沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用要點(diǎn)探析

文/李鄧 中鐵北京局集團(tuán)天津工程有限公司 天津 300000

成都天府國際機(jī)場高速公路作為連通成都市區(qū)和新機(jī)場的重要通道，將于2019年和成都天府國際機(jī)場同步建成投用，項(xiàng)目工期緊，任務(wù)重，高填方路基預(yù)留沉降時(shí)間短，設(shè)計(jì)采用沖擊碾壓進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。為了提高路基強(qiáng)度，減少路基工后沉降，高速公路建設(shè)除了普通壓路機(jī)碾壓過后，必須要用沖擊式壓路機(jī)補(bǔ)充型碾壓。因?yàn)槠胀ㄐ蛪郝窓C(jī)在工程設(shè)計(jì)時(shí)，它的技術(shù)特點(diǎn)解決不了路基沉降問題，沖擊碾在設(shè)計(jì)時(shí)就是專為深層壓實(shí)考慮的，它每次沖擊能量的影響深度接近5米，所以目前解決高填方沉降問題，用沖擊式壓路機(jī)是必由之路 。

1、沖擊碾壓技術(shù)原理與特點(diǎn)

1.1 沖擊碾壓技術(shù)原理

沖擊碾壓技術(shù)屬于復(fù)合性工藝技術(shù)，結(jié)合了沖擊工藝與搓揉工藝，應(yīng)用中首先采用雙輪進(jìn)行滾壓，此舉可以有效壓實(shí)地質(zhì)土體，消除土體中空隙，使土體密實(shí)度、強(qiáng)度、硬度大幅增加，滿足高速公路工程載荷要求。在沖擊碾壓技術(shù)應(yīng)用中，主要采用高振幅、低震頻的雙輪壓實(shí)設(shè)備實(shí)現(xiàn)壓實(shí)，但為了使壓實(shí)設(shè)備移動(dòng)并控制壓實(shí)方向，還需要借助牽引設(shè)備，在滿足這兩項(xiàng)條件之后，壓實(shí)設(shè)備因?yàn)樽陨碚饎?dòng)力對(duì)土體不斷的進(jìn)行沖擊，并借助自身重量與移動(dòng)對(duì)土體進(jìn)行碾壓，如此即可使土體力學(xué)性能得到改善[1]。

1.2 沖擊碾壓技術(shù)特點(diǎn)

根據(jù)相關(guān)理論了解到，沖擊碾壓技術(shù)具有三個(gè)突出特點(diǎn)，即低頻率高振幅、沖擊力強(qiáng)大、碾壓效率高，下文將對(duì)則三個(gè)特點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)分析。

1.2.1 低頻率高振幅

低頻率高振幅是沖擊碾壓技術(shù)最突出特點(diǎn)，這一點(diǎn)與普通壓路機(jī)碾壓的機(jī)制是完全相反的。具體來說，在應(yīng)用沖擊碾壓技術(shù)時(shí)，其碾壓輪大約會(huì)以s/2次的頻率對(duì)地基土體進(jìn)行沖擊，這種沖擊力與地震波相似，能夠?qū)Φ刭|(zhì)深層土體進(jìn)行打擊且傳播，所以才能保障告訴公路地基的密實(shí)度[2]。

1.2.2 沖擊力強(qiáng)大

根據(jù)普遍案例了解到，在沖擊碾壓技術(shù)中，其應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生的沖擊力大致范圍為15～30kj，由此可見沖擊碾壓技術(shù)的沖擊強(qiáng)大。在強(qiáng)大的沖擊力之下，結(jié)合其沖擊波形，不但可保障地基深處土體被夯實(shí)，同時(shí)在存在土石填料的前提下，還能使得填料被壓實(shí)至彈性狀態(tài)，此狀態(tài)具有良好的穩(wěn)定性，可以有效提高工程質(zhì)量。

