有关公路路基施工中冲击碾压技术应用的研究 (1)

有关公路路基施工中冲击碾压技术应用的研究 摘要 所谓的冲击碾压就是利用一定强度的冲击力对土体进行压实操作 土 体在冲击碾压下其内的空气和水分会被迫排出 土体中的颗粒重新密集排列 颗粒之间的缝隙被填实 这种冲击碾压会形成土体的再次沉降 使得土体的夯 实密度大幅度的增加 这不仅能使路基承载力得到提高 还能有效地降低了公 路施工完成后的路基的再次沉降 本文就某一公路路基的施工 对冲击碾压技 术的应用做了具体的阐述 关键词 公路路基 冲击碾压技术 碾压速度 1 前言 路基 subgrade substructure 指的是依照线路的位置以及一定规范要求填 筑或者是开挖所形成的结构 这一结构能直接支承路面的承重 是公路以及铁 路的最基础部分 路基的修筑一般使用的是土或者是岩石材料 它长时间的承 受着本身以及路面铺设材料的双重压力 并且还要负载着路面行车的重量 因 此路基的构建不仅关系着公路本身的强度以及耐久性 还关系着路面行车的舒 适度 是公路的铺设过程中极其重要的施工环节 冲击碾压技术在公路路基施 工中的应用 不仅大大的提高了路基的强度以及耐久性 还有效的降低了施工 后再次沉降的风险 因此这一技术被广泛的应用在公路路基的施工中 2 冲击碾压技术的概述 冲击碾压作为最新的岩土压实技术因此得到了广泛的应用 所谓的冲击碾 压技术就是利用压路机牵引多边形的滚轮滚动对路面进行作业 其工作原理就 是多边形在滚动时其每一个面在接触地面时会有一个落差 这一落差就使得多 边形的滚轮对路基路面的土石材料进行不断的冲击碾压作业 当前进行压实作 业所使用的压路机最常见的是三边形双轮冲击压路机 这一压路机的最主要的 特性是压路机的两个轮子净重 12000kg 施工作业时最佳的行驶速度是每小时 12 公里 能对地面产生的压力 这种持续的并且具有周期性 66 2 102 5 10 N 的高能冲击地面 使得地基土体颗粒之间的密实度得到增加 地面得到有效的 夯实 这种压路机比振动压路机的压实效果更好 压实度能够到达 0 9 以上 冲击碾压下的土石材料的弹性效果更好 路基路面更稳定性能更好 3 冲击碾压技术的机理 我们在上文中提到冲击碾压是由压路机带动不规则的非圆形的滚轮对路基 路面进行压实作业 由于带动的滚轮是不规则的所以其中心位置在滚动时将会 处于不同的位置 因此此时的势能在每一个位置也会不同 滚轮转动时势能会 转化为动能 就会对路基的土体进行有效的夯实 压路机又将动能转化为势能 这种动能与势能的交替变化就造成了压实机对土体颗粒的持续性周期性的静压 搓揉以及连续性的冲击 冲击会产生强大的冲击波 这种冲击波不断地向下传 播 使得路基土体原本的颗粒被打散 并且重新排列 这种排列使得原本的颗 粒间隙减小 路基的密实度大大的增加 冲击碾压技术是一种新型的公路路基施工技术 其施工原理就是如上文所 述 这种压实的方法有两大特点这种冲击不仅能够对路面进行压实 还能够对 路面进行部分的重夯 冲击碾压使得土体的密实度得到大大的改善 其施工工 艺以及施工技术也得到了很大的提高 我们从具体的施工中 可以知道 经过了 冲击碾压后的路基能使得其施工后的沉降大大的减小 保证了路基的施工质量 以及路面的稳定可靠 4 施工方案 4 1 项目简介 某市的国道线路工程是省级重点项目 该段线路是一级公路 公路长达 20 公里 路基的高度将近 4m 该工程的投资项目是在 2010 年下达的 工程要求 本年度一月份开工 8 月底就要完成通车 从上面的要求我们可以看出 该工程的工期相当紧 因此若是使路基自然 沉降 要在 8 月底完成施工肯定是难以实现的 为了避免路基过早的遭到破坏 减小路基土体颗粒之间的间隙 提高路基的承载能力 降低工后的沉降几率 必须对该段路的路基进行冲击碾压来弥补自然沉降所达不到的要求 这样就是 说在使用压路机对路基铺设石料进行碾压后 再使用冲击压路机对路基压实 2 从而补足压路机所达不到的条件 提高路基的整体强度 进一步增强路面的承 载能力 下面对具体的施工方案作了详细的介绍 施工流程如下图所示 准备工作 继续冲击碾压 确定冲击范围 整平整形 冲击碾压 震动碾压密实 中间监测 检查验收 4 1 施公前的准备工作 对于桥头高填方段施工 对该路段的施工需要按照要求指标对顶面 15cm 左 右进行整平操作 对于填方段的施工 对于这一路段的施工其填土的厚度一般是在 0 8 1m 左 右 