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【摘 要】在公路工程施工中,提高冲击碾压技术,可以有效降低路基沉降变形现象,对路基强度进行有效提升,确保公路工程顺利运行,并延长公路的使用寿命。本文主要对冲击碾压技术的原理、效果、应用及质量控制进行了分析,以期提高公路工程的整体质量。
【关键词】高速公路;冲击碾压;施工
作为一种新兴的路基压实法,冲击碾压技术工作的主要原理是以冲击轮进行快速滚动的方式冲压,将势能转化为对地冲击能,产生巨大压力压实地基。这种方式具有压实及重夯的双重作用,对地下深层土的密实度可明显改善,还可以对填方路基沉降现象有效减少,同时提高暴露路基缺陷、工程质量及提升路基安全效果明显。
1.冲击碾压技术的原理
冲击碾压施工就是采用冲击式压实机,是一种高振幅低频率的新型压实设备,并进行压实轮配备,压实轮在牵引机拖动行驶滚动中将高位势能转化为动能对地面进行冲击从而对土体的深层产生较强的冲击能量,同时辅以滚压、揉压的综合作用,使土石颗粒之间发生位移、变形和剪切,增加土石密实度,它的影响深度也会不断增加,随着冲击波的传播使土体深层得到压实。
利用冲击式压实机的冲击碾压,能有效减少公路路基的工后沉降量,大大改善因不均匀沉降而形成的道路病害,对路基的整体强度与均匀性进行提高,对于暴露地基或路基的内部缺陷、避免隐患、提高施工质量等具有显著的效果;于此同时对确保公路的质量和增加公路使用寿命具有重要意义。
冲击压实机的技术特性决定较现行常规压路机不同的压实施工工艺,不是采用现有压路机压半轮或部分重叠碾压的施工方法,而是以冲击力向土体深层扩散分布的性状,提出新的冲击碾压方法与施工工艺。冲击压路机双轮各宽0.9m,两轮内边距1.17m,行驶两次为一遍,其冲碾宽度4m。每遍第二次的单轮由第一次两轮内边距中央通过,形成的理论冲碾间隙双边各0.13m,当第二遍的第一次向内移动0.2m冲碾后,即将第一遍的间隙全部碾压。第三遍再回复到第一遍的位置冲碾,依次进行至最终遍数。冲击压路机向前行驶在纵向冲碾地面所形成的峰谷状态,应以单双两遍为一冲压单元,当双数遍冲压时,调整转弯半径,达到对形成的波峰与波谷进行交替冲碾,使地面峰谷减小,表面接近平整。冲击压路机一般行驶按顺时针与逆时针方向每五遍进行交换作业。各种土石路基冲碾20~40遍可以使路基形成厚1.0~1.5m的均匀加固层。
2.冲击碾压的技术效果
2.1提高路基的整体强度和均匀性
经过一些路段的测试发现,在冲击压路机多次碾压后,将很大程度改善路基的平均弹性模量值,进而改善路基状况。尤其是在一些路段,经过20多遍冲压之后,1.5m的层厚范围内其压实度将会增加3%到5%之间,同时路床顶面的1-1.5米的地方形成了均匀、连续和密实的加固层,从而对路基路面的整体与稳定性进行提高。基于此,在选用冲击压路机中,不管何种路基填料而实施的冲击碾压作业,都能极大地提高路基的整体强度及均匀性,并防止路面在一定程度上产生早期损坏现象,增加路面的使用寿命。
2.2减小路堤的工后沉降率
在地形、环境等因素的影响下,同时路堤压实层厚和填料的不均匀,压实不足、均匀性不好,一旦受到土石的自重密压变形,就有可能形成拉伸和压缩应变区,使沉降差异变大。当沉降量的梯度大于0.6%,就有可能发生变形裂缝。在山区的高填方路基上经常会发现纵向或者横向裂缝。通过实验和观察所得,当路基达到规定压实度时,工后沉降率大致为0.4%。因此公路的正常使用受到了严重影响了。而高填方路堤运用冲击碾压技术进行施工,却能够使工后的沉降率达到0.1%-0.15%,这样能够较好的避免差异变形而引发的裂缝,因此解决高填方路堤变形的有效技术措施是多处工程实验中冲击碾压技术。尤其是在斜坡地形路基的应用中效果更好。
