液壓夯實在G205線國道改造工程中的應用研究

蘇慶波 李 斌

(1.惠州市道路橋梁勘察設計院，廣東惠州 516001;2.貴州省質安交通工程監控檢測中心有限責任公司，貴州貴陽 550081)

0 引言

為全面提高干線公路綜合服務水平，充分發揮干線公路承上啟下的銜接作用，提升其在公路運輸體系中的地位，逐步形成以高速公路為主體的收費公路網絡和以普通公路為主體的免費公路網絡，充分體現兼顧效率與公平的原則，交通運輸部將G205線作為干線公路改造示范工程。力爭通過示范工程，踐行交通行業最新設計理念與方法，解決一些運營中影響質量、安全、暢通等突出的交通問題;示范一些交通行業在安全、環保、節約及低碳等方面的先進技術成果;努力打造出一條暢通、安全、舒適、美觀的示范樣板路，服務沿線經濟快速發展，引領“十二五”期間交通運輸部干線公路升級改造工程發展方向。

國內很多專家、學者、工程技術人員對液壓夯實在路基臺背回填、填挖交界處的應用做了很多試驗研究工作，但是在路基擴建的應用研究較少［1，2］。

在此背景下，結合G205國道惠州陳江至深圳段改建工程的實際情況，針對改建路段多為圩鎮路段，兩側居民樓房較多，而路基需向左右兩側拓寬0 m～8.5 m不等，施工場地狹窄，傳統的壓實機械無法施工，新舊路基容易產生不均勻沉降，從而在擴建的路面上產生縱向裂縫病害的問題。業主、設計、施工三方一起在沿線圩鎮段開展了液壓夯實在擴建路基中的應用研究。

1 試驗方案

1.1 液壓夯實機的工作原理

液壓夯實機是一種新型高效液壓夯實機械，該機錘重3 t，在重力和液壓力的作用下，強制下落對路基進行壓實，并在液壓油缸的作用下實現快速的上下往復動作，在裝載機或挖掘機工作裝置的牽引下，可以機動靈活地對公路路基不同位置進行準確、快速壓實，從而滿足對沖壓作業面積進行單點或連續的壓實要求。根據需要，夯擊能量按提錘的高度有低、中、強三檔可調(以下簡稱一、二、三檔)，產生的最大夯擊勢能可達36 kJ，最大夯擊勢能時的頻率可達20次/min，擊實頻率也可以根據不同的工況設為自動與手動兩種不同的操作模式，能夠滿足不同工況的要求(如圖1所示)。

圖1 液壓夯實機工作原理圖

液壓夯實機夯點一般布置圖見圖2。

圖2 液壓夯實機夯點一般布置圖（單位：cm）

1.2 試驗方法

1)利用 ωopt=12.8%，ρdmax=1.80 g/cm3的普通填料，在 ωopt－2≤ω≤ωopt+6的狀況下，液壓夯實機采用三檔6錘、9錘、12錘、15錘，分別測定擴建路基的累計夯沉量及路床底下1.0 m處壓實度的變化情況，試驗統計結果取標準值;

2)對含水量偏大，密實度達不到要求的擴建路基，采用兩組進行液壓夯實施工，第一組采用三檔9錘間隙型進行補強夯實后，待孔隙水壓力消散后，再將相鄰兩個夯坑之間進行二次三檔9錘的補強夯實，擴建路基路床下1.0 m的壓實度及承載力變化情況，試驗統計結果取標準值。

2 試驗結果與分析

1)不同檔位下，累計夯擊量與累計夯沉量及壓實度的關系。

a.從圖3可以看出，對于三檔作業，夯沉量在9錘時，夯沉量已達205mm，但之后變化趨勢趨緩;二檔作業，夯沉量一直隨著夯擊數的增加而勻速增加;一檔作業，夯沉量隨著夯擊數的變化較慢，18擊時累計夯沉量僅為78 mm。綜合比較，普通填料在ωopt－2≤ω≤ωopt+6的狀況下，三檔工作效率較高。

b.從圖4可以看出，不同檔次，在3擊～6擊時，路床底下1 m處，路基壓實度變化較大，而后趨緩。主要原因是隨著錘擊數的增加，夯擊能量向路基深層傳播，均勻地提高深層路基的壓實度［2］，且三檔作業時，普通填料在ωopt－2≤ω≤ωopt+6的狀況下，9錘～12錘，路床底下1.0 m處壓實度已能達到規范要求［3］。

2)三檔作業，對含水率偏大的路段，二次液壓夯實補強的效果。

圖3 夯沉量與液壓夯實機不同檔位夯擊數關系圖

圖4 壓實度與液壓夯實機不同檔位夯擊數關系圖

表1 二次補強的壓實度及承載力變化統計表

從表1可以看出，對含水率偏大的路段，當第一組采用三檔9錘間隙型進行補強夯實時，待孔隙水壓力消散后，再進行二組補強夯實，可以滿足規范要求。

3 結語

1)在不同檔位下，累計夯擊數與累計夯沉量及壓實度的試驗結果可知，普通填料在ωopt－2≤ω≤ωopt+6的狀況下通過三檔9錘～12錘的夯實作業，能夠較好地提高擴建路基的壓實度，減小新舊路基間的不均勻沉降。

2)對含水率偏大的擴建路基，通過二組補強夯實，路基壓實度及承載能力能得到較大提高，滿足使用要求。

3)試驗路段為圩鎮路段，兩側居民樓房較多，但在試驗過程中，由于功率及機械較小，未發現由于夯擊而導致周邊房屋開裂等現象，周邊居民在施工過程中情緒也極為穩定，所以，液壓夯實較適用于此類狹隘場地的施工。

［1］劉本學，郝 飛，張志峰，等.高速液壓夯實機動力學模型試驗［J］.長安大學學報(自然科學版)，2009，29(1):95-98.

［2］王君強.高速液壓夯實技術應用研究［J］.山西建筑，2008，34(7):284-285.

［3］JTG D30-2004，公路路基設計規范［S］.