沖擊壓路機的開發(fā)應(yīng)用，加速了巖土工程壓實技術(shù)的發(fā)展,，為解決路基質(zhì)量隱患 問題提供了一種新思路：如有效地減少路基的工后沉降，保證路堤的整體穩(wěn)定性,；對 碾壓成型路基的路床,、路堤進行檢驗性追加沖碾遍數(shù)，提高了路基的整體強度與均勻 性,；對濕陷性黃土地基或軟弱地基進行沖擊碾壓的填前處理,，使地基滿足承載力與穩(wěn) 定的要求；對砂石路面,、水泥混凝土路面等舊路應(yīng)用沖擊碾壓技術(shù)進行改建,，可加快 施工進度，達到工程質(zhì)量要求等等,。目前國內(nèi)除極少省,、市、自治區(qū)外,，絕大部分外 都已應(yīng)用沖擊碾壓技術(shù),。 沖擊碾壓技術(shù)特點 沖擊壓路機以非圓形輪沿地面對土石材料進行靜壓、搓揉,、周期性沖擊的連續(xù)作 業(yè),，產(chǎn)生強烈的沖擊波，向下具有地震波傳播特性,。以 25kJ 三邊形雙輪沖擊壓路機 在宕渣,、砂礫路基上沖擊壓實為例，壓路機按 12km/h 速度沖碾 30 遍后,，實測深度 0. 8m 處的平均垂直動土壓力為 1366kPa,，相當于對地面產(chǎn)生沖擊力 200t~250t，產(chǎn)生 的沖擊功能達到超重型擊實功,，可使地下深層土體的密實度不斷累積增加,，達到重型 標準 90%以上壓實度。有些土石材料性狀有效壓實厚度達 1.5m,，比現(xiàn)有振動壓實機 械有更好的壓實功效,，使被沖壓的土石填料更接近于彈性狀態(tài)。 沖擊壓路機較常規(guī)壓路機有不同的壓實工藝,，基本上不采用現(xiàn)有壓路機壓半輪或 部分重疊碾壓的施工方法,，而是按沖擊力向土體深層擴散分布的性狀，提出新的沖擊 碾壓方法與施工工藝,。沖擊壓路機雙輪各寬 0.9m,，兩輪內(nèi)邊距 1.17m，行駛兩次為 一遍，其沖碾寬度 4m,。每次沖擊力按沖碾輪觸地面積邊緣與地表以（45°— Φ/2）夾 角向土體內(nèi)分布壓力,。每遍第二次的單輪由第一次兩輪內(nèi)邊距中央通過，形成的理論 沖碾間隙雙邊各 0.13m,。當?shù)诙榈牡谝淮蜗騼?nèi)移動 0.2m 沖碾后,，即將第一遍的間 隙全部碾壓。第三遍再恢復(fù)到第一遍的位置沖碾,，依次進行至最終遍數(shù),。各種土石路 基沖碾 20~40 遍可以使路基形成厚 1.0m~1.5m 的均勻加固層。 1.減小路堤的工后沉降率 通過室內(nèi)模型試驗與現(xiàn)場路堤沉降量試驗觀測,，路基在達到規(guī)范要求的壓實度 時,，其工后沉降率為 0.4%左右。高填方路堤采用沖擊碾壓技術(shù)施工可使工后沉降率 接近 0.1%~0.15%,，能較好地避免差異變形所引發(fā)的裂縫,，這是解決土石高填方路堤 變形病害的有效技術(shù)措施。 某高速公路 34m 高填方路基填料為風化花崗石形成的含塊石細粒土砂礫,，沖擊 碾壓每層壓實厚度 1m,，平均壓實度為重型標準 95%，路基寬 10.5m,，兩個斷面設(shè)左,、 中、右沉降觀測點,。完工一年后沉降量為：K10+260 斷面 32mm,、37mm、32mm,， 路基中心填方高度 26.4m,，沉降率 0.14%；K10+300 斷面 41mm,、41mm,、44mm， 路基中心填方高度 33.12m,，沉降率 0.12%,；差異沉降量梯度均小于 0.1%，這表明路 堤沖碾密實,，均勻性好，工后沉降完全滿足質(zhì)量要求,。廣西六水線 36m,、34m 石灰 巖填石路堤的振碾與沖壓做過對比觀測，施工期沉降量振碾為 76cm，沖壓為 22cm,， 表明沖擊碾壓的良好壓實效果,。; a4 ?7 D7 V' t$ I/ h' I
