試論沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的實(shí)踐與應(yīng)用

楊超

試論沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的實(shí)踐與應(yīng)用

楊超

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路的建設(shè)也越來(lái)越被重視，在一定程度上而言，高速公路的建設(shè)能夠衡量國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。近年，在高速公路的建設(shè)中，沖擊碾壓技術(shù)被越來(lái)越多的應(yīng)用，利用沖擊碾壓技術(shù)，能夠有效的提高高速公路施工的質(zhì)量和效率。本文就沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用作出相應(yīng)的探討，以供參考。

沖擊碾壓；公路施工；應(yīng)用

在當(dāng)前高速公路施工中，隨著新工藝、新技術(shù)的不斷發(fā)展推廣，沖擊碾壓施工技術(shù)的使用也逐漸普及起來(lái)。沖擊碾壓施工是利用沖擊式壓實(shí)機(jī)對(duì)壓實(shí)輪施加壓力，對(duì)路基進(jìn)行沖擊碾壓的一種新技術(shù)。其具有壓實(shí)效果好，施工時(shí)間短的特點(diǎn)。基于此，文中主要論述了沖擊碾壓技術(shù)在高速公路中的施工原理，并對(duì)其應(yīng)用領(lǐng)域作出具體的分析。

1 沖擊碾壓技術(shù)

沖擊碾壓技術(shù)的工作原理是利用沖擊壓路機(jī)對(duì)碾壓面壓實(shí)的過(guò)程，其作用是加強(qiáng)碾壓面的破碎度和密實(shí)度。沖擊壓路機(jī)對(duì)碾壓面碾壓的直接效果和沖擊壓路機(jī)的型號(hào)具有一定的關(guān)系。高速公路施工中，對(duì)地基的碾壓大多都使用沖擊碾壓技術(shù)，隨著沖擊碾壓技術(shù)的逐漸普及，我國(guó)沖擊壓路機(jī)的使用數(shù)量也呈上升趨勢(shì)。在沖擊壓路機(jī)的使用中，沖擊碾壓的直接效果與碾壓的速度、沖擊壓路機(jī)的型號(hào)以及圖紙具有一定的關(guān)系。高速施工中，使用沖擊碾壓技術(shù)能保證路基面更容易被碾壓，特別是對(duì)于高填方路基，不僅能夠提高填筑速度，而且可以縮短施工時(shí)間，大大增加了施工的效率。沖擊碾壓技術(shù)的運(yùn)用領(lǐng)域包括：增強(qiáng)補(bǔ)壓度、加寬碾壓部位、沖擊碾壓路地的分層填筑、沖擊碾壓舊瀝青路和舊砂石路、增強(qiáng)補(bǔ)壓高填方路堤的沖擊等。整體來(lái)講，沖擊碾壓技術(shù)一般都具有壓實(shí)效果好、施工速度快等特點(diǎn)，路基經(jīng)一定程度的碾壓后，能夠有效的提升路基的壓實(shí)度。由于傳統(tǒng)的振動(dòng)式壓路機(jī)屬于高頻低振幅，一部分振動(dòng)壓路機(jī)不具有沖擊壓路機(jī)的動(dòng)力特征，因此，傳統(tǒng)的壓路機(jī)壓路效果較弱，沖擊壓路機(jī)在壓路時(shí)，沖擊荷載力能夠達(dá)到3000kN，并與地面產(chǎn)生聯(lián)合沖擊力，具有振擊和強(qiáng)夯雙重作用。同時(shí)，其還具有壓路尺寸深，施工能量高的特點(diǎn)。在進(jìn)行土體處理之后，會(huì)自發(fā)調(diào)控到一定的彈性模式，此時(shí)施工中存在的不利因素會(huì)被一定程度的消除。

