冲击压路机在吹填砂路基施工中的应用.pdf

公路交通技术2 0 0 7年 l 0月 第5期t e c h n o l o g y o f h i g h w a y a n d t r a n s p o r t o c t 2 ( k 1 7 n o 5 冲击压路机在吹填砂路基施工 中的应用 赵 海 ( 唐山市交通勘察设计院有限公司， 河北 唐山0 6 3 0 0 0 ) 摘要： 采用冲击压实技术， 在吹填砂路基建设中改善土质结构， 对路基填料进行追密压实， 不仅使路基达到压实度 的要求 ， 还可 以缩短工期 ， 提高质量 ， 取得较好 的经济 效益 。 关键词 ： 冲击压路机 ； 冲击压实 ； 吹填砂路基 ； 追密压实 文章编号： 1 0 0 9 6 4 7 7 ( 2 0 0 7 ) 0 5 0 0 1 8 0 2 中图分类号： u 4 1 6 1 文献标识码： b ap p l ic a t io n o f sh o c k ro l le r i n hy d r a u l ic f i l l s u b g r a d e co n s t r u c t io n z ha i 1 工程概 况 曹妃甸港 区疏港 公路 为一级 公路 ， 路线 全长 1 8 4 4 7 k m。该项 目路基利用吹填砂技术进行填筑 ， 吹填厚度 2 4 m， 筑堤砂料采用粉土、 粉砂和细砂。 由于施工工期紧， 路基吹填时没有进行分层碾压 ， 而 是一次吹填到路基设计标高 ， 在这样 的路基上修筑 路面很难达到规范要求。根据现场 的实际情况 ， 决 定采用冲击压实技术对吹填砂路 基进行前处理 ， 之 后再在上面填筑 2层山皮石 ， 每层厚 3 0 c m， 冲击压 实后再进行路面铺筑。 2 沿线地形、 地貌 曹妃甸为一条状沙岛 ， 走向 n es w。其南侧 为渤海深槽 ， 一2 5 m等深线距甸头约 6 o o m； 其北侧 与大陆岸线之间为大片浅没海滩 ， 即曹妃甸滩 ， 滩面 宽阔， 地势较为平坦 ， 路基穿过 的滩面高程为 +0 0 m+ 2 0 m左右， 中高潮淹没 ， 低潮出露。 3 冲击压实的技术特点 冲击压路机是一种全新 的工程压实机械 ， 它打 破了传统的圆形截面压实轮 的理念 ， 采用非 圆形双 轮滚动产生 冲击与搓揉作用相结合 的新 型压 实技 术， 将振动压实的高频率 、 低振幅改为高振幅、 低频 率， 在压实作业 中较 大地增加 了对土石方 的压实功 能。2 5 l ( j 三边 冲击压实机 的冲击功能较振 动压实 机增加 l 0倍 ， 在大马力牵引机拖拉下时速为 1 2 k m 的碾压作业( 即冲击碾每秒冲击地面 2次 ) ， 周期性 地连续冲击地面， 产生强烈的冲击波 向地下深层传 收稿 日期： 2 o 0 70 l 一2 3 播 ， 具有地震波 的传播特性 ， 使压实深度可随碾压遍 数递增 ， 并使深层填料达到密实 ， 提高路基的强度和 稳定性。该机可对 冲击对象产生 2 5 0 t 的冲击力， 影 响土石层深度达 2 5 m， 有效深度达 1 5 m。由于冲击 功能大， 对土的含水量范围要求可以扩大 ， 即使土体 的含水量不在最佳水量 2 内， 仍能达到密实程度。 4 冲击压路机的应用 4 1 冲压次数的确定 冲击式土方压实机为凸轮式冲击轮 ， 三角形的 冲击轮在纵 向错 1 6轮进行 冲压 ， 每 6次相当于圆 轮压路机压满 l 遍 ， 因此 ， 采用冲击压实机压实土时 至少是冲压 6次。在试验路段中对路基土进行 了多 达 1 0遍的冲击压实。采用瑞雷波测定 02 m路基 不同深度的压实度。其结果是 ： 冲击 1 8 次时压实度 达到顶峰， 其后压实度略有下降， 4 0次时再 出现峰 值( 上路床和下路床压实度 和冲压遍数关 系见 图 l 和图 2 ) ， 可见冲击压实机械的极限压实次数 以压密 土体 ， 不扰动其结构为准， 考虑到冲压的均匀性 ， 该 次数定为 2 0次。 l o o 9 5 、 9 o 8 5 8 0 0 6 5 q 6 2 9 6 一 8 8 9 o 6 1 2 1 8 2 4 3 o 3 6 4 j0 冲压遍数 图 l 冲压遍数与路基顶面上路床压实度关 系 维普资讯 2 0 0 7年第 5期 赵海： 冲击压路机在吹填砂路基施工中的应用 l 9 1 0 0 9 5 魁9 0 七 j ( 8 5 8 0 o 6 1 2 1 8 2 4 3 o 3 6 40 冲压遍数 图2 冲压遍数与路基顶面下路床压实度关系 4 2 具体冲碾过程 冲压前用水准仪测量高程 ( 或相对于某固定点 的读数) ， 记录第 1 组测量数据 ( 即冲碾前 的高程) ， 再用灌砂法检测所布测点的压实度， 记录第 1组试 验数据( 即冲碾前的压实度) 。