國內(nèi)有些高速公路路基在振碾達到壓實要求后，用沖擊壓路機對路床鋪進行檢驗 性補壓 20 遍后測得的平均沉降量為 5.0cm~7.0cm,。如沉降量在 5.0cm 以下,，則表明 原路基壓實不足，其壓實度未達到要求,，或在 90 區(qū)沖擊補壓時,，沉降量也大于 7.0c m。許多 5m 以下路堤經(jīng)沖擊補壓后,，測得其沉降量已超過正常路基可能發(fā)生的工后 沉降量,。因此，應(yīng)用沖擊壓實技術(shù)可充分地保證路基的穩(wěn)定性,，特別是斜坡地形的路 基技術(shù)效果更明顯,。 2.提高路基整體強度與均勻性 使用沖擊壓路機分層沖擊碾壓主路堤與補壓振碾達標路床工程，能較好地提高路 基的整體強度與均勻性,，有利于避免路面的早期損壞,，延長路面的良好服務(wù)水平。 某花崗巖風化含塊石細粒土砂礫路基的路床,，經(jīng)過 20 遍沖碾后,，在地表下 1.5 m 內(nèi)用落錘式彎沉儀（FWD）檢測，平均彈性模一值由沖碾前 180MPa 提高到 228 MPa,。 某工地對路基沖擊碾壓 20 遍后,，用黃河標準車測彎沉值，補壓前平均 L,。=220 （0.01mm）,，補壓后平均 L。=183（0.01mm）,，即沖擊碾壓前 E,。=55.7MPa，補 壓后 E,。=63.4MPa,。 某沖擊碾壓試驗段，用解放車測定沖碾 20 遍前后的彎沉值分別為 141（0.01mm （0.01mm）,，即平均 E,。由沖碾前 55.9MPa 提高到 95.1MPa。 某高速公路全線路床經(jīng) 25kJ 三邊形沖擊壓路機補壓,，全線建成通車前夕用自動 彎沉儀檢測,，測試里程 4 個車道總長 596 公里，74500 個數(shù)據(jù)。K0+000~K66+987 代表彎沉平均值 5.80（0.01mm）,，K66+987~K113+028 代表彎沉平均值 6.66（0.0 1mm）,，K113+028~K154+419 代表彎沉值 8.53（0.01mm）。用整車式平整度測試 車檢測,，測試里程 4 個車道總長 600 公里,，6000 個數(shù)據(jù)，IRI 總平均值為 1.21（σ= 0.73）,。以下同設(shè)備檢測路面結(jié)構(gòu)與施工條件相同的某連接線 10 公里,，路床未進行 沖擊補壓。檢測結(jié)果：代表彎沉平均值 16.27（0.01mm）,；平整度指標 IRI 平均值 1. 55（σ=0.93）,。對比表明振碾路床經(jīng)沖擊碾壓的技術(shù)效果明顯，提高了呼基的整體強 度與均勻性,，以及路面的服務(wù)水平與使用年限,。 正常情況下，路基沖碾 20 遍后,，1.5m 層厚范圍內(nèi)壓實度均增加 3~5 個百分點,。 由于沖擊壓路機是在路床頂面上全面積地均勻沖碾壓實，達到了全路基的直接檢驗與 補充追加壓實,，在路床頂面以下形成 1.0m~1.5m 連續(xù),、均勻、密實的加固層,，從而 使路基路面的綜合強度與穩(wěn)定性得全面提高,。 