2 沖擊碾壓技術(shù)在高速施工中的實(shí)踐及應(yīng)用

2.1 利用施工碾壓技術(shù)增加施工能量

有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在某高速公路中，碾壓機(jī)在石渣、沙礫路基上面進(jìn)行碾壓，其中碾壓的重力為25N，碾壓的速度是12km/h，經(jīng)重重碾壓30次后，對(duì)25m深的部位也能產(chǎn)生良好的壓實(shí)效果。在利用沖擊壓路機(jī)碾壓的過(guò)程中，產(chǎn)生的沖擊功能可超過(guò)重型機(jī)械施工功率，碾壓能夠使得地下深層的粒料密度大幅增加，起到更好的壓實(shí)功效。施工后的沖壓土體更接近彈性狀態(tài)，使得土石路基的穩(wěn)定性大大提高。

2.2 利用沖擊碾壓技術(shù)低頻高振幅提升施工效率

傳統(tǒng)的振動(dòng)式壓實(shí)設(shè)備中，通常都具備高頻低振幅的特點(diǎn)，沖擊碾壓則屬于低頻高振幅，一般情況下，沖擊碾壓式壓路機(jī)每秒為2擊，落距約為10～20cm，其沖擊能量能夠達(dá)到15～30kJ。在將路面壓實(shí)的過(guò)程中，產(chǎn)生的低頻大振幅沖擊波能夠向地下深層傳播類似于地震波的特性，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)輪自發(fā)產(chǎn)生慣性能量，同時(shí)沖擊波還能與壓實(shí)輪水平運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)地面動(dòng)能和勢(shì)能聯(lián)合沖擊的作用，因此其可對(duì)地面產(chǎn)生強(qiáng)夯與振擊雙重作用。

2.3 利用沖擊碾壓技術(shù)減少施工后的沉降

經(jīng)施工檢測(cè)，在路基的壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范值時(shí)，施工后的沉降通常在0.4上下。一般的斜坡路段斷面的沉降量都會(huì)存在較大的差異，若路堤壓實(shí)層厚度與填料不均勻，則會(huì)導(dǎo)致施工的壓實(shí)度不足。路基受到土石的壓力就會(huì)使得其密度發(fā)生改變，造成拉伸和壓縮應(yīng)變區(qū)域增多，使得沉降差異增大。若在臨近兩點(diǎn)中，沉降的梯度超過(guò)0.6，就會(huì)導(dǎo)致其變形裂縫。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，高填方土堤在施工中采用沖擊碾壓施工技術(shù)，能夠有效的增加其沉降率。在沉降率達(dá)到0.1～0.15時(shí)，對(duì)路堤的壓實(shí)度較好。相對(duì)于自然沉降或堆載預(yù)壓施工，其壓實(shí)效果更佳，且施工時(shí)間更短，經(jīng)濟(jì)效益更好。

2.4 增加路基的壓實(shí)效果

通常各類型的路基土經(jīng)過(guò)沖擊碾壓后，對(duì)不同深度的壓實(shí)度不同，隨著壓實(shí)度的不斷增強(qiáng)，路基的穩(wěn)定性也不斷的增強(qiáng)。經(jīng)一系列實(shí)驗(yàn)證明，隨著深度的不斷增加，壓實(shí)度對(duì)其影響也不斷變低，在飽和的前后壓縮性指標(biāo)也會(huì)隨著深度的變大而變小。從土基的整體來(lái)看，大部分碾壓路段的路基會(huì)存在一定程度上的回彈，經(jīng)雙重碾壓后，在不同的范圍內(nèi)的壓實(shí)度不同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大部分的碾壓過(guò)的路基回彈膜量逐漸增大，填土面積相對(duì)變小，擊碾壓后路基的強(qiáng)度和承載力逐漸升高，彎曲變形也較為明顯。隨著施工后的路基壓縮模量增大，壓縮性也逐漸降低，碾壓次數(shù)越多壓沉量也越大。碾壓后，孔隙的體積與路面施工前的空隙體積具有很大的差距，路基施工后的沉降改善也相對(duì)明顯。碾壓過(guò)程中要將原有的路基飽水軟弱帶進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)路基軟弱帶就要對(duì)其復(fù)壓，從而保證路基的均勻性。

