道路路基回填拖式冲击碾压施工技术研究

发表时间:2021/5/28   来源:《工程建设标准化》2021年2期   作者:穆冬雪
[导读] 利用冲击压路机的多边形冲击轮在位能落差与行驶动能相结合下
        穆冬雪
        北京鑫雅市政建设工程处。100035
        摘要:利用冲击压路机的多边形冲击轮在位能落差与行驶动能相结合下对工作面进行静压、搓揉、冲击。其高振幅、低频率冲击碾压使工作面下深层土石的密度不断增加,受冲压土体逐渐接近于弹性状态,具有克服路基隐患的技术优势,与一般压路机相比,其压实土石的效率提高 4 倍以上。


        关键词:道路路基; 回填; 拖式冲击碾压; 施工技术


        为达到建设工程的路基施工节点要求,依据施工技术规范在保证施工质量的前提提高施工效益,针对填高较高且地势开阔的填方段,采用拖式冲击碾压填筑方式填筑,确保填筑质量的前提下已达到最合理的机械组合和满足规范要求的冲击碾压遍数、铺料厚度、沉降量等检测指标。以确保整体填筑施工质量并完全满足施工生产效益。除道路路床部分及小凹塘、小冲沟等局限部位不进行拖式冲击碾压路基施工。
        
        
1.冲击碾压技术原理
        公路路基施工中,冲击碾压技术源于冲击压路机的使用。冲击压路机在使用过程中,利用形状规则的冲击轮对路基进行加速循环滚动,使路基结构变得均匀、厚实。通过冲击轮转动所产生的能量碾压路基,有利于将路基碾压密实,并且对周围环境的影响很小,能量的利用效率高,路基加固效果明显。与静态碾压和振动压实相比,冲击碾压会产生低频率、高振幅的冲击波,并且能垂直向下传播到较深的土层当中,其作用深度可达 1m。有利于使路基材料形成一个整体,提高路基强度,增强其抗渗性能,取得良好的加固效果,在提高路基承载力和稳定性方面具有重要作用。
        
        
2.拖式冲击碾压技术特点
2.1 高振幅、低频率
        冲击式压路机频率较低,基本荷载为 3000k N,振动频率为 2 次/S,能够有效提升压实质量,提升公路路基结构的完整性,规避路基失稳现象发生。实际施工中探索到,采用冲击压路机进行碾压能够满足压实度标准要求,并且三边形双冲击压路机的压实效果更好,速度可达 13km/h,最大化提升碾压效果和质量,最终提升公路的使用性能。
        
2.2 能量大、尺度深
        施工中采用能量越大的冲击压路机对公路路基的加固效果越明显,巨大的冲击力能够达到路基内部位置,提升加固效果。同时施工更高效便捷,可解决路基沉降、变形问题,较比传统的压路机压实性能更强。
        
         
2.3 碾压效率更高
        冲击压路机型号较多,设备性能、速度、功率等方面均存在一定的差异性,性能优质的冲击压路机可以应用到不同类型的路基结构中,经过快速、反复、多次的碾压处理,提升压实效果,改善路基弯沉状态。
        
3.路基回填前拖式冲击碾压试验段方案制定
        试验段松铺厚度为 90cm 和 110cm,采用土石混填填筑,试验段填料经过监理见证取样,试验数据满足填料要求。试验段里程长度 100m,路基宽度 40m,试验段面积 4 000m2,满足试验段要求。冲击碾压遍数为 30 遍,第 5 遍开始检测沉降差,以后每 5 遍检测 1 次,第 15 遍开始检测孔隙率,以后每 5 遍检测 1 次,直到冲击 30 遍为止。
        
3.1拖式冲击碾压试验段数据分析
1)方案 1 松 铺 90cm 根据 沉 降 差 统 计 表 得 出90cm 试验段冲碾 5 遍后相 对 沉 降 量 平 均 值 为 28mm;冲碾 10 遍后相对沉降量平均值为 15mm; 冲碾 15 遍后相对沉降量平均值为 9mm,冲碾 20 遍后相对沉降量平均值为 0. 3mm,冲 碾 25 遍后 相对 沉降 量平 均 值 为2. 4mm,冲碾 30 遍后相对沉降量平均值为 0. 06mm,总体沉降量平均值为 54mm。得出松铺系数为 1. 06。从以上沉降差与碾压遍数关系曲线来看,在冲碾5,10,15 遍时路基相对沉 降 差 最 大,15 遍 以 后 路基 沉降差越来越小,到 20 遍后相邻沉降差 0. 3mm,25 遍时沉降差平均值为 2. 4mm,到 30 遍时,路基沉降差基本没变化。

2) 方案 2 松 铺 110cm 根据 沉 降 差 统 计 表 得 出110cm 试 验 段 冲 碾 5 遍 后 相 对 沉 降 量 平 均 值 为43. 15mm; 冲碾 10 遍后相对沉降量平均值为 12. 3mm;冲碾 15 遍后相对沉降量平均值为 6. 2mm,冲碾 20 遍后相对沉降量平均值为 2. 35mm,冲碾 25 遍后相对沉降量平均值为 0. 3mm,冲碾 30 遍后相对沉降量平均值为 0. 05mm,总体沉降量平均值为 64. 3mm。得出松铺系数为 1. 06。从以上沉降差与碾压遍数关系曲线来看,在冲碾5,10,15 遍时路基 相 对 沉 降 差 最 大,15 遍 以 后 路基 沉降差越来越小,到 20 遍后相邻沉降差 2. 35mm,25 遍时沉降差平均值为 0. 3mm,到 30 遍时,路基沉降差基本没变化。


