高速液壓夯在高速公路改擴建項目中的應用研究

段凌云

(四川成樂高速公路有限責任公司，四川 成都 610041)

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，道路通行能力和服務水平已不能滿足高速公路的行車要求，各國各省陸續(xù)啟動了高速公路改擴建施工，但在路基拼接施工過程中，采用傳統(tǒng)碾壓設備不能有效對搭接部位進行壓實，容易形成質(zhì)量隱患。因此，采用了液壓夯施工工藝對路基搭接部位進行補強。

1 工作原理

高速液壓夯的工作原理是利用機械將重型夯錘提升到一定高度，夯錘在重力和液壓力共同作用下，下落對路基進行夯實，并在液壓缸的作用下實現(xiàn)快速的上下往復動作，在裝載機的牽引下，機動靈活地對不同的位置進行快速、準確的壓實，從而滿足對夯實作業(yè)面積進行單點或連續(xù)的壓實要求。

2 試驗設備及試驗路

2.1 試驗設備

本試驗采用HC42B 型高速液壓夯實機，其額定沖擊能量為42KJ，錘體質(zhì)量3.5t，最大提升高度1.2m，錘擊頻率30～80 次/min，標配夯板直徑1.0m，工作質(zhì)量6.9t，外形尺寸1.48m×1.42m×3.73m（長×寬×高），提升高度設有0.2m（一檔）、0.6m（二檔）、1.2m（三檔）三個檔位。夯擊強度（檔位）、連擊次數(shù)可根據(jù)需要隨時設定，也可使用手動隨機夯擊。

2.2 試驗路選取

本次選取某高速公路擴容項目K64+200-K64+400 作為試驗路。該段設計為低填淺挖段落，路床1.2m 范圍內(nèi)采用砂礫石填筑。

2.3 試驗過程

試驗前，先對場地整平碾壓，然后對路基進行彎沉和壓實度檢測，其中彎沉采用貝克曼梁和落錘式彎沉儀兩種檢測方式。然后按標準施工工藝采用液壓夯對路基進行夯實，夯點間距1.1m，當相鄰三錘高差在1cm 內(nèi)視為滿足夯實要求，最終現(xiàn)場夯實錘數(shù)為9 錘。夯擊完成后，再次對路基進行精平和碾壓，再進行相應的試驗檢測工作。

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 彎沉

夯實前后，分別采用貝克曼梁和落錘式彎沉儀進行彎沉檢測，試驗結(jié)果如下表所示：

表3.1 彎沉試驗結(jié)果

從夯實前后的彎沉數(shù)據(jù)來看，彎沉代表值出現(xiàn)了一定程度增加。彎沉代表值增大的主要原因有：一是夯實后，細料上浮嚴重，細料浮在粗骨料的表面，不易形成板結(jié)的整體，導致彎沉值增加；二是路基填料之間的嵌鎖平衡被破壞，粘聚力降低，而砂礫石這種粘聚力的恢復，至少需7 天以上的休止期，且休止期越長，粘聚力的恢復越明顯。因此，夯實完成后的一段時間內(nèi)，彎沉值必然會增加，但隨著休止期的增加，彎沉會得到逐步的恢復。

3.2 壓實度

夯實前后分別測定壓實度，共選取了7 個測點，試驗結(jié)果如下表所示。

表3.2 壓實度試驗結(jié)果

從上表可以看出，經(jīng)過夯實后壓實度平均提高了2.34%，表明液壓夯能有效改善填料的密實程度。

3.3 沉降差

分別測定各夯點在一定的夯實功和夯擊次數(shù)下的沉降差，選取了一個典型斷面，橫坐標為夯點位置，其中夯點1 為靠近老路位置夯點，夯點5 靠近新路基外側(cè)邊坡，縱坐標為夯實后的沉降量。夯點位置與沉降量之間的關系如圖3.1 所示。

圖3.1 K64+370 斷面各夯點沉降量

從上圖可以看出，靠近老路位置和路基邊緣位置，沉降量較大，說明以上位置為路基施工的薄弱環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)施工工藝無法對以上位置進行有效壓實，而采用液壓夯可克服碾壓傳統(tǒng)工藝的弊端。

4 結(jié)語

（1）采用液壓夯夯實后，路基彎沉會增大，甚至可能會擾動原路基，造成路基結(jié)構(gòu)的破壞，但隨著休止期的增加，彎沉會得到逐步恢復。

（2）采用液壓夯工藝，可顯著改善填料的密實程度。

（3）對于新老路基搭接等傳統(tǒng)碾壓工藝不能有效壓實的區(qū)域，采用液壓夯工藝可有效克服傳統(tǒng)工藝的弊端。