試論沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的實踐與應(yīng)用

楊超

試論沖擊碾壓技術(shù)在高速公路施工中的實踐與應(yīng)用

楊超

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，高速公路的建設(shè)也越來越被重視，在一定程度上而言，高速公路的建設(shè)能夠衡量國家的經(jīng)濟發(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。沖擊碾壓施工是利用沖擊式壓實機對壓實輪施加壓力，對路基進行沖擊碾壓的一種新技術(shù)。其具有壓實效果好，施工時間短的特點。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對碾壓面壓實的過程，其作用是加強碾壓面的破碎度和密實度。沖擊壓路機對碾壓面碾壓的直接效果和沖擊壓路機的型號具有一定的關(guān)系。高速公路施工中，對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，我國沖擊壓路機的使用數(shù)量也呈上升趨勢。在沖擊壓路機的使用中，沖擊碾壓的直接效果與碾壓的速度、沖擊壓路機的型號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間，大大增加了施工的效率。沖擊碾壓技術(shù)的運用領(lǐng)域包括：增強補壓度、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、增強補壓高填方路堤的沖擊等。整體來講，沖擊碾壓技術(shù)一般都具有壓實效果好、施工速度快等特點，路基經(jīng)一定程度的碾壓后，能夠有效的提升路基的壓實度。由于傳統(tǒng)的振動式壓路機屬于高頻低振幅，一部分振動壓路機不具有沖擊壓路機的動力特征，因此，傳統(tǒng)的壓路機壓路效果較弱，沖擊壓路機在壓路時，沖擊荷載力能夠達到3000kN，并與地面產(chǎn)生聯(lián)合沖擊力，具有振擊和強夯雙重作用。同時，其還具有壓路尺寸深，施工能量高的特點。在進行土體處理之后，會自發(fā)調(diào)控到一定的彈性模式，此時施工中存在的不利因素會被一定程度的消除。

2 沖擊碾壓技術(shù)在高速施工中的實踐及應(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，碾壓機在石渣、沙礫路基上面進行碾壓，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25m深的部位也能產(chǎn)生良好的壓實效果。在利用沖擊壓路機碾壓的過程中，產(chǎn)生的沖擊功能可超過重型機械施工功率，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)的振動式壓實設(shè)備中，通常都具備高頻低振幅的特點，沖擊碾壓則屬于低頻高振幅，一般情況下，沖擊碾壓式壓路機每秒為2擊，落距約為10～20cm，其沖擊能量能夠達到15～30kJ。在將路面壓實的過程中，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，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)動輪自發(fā)產(chǎn)生慣性能量，同時沖擊波還能與壓實輪水平運動產(chǎn)生的動能相互結(jié)合，實現(xiàn)對地面動能和勢能聯(lián)合沖擊的作用，因此其可對地面產(chǎn)生強夯與振擊雙重作用。

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，在路基的壓實度達到規(guī)范值時，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存在較大的差異，若路堤壓實層厚度與填料不均勻，則會導致施工的壓實度不足。路基受到土石的壓力就會使得其密度發(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。若在臨近兩點中，沉降的梯度超過0.6，就會導致其變形裂縫。經(jīng)實驗表明，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。在沉降率達到0.1～0.15時，對路堤的壓實度較好。相對于自然沉降或堆載預(yù)壓施工，其壓實效果更佳，且施工時間更短，經(jīng)濟效益更好。

2.4 增加路基的壓實效果

通常各類型的路基土經(jīng)過沖擊碾壓后，對不同深度的壓實度不同，隨著壓實度的不斷增強，路基的穩(wěn)定性也不斷的增強。經(jīng)一系列實驗證明，隨著深度的不斷增加，壓實度對其影響也不斷變低，在飽和的前后壓縮性指標也會隨著深度的變大而變小。從土基的整體來看，大部分碾壓路段的路基會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)的壓實度不同。實驗結(jié)果表明，大部分的碾壓過的路基回彈膜量逐漸增大，填土面積相對變小，擊碾壓后路基的強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明顯。碾壓過程中要將原有的路基飽水軟弱帶進行檢驗，發(fā)現(xiàn)路基軟弱帶就要對其復壓，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，使得對地基沖擊壓實的效果不同。在沖壓之后會出現(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)在高液限土體中實施碾壓，可適當放寬其含其含水量。有關(guān)資料顯示，在高速公路上實施增強補壓時，當高速公路的土體含水量達到20～30%時，沖擊碾壓效果相對較好。一般來講，土體的體液限越低，對水量的范圍要求越窄，對其控制就越嚴格。

2.6 沖擊碾壓路基補強技術(shù)

沖擊碾壓機主要作用是加大對地基表層的受力作用，從而對地基壓實。在沖擊碾壓的過程中，易出現(xiàn)碾壓不均勻以及碾壓缺陷等問題。對此的解決方法是在常規(guī)的壓實機械碾壓控制中使用路基補強技術(shù)，通過隨時檢測路基的沉降量作出判斷。因此，使用路基沖擊碾壓補強技術(shù)能夠有效的對地基的壓實情況實時檢測。

3 沖擊碾壓技術(shù)的注意事項

3.1 合理的對機型作出選擇

在目前，國內(nèi)生產(chǎn)的沖擊壓路機大約有12個廠家，共20多個型號，由于沖擊壓路機的種類繁多，如果選擇不合理，就會對路面施工質(zhì)量造成一定的影響。經(jīng)實驗證明，對路堤路床的校檢性補壓和土石路堤的分層壓實，宜使用25kJ三邊形雙輪沖擊壓路機，水泥路面的改建和土質(zhì)路堤的壓實，宜使用25kJ的五邊形雙輪沖擊壓路機。

3.2 對沖擊碾壓施工工藝的正確使用

由于雙輪壓路機碾壓路面不全，壓路機壓實路面一個來回可視為一遍，設(shè)置4m為壓實寬度的一個計量單元，按照標準的施工工藝進行作業(yè)。對單輪的沖擊壓路機使用中，每通過一次算作一次計量單位。

3.3 要正確理解沖擊碾壓機的含水量范圍

沖擊碾壓機具有高能量的壓實功能，使用效率相當于超重型機的標準，在碾壓時，含水量也達到重型壓實機的標準。對沖擊碾壓機含水量的控制要在小于含水量的范圍內(nèi)進行擴大。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的土層沖壓會形成彈簧土，而不能有效的被壓實。

4 總結(jié)

在對公路的沖擊碾壓技術(shù)中，要嚴格的控制施工質(zhì)量，根據(jù)施工要求施工，對施工出現(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，從而推動我國公路的健康發(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)的運用[J].交通世界（建養(yǎng)·機械），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].交通標準化，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，中級工程師，本科，從事路橋施工與監(jiān)理工作。