2.5 施工碾壓技術(shù)在高液限土體中的應(yīng)用

在土體中，由于含水量的影響，使得對(duì)地基沖擊壓實(shí)的效果不同。在沖壓之后會(huì)出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象而降低沖壓效果，沖擊碾壓技術(shù)應(yīng)用于高液限的土體中，具有良好的效果。利用沖擊碾壓技術(shù)在高液限土體中實(shí)施碾壓，可適當(dāng)放寬其含其含水量。有關(guān)資料顯示，在高速公路上實(shí)施增強(qiáng)補(bǔ)壓時(shí)，當(dāng)高速公路的土體含水量達(dá)到20～30%時(shí)，沖擊碾壓效果相對(duì)較好。一般來(lái)講，土體的體液限越低，對(duì)水量的范圍要求越窄，對(duì)其控制就越嚴(yán)格。

2.6 沖擊碾壓路基補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)

沖擊碾壓機(jī)主要作用是加大對(duì)地基表層的受力作用，從而對(duì)地基壓實(shí)。在沖擊碾壓的過(guò)程中，易出現(xiàn)碾壓不均勻以及碾壓缺陷等問題。對(duì)此的解決方法是在常規(guī)的壓實(shí)機(jī)械碾壓控制中使用路基補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，通過(guò)隨時(shí)檢測(cè)路基的沉降量作出判斷。因此，使用路基沖擊碾壓補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)能夠有效的對(duì)地基的壓實(shí)情況實(shí)時(shí)檢測(cè)。

3 沖擊碾壓技術(shù)的注意事項(xiàng)

3.1 合理的對(duì)機(jī)型作出選擇

在目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的沖擊壓路機(jī)大約有12個(gè)廠家，共20多個(gè)型號(hào)，由于沖擊壓路機(jī)的種類繁多，如果選擇不合理，就會(huì)對(duì)路面施工質(zhì)量造成一定的影響。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)路堤路床的校檢性補(bǔ)壓和土石路堤的分層壓實(shí)，宜使用25kJ三邊形雙輪沖擊壓路機(jī)，水泥路面的改建和土質(zhì)路堤的壓實(shí)，宜使用25kJ的五邊形雙輪沖擊壓路機(jī)。

3.2 對(duì)沖擊碾壓施工工藝的正確使用

由于雙輪壓路機(jī)碾壓路面不全，壓路機(jī)壓實(shí)路面一個(gè)來(lái)回可視為一遍，設(shè)置4m為壓實(shí)寬度的一個(gè)計(jì)量單元，按照標(biāo)準(zhǔn)的施工工藝進(jìn)行作業(yè)。對(duì)單輪的沖擊壓路機(jī)使用中，每通過(guò)一次算作一次計(jì)量單位。

3.3 要正確理解沖擊碾壓機(jī)的含水量范圍

沖擊碾壓機(jī)具有高能量的壓實(shí)功能，使用效率相當(dāng)于超重型機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，在碾壓時(shí)，含水量也達(dá)到重型壓實(shí)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)沖擊碾壓機(jī)含水量的控制要在小于含水量的范圍內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)大。在含水量的濕土塑性指數(shù)中，控制調(diào)度不應(yīng)小于1.1～1.2，否則厚80～100cm的土層沖壓會(huì)形成彈簧土，而不能有效的被壓實(shí)。

4 總結(jié)

在對(duì)公路的沖擊碾壓技術(shù)中，要嚴(yán)格的控制施工質(zhì)量，根據(jù)施工要求施工，對(duì)施工出現(xiàn)的問題，要做出充分的總結(jié)，制定合理的施工方案，提高沖擊碾壓的施工效果。公路建設(shè)者要以提高公路的使用壽命和安全性為目標(biāo)，從而推動(dòng)我國(guó)公路的健康發(fā)展。

[1]丁勇，鄭傳昌.試論沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用[J].交通建設(shè)與管理，2013（02）：72～73.

[2]趙丹.公路路基施工中沖擊碾壓技術(shù)的運(yùn)用[J].交通世界（建養(yǎng)·機(jī)械），2015（01）：86～87.

[3]王秉澤.沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2013（12）：52～54.

U416.1

A

1004-7344（2016）04-0170-02

2016-1-25

楊 超（1984-），男，河南鄧州人，中級(jí)工程師，本科，從事路橋施工與監(jiān)理工作。