冲击碾压技术在高速公路施工中的应用探讨.doc

冲击碾压技术在高速公路施工中的应用探讨摘要：本文首先介绍了冲击碾压技术在高速公路施工中应用的巨大意义，然后重点分析了冲击碾压技术在高速公路施工中的应用过程。关键词：冲击碾压技术；高速公路施工；应用中图分类号： u412.36+6 文献标识码： a 文章编号：传统振动式压实设备具有高频低振幅的特点，而冲击碾压则属于低频高振幅，一般每秒2击，落距约为1020cm，冲击能量则可达1530kj，压实过程中机械所产生的低频大振幅冲击波可向深层地下进行传播而形成地震波的特性，该机械将冲击服压能量，并可实现将转动轮惯性所产生的能量及压实轮水平运动所产生的动能相结合，以对地面产生势能和动能的联合冲击作用，因此可对地面起到强夯与振击的双重作用。1冲击碾压技术在高速公路施工中应用意义1.1能量大，深度深数据显示，在某高速公路窖渣、沙砾路基上面经25n的三边形双轮冲击压路机以12km/h的速度冲碾30遍后对25m深的部位也可产生明显的压实效果，所产生的冲击功能可超过重型击实功并可使地下深层土体的密度大幅增加，同现有振动压实效果比较具备更好的压实工效，施工后被冲压土体更接近于弹性状态，因此可在一定程度上克服传统土石路基隐患的技术优势。1.2压实效果好，施工速度快资料显示各种类型的路基经过冲击碾压后在不同深度范围内均可产生不同程度的压实度，因此增强了路基的水稳性，试验表明影响深度内湿陷性样品的检出率可大幅度降低，并且其饱和前后的压缩性指标变幅大幅减小；并且土工试验结果显示大部分碾压路段路基回弹模量大幅增大，弯沉值大幅减小，此即表明冲击碾压后的路基强度及其承载力可大大提高，弯沉变形可得到明显改善；在其施工后的影响深度内其压缩模量增大，压缩性降低，碾压过程中压沉量随遍数增加而增加，碾压后孔隙体积同最大干密度计算的孔隙体积间存在明显的差距，并且其路基工后沉降也得到明显改善，并且可形成对原有路基饱水软弱带分布位置的检验作用，可在施工中随时发现软弱带以便于随时进行挖换填及压实，因此可保证压实效果和路基的整体均匀性。1.3对填料含水量要求放宽土体内含水量对冲击压实效果有明显影响，并可导致在冲压后出现弹簧现象而降低冲压效果，而冲击碾压技术对南部地区液限较高的土体含水量的要求则相对较宽，资料显示，在某高速公路进行增强补压时当土体含水量达2030%时的冲击碾压效果也很好。一般而言土体液限越低，其含水量范围则要求越窄，对其控制则越严格，相对而言冲击碾压机械对填料含水量要求则相对较宽。1.4具有检测性冲击碾压机械可使地基表面受力均匀并可达到一个较高的应力水平，因此施工中较易发现碾压地段的不均匀沉降及缺陷，该种碾压方式可在常规压实机械碾压过厚的路基进行增强补压并可随时检测路基的沉降量，因此可更为确切的获知原路基的压实质量，该种覆盖式的检测方式的检测结果是其他任何检测手段所不可比拟的。1.5减少工后沉降试验及施工检测显示，路基在达到规范要求的压实度时其工后沉降一般在0.4左右，一般斜坡路段的断面沉降量会存在较大差异，若路堤压实层厚度与填料不均匀或施工过程中压实不足或均匀性较差或土体受到土石自重压密变形则会形成拉伸与压缩应变区域，因此可增大差异沉降，若临近两点的沉降梯度超过0.6则可能产生变形裂缝。经验表明高填方路堤采用冲击碾压施工技术可使工后沉降率接近0.10.15，并可较好的避免差异沉降所引发的裂缝。2冲击碾压技术在高速公路施工中的应用2.1施工机械指标设置分析（1）碾压速度。通常情况下碾压速度在一定范围内与碾压效果成反比关系，碾压速度变快则其压实效果变差，由于在碾压过程中碾轮速度过快则部分土体在碾轮作用下产生的变形尚未来得及转变为完全的塑性变形时应力一旦去除则该部分变形可能恢复，将导致压实效果变差，若碾压速度过慢则会导致整个压实工作效率降低。