并用推土机对该段进行整平操作 并且还要对其进行放线测量 确定具体 的位置以及标高 施工中对于施工设备的准备是在施工前准备两台冲击压路机 以及两台装 载机 并且还要在每隔三到四个工作面上提前准备一台平地机 推土机以及洒 水车 4 2 机械指标的设置 4 2 1 碾压速度 一般情况下 冲击压路机碾压的速度将会影响到碾压的效果 如果碾压的 速度过高 冲击压路机的碾轮对于路基土体的形变还没有完全的固定 压路机 的对于路基的作用力就已经消失 一旦压力消失这种形变也就可能恢复到原来 的状态 因此压实就达不到所期的要求 但是 如果碾压的速度过低 则会影 响到施工的效率 大大的延误工期 从大量的施工实践中我们可以得出冲击压 路机的最为有效的速度应该控制在每小时三到六千米 3 4 2 2 碾压遍数 冲击压路机在施工工艺上与现今的压路机有着很大的不同 先进的压路机 的施工方法是半轮或者是重叠碾压 而冲击压路机是在这基础上做了改进 冲 击压路机使用的是双轮碾压 冲压路机每一个轮的宽度是 90cm 两轮的间隔是 117cm 冲击碾压的跨度达到四米 碾压时要碾压两次才能将路面碾压完一遍 每一遍的第二次碾压的是第一次碾压的两轮间距之间的没有碾压的部分 理论 上冲击碾压两边所留的间隙是 13cm 第二遍的碾压要将第一遍时没有碾压到的 间隙全部碾压 要达到这样的要求所需要做的是压路机的两个滚轮向内移动 20cm 第三遍时就要重复到第一遍的位置 如此反复碾压 直到达到所要求的 碾压效果 冲击碾压时 每碾压五遍就要进行交换作业 一般的碾压要就不同 的土石颗粒选择不同的碾压遍数 但也就是 20 40 遍 这样做可以使得路基得 到均匀的加固层 其厚度一般是 100 150cm 1 因此 碾压遍数的选择也必须要控制在最佳值 碾压的遍数过少就不会达 到我们所要求的压实度 如果碾压的遍数过多 此时会有一个相当好的压实度 但是必然会影响施工效率 这种情况也是不适用的 在大量的施工中我们可以 知道 对于冲击压路机一般选择 20 遍为最佳的碾压遍数 4 2 3 碾压方式 对于碾压方式选择我们也必须要高度的重视 因为它主要关系到施工的工 序 因此也一定会影响到路基的压实效果 主要指碾压工序的编排 它对压实 效果有较明显的影响 因此碾压的工序一般是先对土壤做一定的压实 当路基 有一定的承载能力后 在使用冲击压路机压实 5 施工后的质量控制 5 1 合理选用机型 就我国目前的现状来说 冲击压路机的种类有很多种 型号上也会有着区 别 因此选择压路机关系到路基的压实效果 如果压路机选择不当 压实度很 难以达到于近期的要求 我们一般使用的冲击压路机有 25KJ 的三边形双轮的冲 击压路机以及 25KJ 的五边形双轮冲击压路机 就前者来说 其一般适用于路堤 路床的检验性补压以及常见的填石路堤的分层压实路段 后者所使用的范围是 水泥路面改建路段和土质路堤分层压实路段 5 2 冲击碾压的含水量范围 因为冲击压路机滚轮的势能与动能的交替转变 因此 冲击压路机具有较 高的压实功能 相当于对于路基路面的超重型的夯实 这种超重型的夯实能将 路基土壤中的含水量控制在最佳的范围 这一范围是小于最佳范围扩大而大于 最佳范围不再扩大 因此 对于土壤中的含水量要以具体的塑性指数为基准 因此路基土壤的粘稠度要控制在小于 1 1 1 2 如果不这样土体在较大的冲压 下回形成弹簧土 压实度也不会达到要求的指标 5 3 安全距离 冲击压路机的碾压要控制在一定的范围之下 这样做可以有效地额避免路 基的构造物遭到破坏 因此冲击压路机与构造物之间的安全距离一般选择在 1m 以上 4 5 4 冲击碾压技术的科学应用 当对路基的基底进行碾压施工时 判断能否进行冲击碾压操作的根据就是 路基土体的性质以及土体的含水量 在对非软弱土的地基进行施工前需要确定 施工的遍数以及沉降量 这一要求就需要在冲击碾压前要好试验工作 以保证 路基的压实度在百分之九十以上 这样做还能有效的避免出现弹簧土以及振动 液化现象 最适合使用冲击碾压技术的路基是黏性土 砂砾以及土石混合料的 路基 但是砂型土质的路基使用冲击碾压技术就十分的不适合 6 结语 我们从大量的工程实践中可以看出 公路路基施工中合理的使用冲击碾压 技术 不仅会保证路基的强度以及稳定性 降低工后再次沉降的风险 还能够 有效的提高路基夯实的质量 增强了后期路面的耐久性 同时冲击碾压施工技 术还能缩短公路施工的时间 降低工程的投资 因此这一技术将会得到大