3.2施工准备
        正式施工前,根据设计规范要求做好测量放样工作,确定标高及测点位置,有效引导工程施工。安排冲击压路机、装载机、推土机、洒水车、平地机等设备入场,做好设备调试和检查工作,确保设备综合性能良好。对施工人员开展培训,使其明确冲击碾压施工的工艺流程,把握质量控制要点,严格按要求施工。
        
        
3.3工艺流程
        为提升路基压实度,冲击碾压施工中应严格遵循工艺流程 (见图1)。
        
        
        在施工中还应严格遵循每道工序。例如,清理碾压段的垃圾和杂物,对表面进行处理,做好整平工作。加强填料含水量和路基压实度检测。如果含水量过大,需翻开晾晒。如果含水量过小,有必要洒水湿润。用推土机对填料做好整平处理,要在最佳含水量状态下开展碾压施工。通常碾压8~10遍,保证压实度合格。
        

3.4碾压技术措施
        冲击碾压应遵循“先慢后快、先轻后重”原则,加强初压、复压和终压质量控制。首先用 7t的轻型设备碾压 1~2 遍,使松铺土层获得基本的承载力。也可以结合填料性质,选用 10t静碾压设备初压,再使用振动压路机进行压实处理。振动碾压时,遵循从弱到强的顺序,确保压实度满足要求。初压后用轮胎压路机复压,消除路基填料的裂纹及不平整现象,进一步提高路基密实度。
        碾压时,横向接头要有一定距离重叠,通常重叠压路机后轮宽度的 1/2,纵向接头则重叠 1m 左右。确保不漏压且不留死角,保证碾压具有良好的均匀性,提升路基碾压施工效果。加强冲击碾压速度控制。如速度过快会影响压实效果,如碾压速度过慢,会降低施工效率。一般来说,碾压速度保持在 10~15km/h 之间为宜。对于松铺层厚度大且压实有较高要求的路段,有必要适当放缓速度,增加碾压遍数,确保路基压实度合格。最后进行复压,一般碾压 1~2 遍,碾压至轮迹完全消除,压实度合格为止。
        

4.公路路基施工中实施冲击碾压控制要点与注意事项
 4.1质量控制要点
        冲击碾压施工时,还要把握以下质量控制要点。加强填料含水量控制。做好填料含水量检测工作,如果含水量过大,需采取晾晒措施。如果含水量过小,有必要适当洒水湿润,避免扬尘发生。使填料处于最佳含水量状态,这样更有利于提高路基压实度。冲击碾压施工时,为保证碾压遍数合格,一般碾压 10遍为宜。冲击碾压处理完毕后,如果路基面出现较大起伏,需使用推土机及平地机将路基面整平。碾压完成后,还要采取质量检测方法,检测路基压实度,获取准确的数据指标,客观评定路基压实度,保证压实度合格。
        
        
4.2注意事项
        在科学技术的驱使下,冲击碾压技术水平明显提升,在公路路基施工建设中需要根据施工实际进行冲击压路机型号的选择。因为冲击压路机技术参数差异,产生的碾压效果也不相同,必须综合考虑各方面因素进行机械选择,确保最终提升施工质量,满足公路路基压实度要求,最大化提升路基工程项目的经济效益。 在公路路基施工中实施冲击碾压技术,必须预留出安全距离。相关技术实施人员需要进行实地考察和测量,根据冲击压路机外形轮廓和尺寸确认安全距离,加强对安全施工管理的控制,减少施工隐患,保障人员安全。工程实践中得出,碾压机与路基结构部分需要保持 1m 以上的安全距离,并根据实际需要进行安全距离的调整,确保公路路基工程施工高质量进行。 相关施工人员需要将含水量控制在合理范围内,由于路基结构部分含水量直接关系到冲击碾压技术实施效果,因此需要控制好含水量参数,提升冲压技术施工效果。
        
        
结论
        综上所述,我国公路建设质量直接关系到我国经济运输的命脉,关乎到经济发展和运输,为有效提升公路使用寿命,必须合理运用冲击碾压技术,相关技术人员要牢牢掌握施工技术要点,不断提升自身的技能,严格按照冲击碾压施工流程和标准进行,促进我国公路建设健康发展。
        
        
参考文献:
[1] 黄玮 . 冲击碾压技术在高填方场地形成工程中的应用[J]. 施工技术,2019,48( 13) : 57-60,73.
[2] 袁江文,王鸿,吴斌,等 . 碳酸盐岩块石填料地基碾压施工技术研究[J]. 施工技术,2018,47( 7) : 102-105.
[3]黄龙 . 公路路基施工冲击碾压技术的应用[J]. 西部交通科技,2018(1):32-34.




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