（2）在压实施工中疏松土体随碾压遍数增加其压实度也随之增加，但当压实度达到某限值则随碾压遍数增大土体的压实度变化很小甚至不发生变化，此即证明在该吨位、该作用方式的施工条件下对土体的压实效果已经达到极限水平，靠增加碾压遍数来提高压实度已徒劳无益，并且过多的碾压遍数职能降低整个压实工作的生产率，该种状况下只有靠提高压路机吨位或其他方式来提高压实度；但碾压遍数过少则土体压实度会降低，碾压遍数多则虽压实度较好，但整个压实生产率会降低，因此施工中应结合实际施工机械和土质决定具体碾压遍数。（3）铺层厚度。在施工中，必须根据具体施工情况和设备情况，选择合适的铺层厚度，使压实效果和经济效果均比较满意。普通压路机的碾压层虚铺厚度一般控制在2530mm左右、压实厚度控制在20mm以内，凸块式羊足碾虚铺厚度为50mm左右，而冲击压路机的虚铺厚度一般控制在100-120mm，实际的冲击碾压影响厚度在100150mm，通过施工实际验证：冲击式压路机生产冲击碾压厚度控制在80100mm较为适宜。（4）碾压方式。碾压方式主要指碾压工序的编排，它对压实效果有较明显的影响，目前我们采用的是“前轻后重，先慢后快由弱振到强振”的原则，在被压土壤具有一定的承载力后，再使用振动压实，每次碾压应重叠1/3l/2轮宽，保证压实的均匀性，对于振动压路机，在操作上还应遵循先起步、后起振及先停振、后停机的操作规程。2.2施工主要技术在进行试验段路基施工中，作者参照了路基常规施工工艺；过去多用静碾压路机、大吨位的自行式振动压路机或拖式振动压路机(也可用冲击式压路机)及轮胎式压路机，松铺厚度视不同的土壤有所变化，一般对于高速和一级公路大约在20-30cm左右，上路床的压实度率96。碾压时，一般遵循“先轻后重、先慢后快、由弱振之强振”的原则，即用轻型压路机6t-8t的光钢轮静碾压路机碾压12遍，使松铺土层有一基本的承压能力。根据填料情况，也可用8t12t的静碾压路机进行初压，再用振动压路机进行压实，同质量的振动压路机比光轮静碾压路机压实有效深度大1.5-2.5倍。振动力应由弱到强，并与静碾穿插进行直到达到要求的压实度，再用轮胎压路机进行封层碾压(或称终压)，消除振动压路机带来的表面不平整和裂纹，使密实度进一步提高。碾压时横向接头的轮迹应有一部分重叠。对振动压路机一般重叠40-50cm，对三轮光轮压路机一般重叠1/2后轮宽，前后相邻两区段也是纵向重叠11.5m，做到无漏压、无死角和确保碾压均匀。碾压作业速度对压实质量有一定的影响，行驶过快，碾压轮与土壤的接触时间过短，压实效果较差；行使过慢，压实生产率太低。一般静碾压路机最佳作业速度在2-5km/h，振动压路机在3-6km/h，对于非圆形滚轮冲击压路机，它具有和常规压路机不同的压实工艺，不采用现有压路机压半轮或部分重叠碾压的施工方法，而是按冲击力向土体深层扩散分布的性状，提出新的冲击碾压方法与施工工艺。2.3施工质量控制措施（1）合理选用机型：目前国内生产冲击压路机型号/类别繁多，使用不当，很难达到预期的目的；对于路堤、路床的检验性补压与填石、土石混填路堤的分层压实，经全国现有的工程实践证明，宜采用25kj三边型双轮冲击压路机。对水泥路面改建与土质路堤的分层压实，宜采用25kj五边形双轮冲击压路机。（2）用冲击压路机进行冲击碾压，因机械调头范围较大，应尽可能在路基形成较长的连续冲击碾压段进行，不但可以提高冲击碾压效率，也可避免因过多的“接头”而影响路基的整体均匀性。（3）因冲击压路机的冲击能量大，路表50mm范围的土体含水量对冲击碾压效果影响较大。含水量过大时，容易形成弹簧、翻浆等，故需严格控制路表以下50mm内的含水量。另外当土体表面含水量较大时，易形成表面推移，与下部土体产生脱离现象。因此，雨后或表面含水量较大时应采取晾晒或其它措施降低表面含水量，不宜直接用冲击压路机进行冲击碾压施工。（4）冲击压路机冲击碾压过程中，为避免结构物遭到损坏，距结构物10m范围内禁止用冲击压路机冲击碾压；同时还要控制构造物的安全距离：冲击压路机的轮边与构造物应有1m的安全距离，桥涵构造物上填土厚度不少于2.5m。结语冲击压路机冲击碾压路基是一种新工艺、新技术，该工艺适用范围广，合理采用冲击碾压工艺，是提高路基强度、减少路基的工后沉降、早期发现并避免路基薄弱环节的有效措施。对提高道路的使用质量，延长路面使用寿命，适应现代高速公路通行要求，不