注意压实度的测点应 避免与高程点重复， 此时的压实度应是测点以下 3 0 c m的数据。 冲碾时压路机从 路基两侧向中间冲压 ， 牵 引车 行驶应使压实轮 的轮迹纵 向错 1 6轮， 以保证弧形 轮中间的部分被冲碾到， 就这样一环一环地进行。 当冲击压路机冲压 1 遍后进行检测。先准确恢 复测点， 测出测点高程， 记录第 2 组测量数据( 即冲 碾第 6遍时的高程 ) 。由于路基上部约 3 0 c m厚范 围内的山皮石 已被冲碾成碎块 ， 所 以检测压实度时 应该在测量处挖掉 3 0 e m深 的表层碎石 土样 ， 再按 正常检测方法进行 ， 记录第 2组数据( 即冲碾 6遍时 压实度 ) 。然后 冲碾继续进行 ， 在 2个桩号处 ( k 0+ 3 6 0 、 k 1 +3 8 0 ) 检测并记 录冲碾第 5遍 、 第 l 0遍 、 第 l 5 遍 、 第 2 0 遍 的高程和压实度数据 ， 并将结果整理 汇总 ， 见表 1 和表 2 。 表 1 k 0 + 3 6 o 处冲压遍数和路基压实度数据 项 目 未冲碾冲 5 遍 冲 1 0 遍 冲 1 5 遍 冲 2 0 遍 + 3 6 0 左沉降量 m m 0 1 5 1 3 1 0 4 压实度， 9 1 6 9 3 8 9 4 3 9 5 8 9 7 6 + 3 6 0中沉降量 m m 0 1 6 1 5 1 0 5 压实度， 9 2 5 9 3 7 9 4 1 9 5 8 9 7 2 + 3 6 0 右沉降量 m m 0 1 4 1 2 9 3 压实度， 9 2 1 9 4 1 9 4 8 9 6 7 9 7 9 表 2 k 1 +3 8 o处冲压遍数和路基压 实度数据 项 目 未冲碾冲5 遍 冲 1 0 遍 冲 1 5 遍 冲 2 0 遍 1 + 3 8 0 左沉降量 m m 0 1 4 1 5 1 0 5 压实度， 9 2 1 9 4 3 9 5 8 9 r 7 2 9 7 8 1 + 3 8 0中沉降量 m m 0 1 3 1 5 1 1 4 压实度， 9 2 7 9 4 2 9 5 4 9 7 3 9 8 6 1 + 3 8 0 右沉降量 m m 0 1 4 1 4 1 2 5 压实度， 9 3 3 9 4 7 9 5 8 9 6 7 9 7 7 从表 1 和表 2可以看 出， 路基冲碾后可以减少 沉降量 45 5 a m， 压实度提高 5 个百分点以上。当 冲碾完成 2 0 遍时 ， 冲碾效果已较理想 。从试验效果 分析 ， 压路机的行驶速度宜控制在 1 2 k m h左右， 这 就要求填筑层要有一定的工作长度， 好让机械能达 到要求 的速度。 5 冲击压实有效深度与影响深度评价 冲击压实机以冲击波击实土体 ， 使路基在整个 横断面与纵断面范围内的土体随冲击遍数的增加而 被均匀地击实。冲压前后 的路基压实度检测结果表 明， 随着冲压遍数的增加 ， 不仅土层填土被击实 ， 而 且当冲压一定遍数后 下层压 实土也被波及而被追 密 ， 从而提高 了压 实度 。当冲压次数达到界限后路 基压实度不再增 加， 继续增加冲击遍数到一定界限 后压实度将会再次提高。 6 路基追密冲击压实综合评价 ( 1 )当填方路基压 实度达到上路床 9 5 后 ， 采 用冲击2 0 次追密压实， 经过冲击后土体已固结为坚 硬实体 ， 尤其是冲击压实有效深度达 1 5 m， 已触及 到路床下路基部分。由于其 0 8 m深压实度平均值 超百 ， 所以预估今后不会产生不均匀沉降和过大的 沉降值。 ( 2 )路基填土已达 9 5 的情况下， 依靠 自然 固 结过程 ， 其密度可提 高 1 3 ， 在 自然固结过程 中会因空隙比的变化而沉降。追密冲击压实将其相 对密度 ( 压实度) 提高平均为 1 0 3 6 。重要的是土 基压实度达到了均匀一致。 ( 3 )冲击碾压可以使吹填砂路基 的薄弱部分暴 露出来。在冲压过程中如果有水渗 出， 说明该处排 水没有到位 ， 需开挖排水再进行 回填 ， 这样可避免路 基的不均匀沉降和坑槽 的产生，