冲击碾压技术在高速公路施工中的应用研究
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冲击碾压技术在高速公路施工中的应用研究
文/江西赣东路桥建设集团有限公司 黄振华 梅湛璆
0 引言随着我国整体经济的不断提高,我国交通运输事业也得到了极大的发展,很好的满足了人们的行车需求。目前我国高速公路总里程位居世界第一位,针对于高速公路,路基结构占据着重要的作用,路基的质量直接影响着高速公路工程整体质量[1]。目前,冲击碾压施工技术在高速公路施工中日益广泛,尤其是当高速公路遭遇滑坡、土体推移、土质松软问题时,为了延长公路使用寿命,提高高速公路的整体经济效益,往往会选择采用冲击碾压技术。本文依据实际工程,首先介绍了冲击碾压技术的施工原理以及特点,重点阐述了冲击碾压施工技术施工工艺,其中包括地基检测及测量放样、路基填土及整平等过程,并在具体工程中进行了应用。
1 工程概况某高速公路项目全线长32.66km,双向四车道,设计行车速度为100km/h,路面宽度为28m,其中路基宽度为26m。该高速公路路基工程所处于丘陵地带,其地势地形起伏较大,工程项目的总路基挖方量为200万m3,总填方量为269万m3,路基和路堤的总填筑高度为6.2m。经研究决定采用冲击碾压施工进行进行路基施工,并在施工前选择路段K12+400~K12+600作为冲击碾压试验路段,以得到各项最佳施工参数,该试验路段主要为高填方路段,平均填土高度为5.8m,最大填土高度为9.2m。
2 冲击碾压技术原理及特点在现阶段高速公路路基施工过程中,冲击碾压技术应用较为广泛,采用该技术可以有效提高路基施工质量和效率。冲击碾压技术其施工原理主要为采用瓣状凸轮制造的冲击作用力对公路路基进行压实处理,冲击碾压设备的瓣状凸轮如图1所示。应用冲击碾压机械设备提高公路路基的压实度,以确保公路路基的稳定性和坚实度,在较大的冲击作用力下压实路基内部结构,将路基内部空气排出,内部的细小颗粒在较大冲击碾压力作用下相互紧凑挤压,实现路基内部填料的压实[2]。冲击碾压技术相对于传统路基碾压技术其施工进程更快,路基自身破坏受损率更低,且可以更大程度的提高路基承载能力,以保证公路路基的整体稳定性。
图1 瓣状凸轮示意图冲击碾压技术具有低频率、高振幅、能量大、效率高等特点。所用的冲击式压路机其碾压频率较低,可有效提高路基碾压质量,提高路基完整度,避免公路路基失稳情况发生。冲击式压力机的能量越高,其压实效果更为显著,可更好解决路基变形、沉降问题。冲击式压实机的型号、性能、功率、大小均存在巨大差异,设备性能较好的冲击式压路机可以更好的应用于各种不同类型的路基结构中,再通过反复快速的碾压施工,可增大公路路基的碾压效果。常用的冲击碾压机如图2所示。
图2 冲击碾压机摘要:为研究高速公路路基冲击碾压施工技术。本文依据实际工程,介绍了冲击碾压技术的施工原理以及特点,重点阐述了冲击碾压施工技术,通过对试验路段路基的压实度和沉降量进行检测。研究结果表明,采用冲击碾压施工技术可以有效提高路基的质量和稳定性,可为同类工程提供参考。关键字:高速公路;路基;冲击碾压NO.4 / AUGUST . 2020交通建设与管理 影响有影响的人
3 高速公路冲击碾压路基施工应用3.1 施工工艺(1)施工准备工作公路路基采用冲击碾压施工前,施工技术人员应提前清理施工路段,相关人员应及时将路面杂草、垃圾清出场外,以保证施工路段的清洁程度。调试好各项施工设备,提高机械设备的施工效率,并将各松散的路段表层土体压实处理,为后续冲击碾压工作提供夯实基础。控制公路路基施工路段的含水量,在相应地方加设固定排水口,以免过多水分影响正常施工进程,及时对含硫量进行检测,保证冲击碾压施工的效率[3]。在施工过程中技术人员需要严格按照施工设计规范和要求进行施工处理,尽量减少施工失误。冲击施工完成同样需要做好管理工作,施工技术人员及时检查管线质量,同时加强养护施工后期工作,检测公路路基的平整度,发现问题应及时上报并改进。