沖擊碾壓的工程應(yīng)用 1.特殊土地基加固處理 濕陷性黃土地基較多采取強夯法處理沖擊壓路機進行施工。河北某高速公路路基 底層濕陷性黃土地基采用 25kJ 三邊形沖擊壓路機在地表面沖碾 40 遍后,，地表下 11 0mm 內(nèi)土基平均壓實度達到 KH=91%,，即原來黃土的干密度 PD=1.35g/cm3 提高到 1.70 g/cm3，其濕陷系數(shù)由 0.0438 降為 0.0022,，消除了濕陷性,。地表下土基 1m 內(nèi) 平均彈性模量達到 80MPa 以上， 其技術(shù)指標已經(jīng)完全符合黃土地基加固的質(zhì)量要求,。
7 j- _/ D1 S" l/ i9 E/ f 甘肅,、寧夏、山西等濕陷性黃土地基采用沖擊碾壓進行處理,，也取得同樣加固效果,。 沖擊碾壓對軟土地基具有加速沉降與加固的作用，當碾壓達到 33 遍時,，孔隙水 壓力由 11.27kPa 增為 16.766kPa,。監(jiān)測結(jié)果表明,，沖擊壓路機對地面施加沖擊能量 后,，土體受拉,、壓作用，軟土自由水經(jīng)塑料排水板排出地表后土體密實度增加,，加速 了軟基的沉降固結(jié),。如果在軟基上填筑路堤，采用沖擊壓路機分層碾壓工藝,，可在施 工過程中加快軟基的固結(jié)速度,，有利于軟基的沉降固結(jié)。 地基土的天然稠度處于 0.5~1.0 過濕狀態(tài),，需要進行加固處理,，可用沖擊碾壓結(jié) 合水穩(wěn)定性好的粗粒材料墊層綜合加固。該墊層厚度按稠度（WC）確定：當 1.0 〉 WC≥0.9,，墊層厚 20cm,；0.9 〉WC≥0.75，墊厚層 30cm,；0.75 〉WC≥0.5,，墊層厚 50cm。在粗粒料墊層上用沖擊壓路機碾壓 20~30 遍后,，可使地基土表面部分厚度固 結(jié),，與水穩(wěn)定性好的粗粒材料形成加固地基或路床。 2.加快舊路改造施工 當公路升級需要改建舊路時,，必須提高路基質(zhì)量,，滿足新路等級的壓實標準，通 常的做法是開挖路面與路床,、路堤,，重新回填分層壓實，以達到規(guī)定的壓實度,，對瀝 青或水泥路面需要破碎,，翻挖與清除。采用沖擊碾壓技術(shù)則不必開挖路面與路基,，可 以直接在原路面上用沖擊壓路機進行沖碾施工,，使路基達到質(zhì)量要求，舊路面能得到 利用,。應(yīng)用這種新工藝能節(jié)約筑路材料,，有利于環(huán)境保護，保證工程質(zhì)量,，加快改建 公路進度,。 寧夏鹽興公路改建,，將原砂石路面低等公路提高到二級公路，用 25kJ 三邊形雙 輪沖擊壓路機直接沖碾舊路,，完成試驗段后,，指導(dǎo)全線施工。低液限粉土段沖碾 50 遍后：壓實度平均值 0~30cm 處由 84.8%提高到 97.1%,；30cm~80cm 處由 85.0%提 高到 95.3%,；80cm~150cm 處由 82.5%提高到 94.1%；平均沉降量 24.5cm,，路基技 術(shù)指標已達到規(guī)范標準,。生產(chǎn)路段低液限粉土路基按沖碾 50 遍施工，粉土質(zhì)砂段沖 碾 30 遍后,，壓實度平均值 0~30cm 處由 91.4%提高到 97.6%,；30cm~80cm 處由 90. 