公路路基施工沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用探究

文 / 山東省單縣湖西路橋建筑有限公司 張鵬

公路是我國(guó)重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，承擔(dān)著推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、帶動(dòng)地方發(fā)展的重要作用，因此務(wù)必要加強(qiáng)公路建設(shè)質(zhì)量。公路路基質(zhì)量是保證公路穩(wěn)定使用的關(guān)鍵，為保證公路路基質(zhì)量，避免路基軟弱、公路塌陷等問(wèn)題，就需提升路基強(qiáng)度，增強(qiáng)其承載力。沖擊碾壓技術(shù)就是基于這一角度所研發(fā)的公路施工工藝，以下就從公路路基沖擊碾壓施工技術(shù)的技術(shù)原理入手，在此基礎(chǔ)上探討了公路路基工程沖擊碾壓施工技術(shù)的應(yīng)用，以及質(zhì)量控制要點(diǎn)，希望能為相關(guān)工作領(lǐng)域從業(yè)者提供參考。

引言

路基是公路工程中的重要基礎(chǔ)部分，如果路基施工環(huán)節(jié)沒(méi)有處理好，勢(shì)必會(huì)對(duì)后續(xù)施工以及竣工后的使用質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。路基沖擊碾壓是以壓實(shí)路基、增強(qiáng)路基強(qiáng)度為目的的施工技術(shù)，現(xiàn)已被多地公路工程項(xiàng)目所引入，并取得了比較明顯的施工效果，對(duì)提升公路的穩(wěn)定性、使用的安全性等都發(fā)揮了積極的作用。

公路路基沖擊碾壓技術(shù)的技術(shù)原理

沖擊碾壓施工就是利用壓實(shí)輪的沖擊力對(duì)路基進(jìn)行反復(fù)碾壓操作，提升公路路基土體的密實(shí)度，消除土石縫隙，排除土石中的水分及空氣，從而有效壓實(shí)路基、增強(qiáng)路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

沖擊壓路機(jī)的壓實(shí)輪具有很大的自重，通?？稍?0t以上，且壓實(shí)輪的落距也比較高，沖擊碾壓機(jī)的壓實(shí)輪形態(tài)也不是規(guī)則規(guī)則的圓。在這種大自重、高落距以及不規(guī)則形態(tài)的作用下，可形成超過(guò)20kJ的巨大沖擊力，適用于各類土質(zhì)路基，通過(guò)低頻高振幅反的復(fù)碾壓將沖擊力施加給路基土體，形成從上至下的巨大沖擊能量，這樣不僅能夠有效壓實(shí)路基表面的土地，還能夠使路基深層土體也得到有效壓實(shí)，徹底將深層土石中的空氣及水分排出，為后續(xù)施工以及竣工后的使用都帶來(lái)了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。

對(duì)于路基強(qiáng)度要求高、路基填土高度超過(guò)1.5m，以及選用砂性土等縫隙較大的填筑材料，都建議采用沖擊碾壓技術(shù)進(jìn)行路基壓實(shí)補(bǔ)強(qiáng)。

實(shí)際上沖擊碾壓和常規(guī)壓實(shí)施工的原理本質(zhì)是相同的，都是在壓實(shí)機(jī)運(yùn)動(dòng)下使壓實(shí)輪的垂直振動(dòng)和橫向運(yùn)動(dòng)共同作用在土體上，達(dá)到壓實(shí)效果。但是沖擊碾壓機(jī)的壓實(shí)輪并不是規(guī)則的圓形，而是三瓣、四瓣甚至五瓣的花瓣式幾何形，加上其巨大的壓實(shí)輪自重和較快的壓實(shí)速度，使壓實(shí)輪每運(yùn)動(dòng)一周，都會(huì)形成三次、四次、五次的垂直振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)壓實(shí)、強(qiáng)夯于一身。但是由于沖擊壓實(shí)輪特殊的形態(tài)，每次沖擊碾壓都會(huì)有沒(méi)有被碾壓到的部分，這就需要增加碾壓次數(shù)。

比如普通壓實(shí)機(jī)如果碾壓3次，那么沖擊碾壓至少要碾壓20次，這樣才能確保路基每個(gè)部分都得到?jīng)_擊碾壓。無(wú)論使后填土路基還是原土路基，沖擊碾壓的次數(shù)不能低于6次，且在6次碾壓后灑水，等水分滲到土層中，并平整地面，快速檢測(cè)路基的壓實(shí)度以及沉降情況，重新設(shè)置沉降標(biāo)，再繼續(xù)接下來(lái)的沖擊碾壓。

公路路基施工沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用

準(zhǔn)備階段

確定工程選擇沖擊碾壓施工技術(shù)后，在正式施工事前需要做好相關(guān)準(zhǔn)備，保證后續(xù)的沖擊碾壓施工能夠穩(wěn)步有序開展，具體需要從以下幾個(gè)方面入手：