1.2.3 碾壓效率高

介于上述兩個(gè)特點(diǎn)，在某種角度上已經(jīng)可以看出沖擊碾壓技術(shù)的效率，那么相較于傳統(tǒng)碾壓技術(shù)，沖擊碾壓技術(shù)在效率上有著明顯的優(yōu)勢。舉例來說，某實(shí)驗(yàn)當(dāng)中采用30N邊形雙輪沖擊碾壓機(jī)對(duì)高速公路地基進(jìn)行了眼壓，在碾壓20遍之后，經(jīng)過檢測確認(rèn)地基強(qiáng)度已經(jīng)滿足要求，而在傳統(tǒng)碾壓技術(shù)之下，要達(dá)到相同效果，至少需要碾壓50遍。

2、沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 準(zhǔn)備工作

準(zhǔn)備工作主要分為兩個(gè)步驟，即場地與材料處理、地質(zhì)勘察，具體內(nèi)容如下文所述。

2.1.1 場地清理與設(shè)備檢查

如果在沖擊碾壓工作當(dāng)中，其場地內(nèi)存在雜物，勢必導(dǎo)致沖擊碾壓行動(dòng)不便、地基土體受力不均等，所以在施工之前要對(duì)場地內(nèi)的雜物進(jìn)行清理；為了保障沖擊碾壓技術(shù)使用順利，在施工之前有必要對(duì)所有的設(shè)備進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)異常需要盡快確認(rèn)，當(dāng)故障在短時(shí)間內(nèi)無法恢復(fù)，則需要采用其他設(shè)備來應(yīng)用，同時(shí)將故障設(shè)備送檢維修，不可出現(xiàn)強(qiáng)行使用故障設(shè)備進(jìn)行工作的情況。

2.1.2 地質(zhì)勘察

為了確保沖擊碾壓技術(shù)能夠順利開展，需要進(jìn)行地質(zhì)勘察工作。地質(zhì)勘查工作當(dāng)中，主要需確認(rèn)勘察項(xiàng)，具體包括含水量、地質(zhì)強(qiáng)度等，勘察完成之后將數(shù)據(jù)保存用于檢查之后的施工效果。

2.2 技術(shù)實(shí)施

(1）在大規(guī)模沖擊碾壓前，先進(jìn)行100米試驗(yàn)段施工，統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)段的填筑高度、填料類型、沖擊方式、沖擊遍數(shù)及沖碾前后指標(biāo)的變化情況。

(2)測點(diǎn)布置：每20m一個(gè)橫斷面，每個(gè)橫斷面布置3個(gè)測點(diǎn)，分別在路基中線及距左、右邊線1m處。

(3)試驗(yàn)段沖擊20遍以上，沖擊碾壓10、15、25遍后，進(jìn)行高程測量和壓實(shí)度檢測，匯總各種檢測數(shù)據(jù)，按照設(shè)計(jì)要求平均下沉量5～7cm，視為合格。

通過施工現(xiàn)場對(duì)此進(jìn)行分析，沖擊碾壓設(shè)備選擇了質(zhì)量15.6t、靜態(tài)勢能25kJ、壓實(shí)寬度為2×100mm的雙輪沖擊壓路機(jī)進(jìn)行施工，要求施工人員以10～15km/h的速度進(jìn)行施工，并對(duì)地基進(jìn)行沖擊碾壓，保障有效壓實(shí)深度達(dá)5.0m?，F(xiàn)場沖擊20遍即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。由于高填路基沖擊完成后，還是有發(fā)生不均勻沉降的可能性，造成路面沉降開裂。按照業(yè)主咨詢專家意見在路床周圍鋪設(shè)2層土工格柵，現(xiàn)場根據(jù)實(shí)際情況，將兩層單向土工格柵按照豎向間距半米的方式鋪設(shè)在路面設(shè)計(jì)高程下的2米的位置。圖1實(shí)例沖擊碾壓設(shè)計(jì)圖。

圖1 實(shí)例沖擊碾壓設(shè)計(jì)圖

結(jié)語：

本文主要分析了沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用要點(diǎn)，分析分為兩個(gè)部分，其中第一部分主要介紹了沖擊碾壓技術(shù)原理與特點(diǎn)，同時(shí)將此項(xiàng)技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)簡單比較，說明沖擊碾壓技術(shù)具有較大優(yōu)勢；第二部分結(jié)合相關(guān)理論與普遍案例，了解了沖擊碾壓技術(shù)的準(zhǔn)備工作與技術(shù)實(shí)施的常規(guī)要求。