7%提高到 95.6%；80cm~150cm 處由 93.5%提高到 96.9%,；180cm 處由 91.8%提高 到 93.9%,；平均沉降量 11cm，路基技術(shù)指標已達到規(guī)范標準,。生產(chǎn)路段粉土質(zhì)砂路 基按沖碾 30 遍施工,，經(jīng)比較，沖擊碾壓比正常工藝施工每公里由 15 萬元降至 7 萬 元人民幣,，費用減少 46.7%,。 在廣東、河南,、浙江等地用五邊形沖擊壓路機進行水泥混凝土路面改建的沖擊碾 壓試驗與施工,，均取得較好的技術(shù)效果。 公路升級改建需要加寬修建新路基,，特別是二級公路改建為高速公路時,，使用沖 擊碾壓技術(shù)能較好地解決新老路結(jié)合引起的變形裂縫問題。在加寬路基與坡腳外 1.0 m 地基范圍內(nèi),，地基應(yīng)進行沖擊碾壓加固處理,。如屬于前述的特殊土地基，則采用的 技術(shù)措施與沖擊碾壓結(jié)合進行加固處理,。當新加寬路基分層壓實到路床后,，對新老路 結(jié)合部與新路床進行了沖擊碾壓檢驗性補壓，再視完成路基的具體狀況,，必要時在結(jié) 合部路床內(nèi)加鋪土工格柵,，這樣處理后能較好地避免產(chǎn)生因新老路結(jié)合所引發(fā)的沉降 變形裂縫。0 @. J" p' l: J0 E4 H
使用沖擊碾壓技術(shù)的注意事項 1.合理選用機型 style="line-height: 150%"> 目前國內(nèi)生產(chǎn)沖擊壓路機有 12 個廠家共 20 個型號,， 類別繁多,，使用不當,，很難達到預(yù)期的目的。對于路堤,、路床的檢驗補壓與填石,、土 石混填路堤的分層壓實，經(jīng)全國現(xiàn)有的工程實踐證明,，宜使用 25kJ 三邊形雙輪沖擊 壓路機,。對水泥路面改建與土質(zhì)路堤分層壓實，宜使用 25kJ 五邊形雙輪沖擊壓路機,。 2.正確使用沖擊碾壓施工工藝 雙輪沖擊壓路機應(yīng)用按通過兩次為一遍，壓實寬度 4m 為計算單元,，并按前述的 施工工藝作業(yè),。單輪沖擊壓路機以通過一次的輪寬為壓實計算單位。 3.正確理解沖擊碾壓有較寬的含水量范圍 由于沖擊壓路機具有高能量的壓實功能,，相當于超重型擊實標準的擊實功,，達到 重型壓實度的含水量僅在小于最佳含水量范圍內(nèi)擴大，其大于最佳含水量的范圍不會 擴大,。因此,，含水量視土的塑性指數(shù)大小，宜控制稠度不小于 1.1~1.2,，否則厚 80c m~100cm 土層沖壓會形成彈簧土,，無法壓實。 4.控制構(gòu)造物的安全距離 沖擊壓路機的輪邊與構(gòu)造物應(yīng)有 1m 的安全距離,，橋涵構(gòu)造物上填土厚度不少于 2.5m,。 5.當使用沖擊壓路機的補壓振碾達標路床工程的平均沉降量小于 3cm 時， 不宜再 進行沖擊碾壓作業(yè),。 目前國內(nèi)沖擊壓路機主要應(yīng)用于高速公路土石高路堤的分層沖碾壓實,，路堤、路 床的檢驗性補壓,，以及地基加固處理等工程效果較明顯的領(lǐng)域,。此外，沖擊碾壓技術(shù) 在農(nóng)業(yè),、水利,、環(huán)境工程等方面也有廣闊的應(yīng)用前景。 |
發(fā)表于 2011-8-12 10:01:13
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