①首先對(duì)需要沖擊碾壓的公路段進(jìn)行路面清理，確保路基的路面干凈，如果有溝壑、水井等，需要進(jìn)行填平，避免對(duì)沖擊碾壓帶來(lái)不利影響。此外，每經(jīng)過(guò)6次沖擊碾壓后也需要進(jìn)行路面清理。還需要收集關(guān)于地下管線的相關(guān)信息，施工時(shí)避免對(duì)地下管線造成破壞。

②在施工現(xiàn)場(chǎng)清理結(jié)束之后，需要先對(duì)路面表層土進(jìn)行壓實(shí)處理，并設(shè)置排水口，使沖擊碾壓出來(lái)的水分能夠通過(guò)排水口排出，避免水分滯留導(dǎo)致路基軟弱的問(wèn)題。

③在上述工作完成后，施工人員需要開展放線測(cè)量等工作，計(jì)算沖擊碾壓的相關(guān)信息，確定碾壓的軸線、邊線等。此外還應(yīng)合理設(shè)置參數(shù)，可先對(duì)部分路段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)路基的含水量，路基強(qiáng)度等相關(guān)情況，并結(jié)合路基工程所要求的強(qiáng)度目標(biāo)，來(lái)計(jì)算沖擊碾壓的次數(shù)，明確沖擊碾壓的沉降量控制、壓實(shí)度等，這一過(guò)程需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、人力以及借助相關(guān)計(jì)算系統(tǒng)，得到最為合理相關(guān)參數(shù)，以此開展后續(xù)的沖擊碾壓施工。

沖擊碾壓施工

在上述準(zhǔn)備工作完成之后，正式開展沖擊碾壓施工。在碾壓時(shí)主要以轉(zhuǎn)圈式的碾壓形式，從路基的一端朝著另一端進(jìn)行沖擊碾壓，每碾壓6次需要清理表面并灑水處理，壓路機(jī)勻速碾壓，兩個(gè)相鄰的碾壓線路需要有大約1/2的重疊。

通常來(lái)說(shuō)，沖擊碾壓的次數(shù)增加，壓實(shí)補(bǔ)強(qiáng)的效果也就越好，兩者是呈正相關(guān)的上升關(guān)系。但如果壓實(shí)度、強(qiáng)度達(dá)到了臨界值，那么即使再多碾壓也不會(huì)再提升強(qiáng)度和壓實(shí)度了，所以為了避免無(wú)效作業(yè)，就需要在施工前做好相關(guān)參數(shù)計(jì)算，確定合理的碾壓次數(shù)。此外，為提高沖擊碾壓施工質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面控制職工質(zhì)量。

1.沖擊碾壓設(shè)備

市面上沖擊碾壓壓路機(jī)有很多種型號(hào)，不同土質(zhì)路基以及不同強(qiáng)度要求下，所采用的沖擊碾壓機(jī)型號(hào)是不同的，因此在施工之前需要結(jié)合工程實(shí)際，包括土質(zhì)情況、施工需要達(dá)到的強(qiáng)度要求等，來(lái)合理選擇機(jī)械的類型。比如對(duì)于補(bǔ)壓、土石以及填石材質(zhì)的路堤分層壓實(shí)施工，適宜選用沖擊力為25kJ的三瓣式?jīng)_擊壓路機(jī)，而對(duì)于改建水泥路面的壓路施工，建議選擇25kJ沖擊力的五瓣式?jīng)_擊壓路機(jī)?？傊?，不同施工情況的沖擊碾壓設(shè)備存在差異，具體的選擇需要結(jié)合工程的實(shí)際情況來(lái)確定。

2.沖擊碾壓施工

在施工過(guò)程中因?yàn)闆_擊碾壓的設(shè)備重量大，這種大重力設(shè)備如果速度比較快，就可能會(huì)對(duì)公路的立即結(jié)構(gòu)造成損害。所以施工時(shí)要控制碾壓的速度，通常速度最好在3km/h，最高也不能在6km/h以上。之外施工時(shí)也要科學(xué)設(shè)置碾壓的遍數(shù)。大型沖擊壓爐設(shè)備通常是雙輪碾壓，雖然每個(gè)壓路輪很寬，但是中間有一定的距離，有一部分沒(méi)有被沖擊碾壓到。

所以不能只進(jìn)行一次，為保證每個(gè)部位的受力均勻，需要結(jié)合公路質(zhì)量要求來(lái)確定，通常是碾壓10-20次才能達(dá)到最佳的加固效果。并在碾壓施工完成后，進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，強(qiáng)度、壓實(shí)度要達(dá)到設(shè)計(jì)值，如果沒(méi)有達(dá)到就需要追加沖擊碾壓施工，直到質(zhì)量驗(yàn)收合格為止。