2.3特殊土地基的加固处理
公路施工中,为了有效处理路基加固问题,多数传统方式可以選用强夯法处理。选用冲击碾压的创新技术,能够降低湿陷系数,提升路面干密度,使其技术指标达到地基加固的质量要求。并且在软基上进行填筑路堤,采取冲击压路机进行分层碾压的工艺,能够在施工的过程中加速软基固结速度,也有助于软基的沉降固结。
3.路基冲击碾压技术应用
3.1处理好上路床及零填挖地段
路面质量的高低直接影响到上路床以及零填挖地段的施工质量,其中压实度必须保持在 95% 以上。尽管采用一般的压实设备也能达到施工规定的压实度,但是当压实工作结束后,路基很可能顺着层厚的方向发生下降,所以最好采用冲击碾压技术。冲击碾压的深度最高可以达到一米,便促使路基每一层的密实度曲线变得平缓,从而将路基的综合强度以及承载力提高。
3.2处理好软土地基的加固
采用排水固结方法来处理软土地基后,再使用冲击碾压技术,可以促使软土地基迅速沉降并且能够起到加固的作用。一些软土地段,排水处治过程压实设备难以就位进行工作,考虑在路堤的填筑过程当中运用冲击压路机进行分层碾压的工艺,在施工过程中提高软基的固结速度,从而有助于软基的沉降固结效果。
3.3高填方的补强处理
高填方路段出现的工后沉降现象,也一直是造成路面下沉开裂的主要原因。在高填方路基的施工中,一般是采用普通的振动压实设备,每间隔2米的层厚就进行冲击碾压的补压,这样能够用很小的经济投入获得很好的压实效果,能够很好地解决高路堤工后的差异沉降问题,从而增强了路床的整体性和均匀性。
4.冲击碾压技术的质量控制
4.1碾压检测
对冲压后的路基表面是否平整,土壤是否密实先做初步鉴定,对部分沉降量较大的路基及时做详细记录。路表应保证碾压痕迹清晰,波峰波谷间距相同。在冲压7-15天后,按规定对压实度与压陷深度进行鉴定,填写检测记录,然后进行平整。按要求对冲压后地基进行标高测定、含水量检测、压实度检测等,并要求压实度与原地高大于93%,压陷深度在50±10厘米为宜。
4.2碾压效果
地基土经碾压后,土木试验数据显示,大部分受碾压路基弯沉度降低,回弹度增大,这一结果表明路基强度和负载能力有效提高,变形沉降问题得以缓解。通过对比碾压前后压缩变化,压沉量与碾压次数成正比,碾压后空隙间距明显减小,且湿陷样品检出情况大量降低,压缩性指标变化幅度也相应减少,路基强度整体得到提高。冲击碾压技术不仅有压实平整作用,在施工过程中能随时发现路基饱水软弱带分布位置,从而进行挖换填土压实,保证路基压实质量与整体均匀性。
5.结束语
综上所述,随着科学技术的不断进步,公路施工技术方面得到了告诉发展。作为公路施工关键性的施工技术,冲击碾压技术在公路工程施工中得到了广泛的应用。
【参考文献】
[1]高辉,陈燎焱,巩喜彪,苏衍岭.补强冲击碾压技术在粉砂土路基施工中的应用[J].山东交通科技,2011(01).
[2]胡昌斌,阙云.冲击碾压改建旧水泥混凝土路面施工时的地基振动特性[J].振动与冲击,2010(11).
[3]祁义保.冲击碾压技术在高速公路改建工程中的应用[J].城市道桥与防洪,2010,(03).
[4]初磊.冲击碾压技术在高速公路路基施工中的运用分析[J].科技传播,2012,(14).
