聯(lián)系設(shè)計(jì)、業(yè)主及總監(jiān)辦進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)會(huì)或土樣取樣進(jìn)行重新試驗(yàn)，分析原因。如達(dá)到壓實(shí)度要求，匯總相關(guān)沖擊遍數(shù)、沖擊壓路機(jī)形式速度、試驗(yàn)檢測(cè)、測(cè)量等數(shù)據(jù)，整理分析，取得沖擊碾壓遍數(shù)和機(jī)械最佳行駛速度等參數(shù)，總結(jié)成果。

6、資料整理

試驗(yàn)過程中，認(rèn)真記錄每項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)束后，匯總不同沖擊碾壓遍數(shù)下的壓實(shí)度數(shù)據(jù)和沉降檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)檢測(cè)結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，總結(jié)試驗(yàn)成果，取得能指導(dǎo)和控制施工的工藝參數(shù)。

四、填石路基施工的質(zhì)量控制

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，公路事業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)起著重要的作用。作為一項(xiàng)專業(yè)性較強(qiáng)的工作，沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用，要求施工人員必須具有較高的專業(yè)素質(zhì)及操作技能。在施工過程中，只有規(guī)范施工流程，重視其施工要點(diǎn)，提高施工各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，才能有效提升公路工程填石路基施工的質(zhì)量，才能實(shí)現(xiàn)公路工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益最大化。

1、施工前質(zhì)量分析與控制

在填石路基施工的前期，要進(jìn)行質(zhì)量控制與分析，施工前 要?dú)w集所有可能存在的問題進(jìn)行系統(tǒng)性的分析和討論，科學(xué)合理的研究與規(guī)劃，工程施工技術(shù)的預(yù)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)分析，人員素質(zhì)提高和機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和科學(xué)管理，以保證各個(gè)環(huán)節(jié)的緊密配合，使工程質(zhì)量和技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。

2、施工過程中的質(zhì)量控制

填土石路基施工過程的質(zhì)量控制內(nèi)容主要包括填石層厚度控制和壓實(shí)質(zhì)量控制，工作人員必須做好相應(yīng)施工記錄作為質(zhì)量依據(jù)。施工記錄內(nèi)容包括填石里程層次厚度、高程壓路機(jī)型號(hào)、碾壓遍數(shù)、石方路基監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、允許偏差檢查方法和頻率。填石路基施工應(yīng)分層鋪筑和壓實(shí)，每層的壓實(shí)質(zhì)量雖不能通過取樣試驗(yàn)確定，也應(yīng)填寫施工記錄進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。壓實(shí)時(shí)的質(zhì)量控制是施工過程質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)，主要分為料源質(zhì)量控制和壓實(shí)沉降率控制。前者主要通過控制料源石料的強(qiáng)度、級(jí)配、視比重、吸水率來實(shí)現(xiàn)，后者主要依據(jù)不同石料級(jí)配和設(shè)計(jì)壓實(shí)度的要求而確定。

五、結(jié)束語

綜上所述，作為公路工程填石路基施工的重要技術(shù)之一，沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用是公路工程事業(yè)發(fā)展的推動(dòng)力。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，在填石路基施工中沖擊碾壓技術(shù)水平的高低將起到明顯的決定性作用，隨著生產(chǎn)力水平的不斷提升及改革開放的不斷深入，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力愈加激烈，為獲得更多的發(fā)展機(jī)會(huì)及增強(qiáng)自身的競(jìng)爭(zhēng)力，施工企業(yè)必須重視其施工技術(shù)的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇志強(qiáng)，李志強(qiáng).沖擊碾壓技術(shù)在馬江至梧州高速公路中的應(yīng)用[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2009年08期

[2]楊世基，吳立堅(jiān)，劉世軍，逄宏波.公路沖擊碾壓技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用[A].第一屆全國(guó)公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集新技術(shù)新材料與新設(shè)備卷[C].2002年

[3]劉惠波.沖擊碾壓技術(shù)在軟土路基施工中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2011年06期

[4]侯全岐，呂文江，趙進(jìn).沖擊式壓路機(jī)對(duì)路基進(jìn)行補(bǔ)充碾壓的效果分析[J].公路，2002年08期

[5]羅宏，趙明華，曹文貴，胡天浩.基于靜載試驗(yàn)的土石混填路基壓實(shí)度檢測(cè)新方法[A].中國(guó)巖石力學(xué)與工程實(shí)例第一屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C].2007年

[6]張忠，劉紅瑩，劉偉.沖擊碾壓技術(shù)在高速公路土方路基中的應(yīng)用研究[J].山東交通科技，2010年06期

[7]張宗明，莊州泉，曹鋒.沖擊碾壓技術(shù)在高速公路工程中的應(yīng)用研究[J].交通世界（建養(yǎng).機(jī)械），2011年09期