路基施工機械組合研究及應(yīng)用

畢 全 文

(中國路橋工程有限責任公司，北京 100011)

·機械與設(shè)備·

路基施工機械組合研究及應(yīng)用

畢 全 文

(中國路橋工程有限責任公司，北京 100011)

介紹了路基填筑施工常用機械的性能及使用注意要點，并以坦桑尼亞公路某標段路基填筑施工機械組合情況為例，對實際工程中的機械組合應(yīng)用進行了分析，體現(xiàn)了科學(xué)配備的必要性，同時提出施工人員對各類機械的操作熟練程度也影響施工效率和工程質(zhì)量。

路基，機械，施工，填筑

我國的工程機械在國際建筑行業(yè)市場占有率高，非洲大陸道路施工機械中，國產(chǎn)機械比例也較高。但存在有機械品牌和型號多、配件購買困難、價格差距大、產(chǎn)品質(zhì)量難以完全保證等實際問題，這加大了國外施工隊伍的難度。為了減少投資建設(shè)風(fēng)險并獲得較好的工程質(zhì)量，結(jié)合工程需要及各機械參數(shù)、適用范圍等實際情況進行機械比選，根據(jù)項目具體情況，以選型一般規(guī)律為依據(jù)開展施工機械配置對提升工作效率有明顯幫助，并對其他類似工程的開展具有較好的參考價值。

1 常用機械分析

路基施工常規(guī)工序為：清表→清淤→回填→填前碾壓→裝土→運土→粗平→精平→壓實；根據(jù)各工序的需求，常用的機械包括：平地機、推土機、挖掘機、裝載汽車、壓路機(分為靜止壓路機和振動壓路機)等[1]。

1.1 推土機

推土機主要從事的工作有：鏟土、運土、清障等，在路基填筑和基底清理中使用較多。施工中提高推土機使用效率的常見措施有：1)鏟土?xí)r盡量從下往上工作，以便利用地形優(yōu)勢減少鏟土?xí)r間和運送距離；2)運送過程盡量避免急加速或減速以減少土壤的掉落，提高單次的運送量；3)粗平時盡量使用推土機。

常用的中型推土機，功率以160～220(即126 kW～165 kW)，接地比壓為0.06 MPa～0.085 MPa；當在沼澤等濕地地區(qū)施工時建議采取濕地推土機，其接地比壓一般為0.03 MPa[1]。

1.2 挖掘機

挖掘機分為正鏟和反鏟兩類，正鏟又有側(cè)向和正向兩種開挖方法，前者在卸土?xí)r回轉(zhuǎn)角小于90°且利于車輛的通行、后者回轉(zhuǎn)角大于90°，因此不利于車輛通行，場地有效利用率低；反鏟又可從溝端或溝側(cè)開挖，前者從溝一端開始沿溝中線倒退開挖到盡頭時調(diào)頭開挖相鄰部分，后者工作時運輸車輛停在溝端，因此轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)角小而效率更高[2]。

施工中提高挖掘機使用效率的措施有：1)提前擬定好運輸汽車的行駛線路，最大限度地利用好場地；2)挖掘機斗容量和汽車裝載容量相配套；3)斗齒的鋒利狀況直接影響挖掘機的效率，因此需要注意其磨損程度，并及時進行更換。

1.3 裝載汽車

施工現(xiàn)場若是半填半挖路段，直接將挖方的土轉(zhuǎn)移到填方段來，在運送距離小于200 m時一般不考慮采用自卸式汽車運輸，而采用具備短途運輸功能的推土機或鏟運機等；當距離較遠時才使用汽車，但要考慮汽車的噸位，以免對施工便道造成影響。

1.4 平地機

平地機在路基施工中的主要作用是平整場地、精平填土、修整路拱、開挖路槽、回填溝渠等。在較長一段填方路段時幾個工區(qū)可共用一臺。

1.5 壓路機

壓路機的選型對于路基施工質(zhì)量而言作用是決定性的，根據(jù)振動與否可分為靜壓式和振動式兩種，靜壓式又有兩輪、三輪光輪式壓路機、輪胎式壓路機；振動式又分為輪胎驅(qū)動單鋼輪振動壓路機、雙鋼輪驅(qū)動壓路機及凸塊式振動壓路機等。選擇合適類型、功率的壓路機并配合相應(yīng)的施工方法，是保證路基填筑施工質(zhì)量的重要途徑之一。

壓路機選型的依據(jù)有：1)視路基填料類型選型，硬度較高的非粘性填料如礫石、碎石以及砂性土等一般采用輪胎驅(qū)動的單鋼輪壓路機；細粒土、砂土等填料一般采用兩輪光輪靜止式壓路機；粘性土路基的壓實一般采用三輪式光輪靜止壓路機或凸塊振動式壓路機。2)視施工效率要求選型，靜止式壓路機壓實厚度較小、碾壓速度慢，達標所需的次數(shù)多；而振動式壓路機壓實厚度大、碾壓速度快，達標所需的次數(shù)少，但激振力較大，可能會對部分土壤較為松散的便道或者山體產(chǎn)生影響。因此考慮何種類型壓路機時需根據(jù)工期要求、施工現(xiàn)場的情況綜合考慮選取。