[5]庞旭卿,倪万魁.冲击碾压技术在湿陷性黄土路基整治中的应用[J].铁道建筑,2008,(09).
【关键词】高速公路;冲击碾压;施工
作为一种新兴的路基压实法,冲击碾压技术工作的主要原理是以冲击轮进行快速滚动的方式冲压,将势能转化为对地冲击能,产生巨大压力压实地基。这种方式具有压实及重夯的双重作用,对地下深层土的密实度可明显改善,还可以对填方路基沉降现象有效减少,同时提高暴露路基缺陷、工程质量及提升路基安全效果明显。
1.冲击碾压技术的原理
冲击碾压施工就是采用冲击式压实机,是一种高振幅低频率的新型压实设备,并进行压实轮配备,压实轮在牵引机拖动行驶滚动中将高位势能转化为动能对地面进行冲击从而对土体的深层产生较强的冲击能量,同时辅以滚压、揉压的综合作用,使土石颗粒之间发生位移、变形和剪切,增加土石密实度,它的影响深度也会不断增加,随着冲击波的传播使土体深层得到压实。
利用冲击式压实机的冲击碾压,能有效减少公路路基的工后沉降量,大大改善因不均匀沉降而形成的道路病害,对路基的整体强度与均匀性进行提高,对于暴露地基或路基的内部缺陷、避免隐患、提高施工质量等具有显著的效果;于此同时对确保公路的质量和增加公路使用寿命具有重要意义。
冲击压实机的技术特性决定较现行常规压路机不同的压实施工工艺,不是采用现有压路机压半轮或部分重叠碾压的施工方法,而是以冲击力向土体深层扩散分布的性状,提出新的冲击碾压方法与施工工艺。冲击压路机双轮各宽0.9m,两轮内边距1.17m,行驶两次为一遍,其冲碾宽度4m。每遍第二次的单轮由第一次两轮内边距中央通过,形成的理论冲碾间隙双边各0.13m,当第二遍的第一次向内移动0.2m冲碾后,即将第一遍的间隙全部碾压。第三遍再回复到第一遍的位置冲碾,依次进行至最终遍数。冲击压路机向前行驶在纵向冲碾地面所形成的峰谷状态,应以单双两遍为一冲压单元,当双数遍冲压时,调整转弯半径,达到对形成的波峰与波谷进行交替冲碾,使地面峰谷减小,表面接近平整。冲击压路机一般行驶按顺时针与逆时针方向每五遍进行交换作业。各种土石路基冲碾20~40遍可以使路基形成厚1.0~1.5m的均匀加固层。
2.冲击碾压的技术效果
2.1提高路基的整体强度和均匀性
经过一些路段的测试发现,在冲击压路机多次碾压后,将很大程度改善路基的平均弹性模量值,进而改善路基状况。尤其是在一些路段,经过20多遍冲压之后,1.5m的层厚范围内其压实度将会增加3%到5%之间,同时路床顶面的1-1.5米的地方形成了均匀、连续和密实的加固层,从而对路基路面的整体与稳定性进行提高。基于此,在选用冲击压路机中,不管何种路基填料而实施的冲击碾压作业,都能极大地提高路基的整体强度及均匀性,并防止路面在一定程度上产生早期损坏现象,增加路面的使用寿命。
2.2减小路堤的工后沉降率
在地形、环境等因素的影响下,同时路堤压实层厚和填料的不均匀,压实不足、均匀性不好,一旦受到土石的自重密压变形,就有可能形成拉伸和压缩应变区,使沉降差异变大。当沉降量的梯度大于0.6%,就有可能发生变形裂缝。在山区的高填方路基上经常会发现纵向或者横向裂缝。通过实验和观察所得,当路基达到规定压实度时,工后沉降率大致为0.4%。因此公路的正常使用受到了严重影响了。而高填方路堤运用冲击碾压技术进行施工,却能够使工后的沉降率达到0.1%-0.15%,这样能够较好的避免差异变形而引发的裂缝,因此解决高填方路堤变形的有效技术措施是多处工程实验中冲击碾压技术。尤其是在斜坡地形路基的应用中效果更好。