3.控制含水量

路基中如果存在較多的含水量就會(huì)影響沖擊碾壓的施工效果，尤其是含水量很大的路基還會(huì)導(dǎo)致路基壓實(shí)彈簧現(xiàn)象以及翻漿等。所以必須要嚴(yán)格控制含水量，可增設(shè)排水管，將水分外排，如果是在陰雨天則不建議施工，應(yīng)當(dāng)要等路表上的水都被晾曬干凈再施工。

4.避免對(duì)周圍結(jié)構(gòu)物的破壞

施工不止要考慮質(zhì)量，還應(yīng)考慮安全性，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)安全事故就會(huì)影響工程進(jìn)度，帶來(lái)很多不必要的麻煩，危害工程質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益。沖擊碾壓機(jī)會(huì)帶來(lái)極大的沖擊力，如果接觸到其他構(gòu)筑物，則可能會(huì)使構(gòu)筑物發(fā)生破壞。因此施工范圍應(yīng)當(dāng)和構(gòu)筑物保持一定距離，施工現(xiàn)場(chǎng)不能有人員、車輛。壓路機(jī)的輪邊必須和構(gòu)筑物、橋涵等有至少1m的距離，這樣才能保證安全施工。

不同地基加固中的應(yīng)用

在進(jìn)行沖擊碾壓施工時(shí)需要考慮工程的特情況，不同類型工程的碾壓方式是不同的。比如是軟土路基，那么建議采用分層式的沖擊碾壓施工。如果是老舊的公路翻新補(bǔ)強(qiáng)，那么應(yīng)當(dāng)結(jié)合新公路的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)、強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，先進(jìn)行翻新、回填，再進(jìn)行沖擊碾壓施工。如果是水泥公路、瀝青公路，那么可直接進(jìn)行沖擊碾壓施工，就能夠得到理想的路基壓實(shí)加固效果，以下是幾個(gè)常見(jiàn)路基的沖擊碾壓施工應(yīng)用。

1.高填方補(bǔ)強(qiáng)的沖擊碾壓施工

對(duì)于高填方路基先通過(guò)振動(dòng)壓實(shí)機(jī)進(jìn)行壓實(shí)處理，之后通過(guò)沖擊碾壓機(jī)進(jìn)行補(bǔ)壓施工，需要有大約2m厚度的間隔。通過(guò)這種方式能夠有效避免高填方路段的沉降、開裂等問(wèn)題，提升路基的穩(wěn)定性、均勻性。并根據(jù)工程加固需要設(shè)計(jì)適宜的沖擊碾壓次數(shù)，達(dá)到預(yù)計(jì)的地基增強(qiáng)效果。

2.上路床和零填挖地段的沖擊碾壓施工

對(duì)于上路床、零填挖的公路地段，通常需要有至少95%的壓實(shí)度，這才能夠有效滿足公路的使用要求。對(duì)于此類壓實(shí)度要求的部分建議采用沖擊碾壓施工。沖擊碾壓的深度至少要有1m，這樣能夠使壓實(shí)密度均勻平穩(wěn)，滿足高密實(shí)度要求，提升路基強(qiáng)度以及承載力。

3.軟土路基加固的沖擊碾壓施工

軟土路基主要是由于路基土地的縫隙較大、含水量較多等原因所導(dǎo)致，這種路基如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)有效的加固處理，會(huì)對(duì)公路質(zhì)量產(chǎn)生極大影響。對(duì)此首先應(yīng)當(dāng)增設(shè)排水管，幫助排除水分。此外，還應(yīng)當(dāng)通過(guò)分層沖擊碾壓的方式進(jìn)行加固施工，主要是在經(jīng)排水處理的原路基上直接進(jìn)行沖擊碾壓。也可以將含水量、縫隙較大的土體挖除，換填強(qiáng)度高的新填土，再進(jìn)行沖擊碾壓施工，從而增強(qiáng)路基的強(qiáng)度，滿足工程的強(qiáng)度要求。

結(jié)語(yǔ)

綜上，公路對(duì)于交通運(yùn)行和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有重要作用，路基的施工質(zhì)量對(duì)公路整體有著重要影響，為滿足公路質(zhì)量需求，不論是新建還是舊路翻新都能夠通過(guò)沖擊碾壓施工來(lái)達(dá)到理想的效果，并且在施工前無(wú)必要根據(jù)工程實(shí)際情況設(shè)計(jì)好相關(guān)參數(shù)，施工過(guò)程中要從含水量、沖擊碾壓的次數(shù)及速度等方面做好控制，保證沖擊碾壓施工的有效應(yīng)用。