(2)地基检测及测量放样施工准备工作完成后,施工技术人员采用击实的方式对路段进行压实试验,以提高公路路基的使用寿命,施工监理人员需做好整场施工监督工作,以确保施工的完成度。在进行施工时,首先应对路基结构表面的含水量进行检测,同时对松土的加铺厚度进行检测,并提前调试好冲击压实设备。检测工作结束后,采用人机结合的方式进行施工作业,合理控制偏差,以确保实际施工效果和设计方案一致。加强对施工家技术人员专业技术和安全意识的培训。一次碾压施工完成后,施工技术人员对路基的压实度和沉降情况进行验收,详细记录各项试验数据参数,根据试验分析结果提出具有针对性的处理措施,减少后期停机、停工情况的发生。将冲击式压路机的施工速度控制在4~6km/h范围内,合理控制电压次数,确保公路路基压实度在90%之上,控制碾压次数不得过高或过低,以免影响最终施工效果。(3)路基填土及整平以上施工工序完成后,即开始对公路路基进行填土和整平处理。填土施工前设置好施工方格网,按照施工规范设计完善路基填筑宽度,并留出1~3m的预留宽度,避免在碾压过程中出现两侧扩散问题,检测填筑路基以下20cm土体的含水量,确保含水量在8%以下。进行施工场地整平施工时,施工技术人员及时清理表层杂物,并对表面进行初次碾压。准备施工机械设备进出通道,排出路基地表水,在施工区域附件加设专门的排水设施,确保施工场地的积水可顺利排出,避免出现过多积水情况。(4)冲击碾压施工进行正式的冲击碾压施工时,施工技术人员应严格按照施工规范流程进行施工处理,加强控制冲击式压路机的压力机功率,在碾压施工过程中保证施工路段中心线两侧对齐,对路基路肩边缘1m范围内进行逐步控制,将碾压速率控制在9~14km/h范围内,压路机的错轮间横向距离控制在35cm左右,纵向距离控制为周长的1/6左右[4]。每五次碾压施工为一施工周期,施工周期结束后进行错轮转换处理,极大程度的提高施工碾压质量。压路机在施工过程中施工技术人员需要保持其操作的稳定性,不得加减速过急,造成公路路基冲击碾压不均匀现象。3.2 冲击碾压路基质量控制本项目采用冲击碾压施工技术进行公路路基施工,施工完毕后,对施工路段的沉降量和压实度进行检测。在施工试验路段选取代表性的位置每20m为一端面,共选取15个质量检测断面进行检测,每一端面设置3个检测点,共计45个检测点,经过15~20遍冲击碾压下检测点的最大沉降量为4mm,最小沉降量为0mm,满足规范要求;在施工路段选取代表性的位置平均选取10个检测点检测路面压实度,其检测结果分别为94.0%、93.5%、95.0%、93.5%、92.0%、92.5%、93.6%、95.5%、93.9%、95.2%,均满足施工规范要求。综上所述,采用冲击碾压施工技术后公路路基的沉降量和压实度均满足规范要求,公路路基的稳定性和整体质量得到有效提高。
4 结语本文依据实际工程,首先介绍了冲击碾压技术的施工原理以及特点,相比于传统路基施工技术,冲击碾压施工技术具有低频率、高振幅、能量大、效率高等特点;重点阐述了冲击碾压施工技术施工工艺,其中包括地基检测及测量放样、路基填土及整平等过程;最后通过检测试验路段路基的压实度和沉降量对路基施工质量进行检测。研究结果表明,采用冲击碾压施工技术可以有效提高路基的质量和稳定性,具有良好的可行性和实用性。
参考文献[1] 陈忠清,朱文韬,吕越,黄曼,李明东.砂土地基冲击碾压加固效果影响因素的试验研究[J].水文地质工程地质,2020,47(03):128-134.[2] 宋修广,李进,于一凡,李新蔚,张宏博.冲击碾压法快速处置粉土路基的应用研究[J].建筑科学与工程学报,2017,34(02):41-47.[3] 陈忠清,吕越.冲击碾压技术在浅层地基处理中的应用[J].科技通报,2017,33(01):190-194.[4] 赵敏,厉广广,王宇.冲击碾压法在路基增强补压中的应用与参数优化[J].铁道建筑,2016(09):100-103.