2.3特殊土地基的加固处理
公路施工中,为了有效处理路基加固问题,多数传统方式可以選用强夯法处理。选用冲击碾压的创新技术,能够降低湿陷系数,提升路面干密度,使其技术指标达到地基加固的质量要求。并且在软基上进行填筑路堤,采取冲击压路机进行分层碾压的工艺,能够在施工的过程中加速软基固结速度,也有助于软基的沉降固结。
3.路基冲击碾压技术应用
3.1处理好上路床及零填挖地段
路面质量的高低直接影响到上路床以及零填挖地段的施工质量,其中压实度必须保持在 95% 以上。尽管采用一般的压实设备也能达到施工规定的压实度,但是当压实工作结束后,路基很可能顺着层厚的方向发生下降,所以最好采用冲击碾压技术。冲击碾压的深度最高可以达到一米,便促使路基每一层的密实度曲线变得平缓,从而将路基的综合强度以及承载力提高。
3.2处理好软土地基的加固
采用排水固结方法来处理软土地基后,再使用冲击碾压技术,可以促使软土地基迅速沉降并且能够起到加固的作用。一些软土地段,排水处治过程压实设备难以就位进行工作,考虑在路堤的填筑过程当中运用冲击压路机进行分层碾压的工艺,在施工过程中提高软基的固结速度,从而有助于软基的沉降固结效果。
3.3高填方的补强处理
高填方路段出现的工后沉降现象,也一直是造成路面下沉开裂的主要原因。在高填方路基的施工中,一般是采用普通的振动压实设备,每间隔2米的层厚就进行冲击碾压的补压,这样能够用很小的经济投入获得很好的压实效果,能够很好地解决高路堤工后的差异沉降问题,从而增强了路床的整体性和均匀性。
4.冲击碾压技术的质量控制
4.1碾压检测
对冲压后的路基表面是否平整,土壤是否密实先做初步鉴定,对部分沉降量较大的路基及时做详细记录。路表应保证碾压痕迹清晰,波峰波谷间距相同。在冲压7-15天后,按规定对压实度与压陷深度进行鉴定,填写检测记录,然后进行平整。按要求对冲压后地基进行标高测定、含水量检测、压实度检测等,并要求压实度与原地高大于93%,压陷深度在50±10厘米为宜。
4.2碾压效果
地基土经碾压后,土木试验数据显示,大部分受碾压路基弯沉度降低,回弹度增大,这一结果表明路基强度和负载能力有效提高,变形沉降问题得以缓解。通过对比碾压前后压缩变化,压沉量与碾压次数成正比,碾压后空隙间距明显减小,且湿陷样品检出情况大量降低,压缩性指标变化幅度也相应减少,路基强度整体得到提高。冲击碾压技术不仅有压实平整作用,在施工过程中能随时发现路基饱水软弱带分布位置,从而进行挖换填土压实,保证路基压实质量与整体均匀性。
5.结束语
综上所述,随着科学技术的不断进步,公路施工技术方面得到了告诉发展。作为公路施工关键性的施工技术,冲击碾压技术在公路工程施工中得到了广泛的应用。
【参考文献】
[1]高辉,陈燎焱,巩喜彪,苏衍岭.补强冲击碾压技术在粉砂土路基施工中的应用[J].山东交通科技,2011(01).
[2]胡昌斌,阙云.冲击碾压改建旧水泥混凝土路面施工时的地基振动特性[J].振动与冲击,2010(11).
[3]祁义保.冲击碾压技术在高速公路改建工程中的应用[J].城市道桥与防洪,2010,(03).
[4]初磊.冲击碾压技术在高速公路路基施工中的运用分析[J].科技传播,2012,(14).
[5]庞旭卿,倪万魁.冲击碾压技术在湿陷性黄土路基整治中的应用[J].铁道建筑,2008,(09).