1.6 鏟運機

鏟運機主要完成的工作是鏟削、裝載、運輸和鋪筑等，一般只在一段較為開闊的填方路段施工，運輸距離在200 m以內(nèi)較為經(jīng)濟。適宜在濕度較小、含水率25%以下的砂土或黏土路基施工中，對于含水量較大或地下水位較高的黏土路基施工中，不適宜使用。

2 路基施工實例分析

坦桑尼亞某公路施工中，有一處較長的填方路段所經(jīng)區(qū)域地勢較低，且水系發(fā)達，并沿線有村落，主要填方路段處于軟土地基，在制定本路段的施工機械組織中，考慮了路基土的處治及現(xiàn)場運距等因素。

2.1 項目工程概況

主要地質(zhì)情況為：上部底層有近6 m的粘性土、中部以黑色的淤泥質(zhì)土為主，厚度達8 m～10 m，含水量大；底部為流塑狀黏土。該路段地基土的承載力較差，屬不良地基土路段?？偺钪搅繛?60 618 m3，挖方量為34 389 m3。項目沿線處于坦桑尼亞東部，為典型的熱帶草原氣候，濕季主要為3月～5月，降雨量達300 mm～600 mm，氣溫變化范圍10 ℃～25 ℃。

2.2 路基施工過程

1)取土坑處治及填料改性。取土坑開挖前需用推土機進行清表，并開挖好比取土坑底部標高更低的排水溝以保證取土坑內(nèi)含水量盡可能小。由于填料中含有部分高液限黏土，不能直接用于路基填筑，因此需在填筑前采用石灰改性，主要步驟有：開挖后摻3%的熟石灰并燜料(初步改性)，當燜料完成后再用推土機翻倒并拌合均勻完成再次改性。2)試驗路鋪筑。當路基填料不佳時，參照國內(nèi)高速公路的施工方法，在大范圍施工前選定一段試驗路進行鋪筑以確定松鋪層厚度、機械組合等工程參數(shù)，本次施工中試驗路長度暫定為1 000 m[2]。試驗路鋪筑的步驟為：填料采用已經(jīng)用摻灰法處治完成的填料，松鋪層厚度暫定為25 cm，30 cm，40 cm三組常見的參數(shù)，分別按攤鋪→整平→檢測灰劑量→摻灰并拌合→整平→壓實→檢測壓實度的施工工序進行施工。選定最佳的松鋪層厚度及摻灰量等，以此結(jié)果作為最終的路基填筑施工方案[3]。3)填筑施工過程。試驗路填筑工作完成后，即可開展路基填筑工作，工序為：裝車(挖掘機)→運輸(汽車)→粗平(推土機)→粉碎(路拌機)→整平(平地機)→壓實(兩類壓路機組合)。在填料處治時以路拌為主的方法，石灰與填料拌合時需要采用的機械有:挖掘機、裝載機和拌合機。路基填筑時采取分層填筑，松鋪層厚度以試驗路結(jié)果為準，控制時以自卸汽車配合推土機進行。壓實施工時以大功率振動壓路機和三輪式靜止壓路機(18 t)配合使用，以先兩邊再中間的順序進行施工。

2.3 機械配備說明

根據(jù)項目開展的需要將本標段填方路段分為四個工區(qū)，依據(jù)填方量、運距和現(xiàn)場情況，制定了施工機械組合方案如表1所示。

表1 路基填筑施工機械組合表

3 結(jié)語

高速公路路基填筑施工對機械的協(xié)同化能力越來越高，要想提高路基的填筑效率和施工質(zhì)量，提高機械化作業(yè)的程度已成為必然。在本項目的路基施工過程中，受地基的限制對填料進行了改性處治，路拌機的選取和正確施工方案是施工質(zhì)量保證的關(guān)鍵；同時填筑施工中，路基的壓實也是質(zhì)量控制的重點，碾壓遍數(shù)和松鋪層厚度需要根據(jù)試驗路的結(jié)果進行選取，不能完全參照其他地方的經(jīng)驗；另外，在實際操作中，施工人員對各類機械的操作熟練程度也能影響施工效率和工程質(zhì)量。

[1] 王大明.高速公路機械化施工群作業(yè)系統(tǒng)的研究[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，2004.

[2] 劉永興.高速公路路基土石方填筑施工探討[J].城市建設(shè)理論研究，2013(13)：83-84.

The research and application of sub-grade construction machinery combination

Bi Quanwen

(ChinaRoad&BridgeEngineeringLimitedLiabilityCompany,Beijing100011,China)

This paper introduced the common mechanical performance and use matters needing attention in sub-grade filling construction, and taking a section sub-grade filling construction machinery combination situation in Tanzania highway as an example analyzed the application of mechanical combination engineering, embodied the necessity of science development, at the same time put forward the operation skilled degree of each construction personnel to all types of machinery also affected the efficiency and quality of engineering construction.

sub-grade, machinery, construction, filling

2015-04-04

畢全文(1971- )，男，工程師

1009-6825(2015)17-0229-02

U415.5

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