高速公路高填方?jīng)_擊碾壓施工工法[標(biāo)準(zhǔn)工法]

1、高速公路高填方?jīng)_擊碾壓施工工法作者：張少華來(lái)源：科學(xué)與財(cái)富2016年第16期摘 要：高速公路工程建設(shè)施工質(zhì)量直接關(guān)系到公路日后的使用質(zhì)量，加之高速公路相較一般公路而言，路基填筑相對(duì)較高，路面及路基在使用過(guò)程中所承擔(dān)的重量及車流量大大增加，對(duì)高速公路路基路面施工建設(shè)的穩(wěn)定性及強(qiáng)度提出了更高的要求。本文以常用的YCT25型沖擊壓實(shí)機(jī)為例，對(duì)高速公路高填方?jīng)_擊碾壓方法做以簡(jiǎn)述。關(guān)鍵詞：高程公路；高填方；沖擊碾壓1前言沖擊碾壓是高速公路施工中一種新型的壓實(shí)方法，施工中采取沖擊碾壓技術(shù)進(jìn)行填前碾壓、填方壓實(shí)以及路基補(bǔ)強(qiáng)具有施工速度快、效率高、費(fèi)用低、安全性高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。沖擊碾壓自1996年在我國(guó)大

2、陸推廣應(yīng)用，沖擊壓路機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，促進(jìn)了壓實(shí)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。正確使用公路沖擊碾壓技術(shù)，在有效地減少路基的沉降變形，提高路基的整體強(qiáng)度與均勻性，加固特殊土地基，加速舊路改造，克服路基隱患，提高公路工程質(zhì)量等方面的工程實(shí)踐表明優(yōu)勢(shì)明顯。目前在我國(guó)各地路基施工中已得到廣泛的應(yīng)用，具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2工法特點(diǎn)2.1 壓實(shí)力大、影響深度和有效影響范圍大。沖擊壓實(shí)機(jī)的壓實(shí)力是同噸位靜碾壓路機(jī)的10倍，是同噸位振動(dòng)壓路機(jī)的34倍，壓實(shí)影響深度可高達(dá)5米，有效壓實(shí)深度在11.5米，相比振動(dòng)壓路機(jī)最佳壓實(shí)層厚度0.30.5m，有效解決普通壓路機(jī)達(dá)不到的施工深度，每層填方厚度可提高到0.81.2m，為

3、壓實(shí)質(zhì)量提供了保障。2.2 鋪層厚度大。沖擊式壓路機(jī)可進(jìn)行原土壓實(shí)，也可進(jìn)行分層壓實(shí)和補(bǔ)強(qiáng)壓實(shí)。由于其影響深度大，鋪層厚度可達(dá)0.41.0m。對(duì)于補(bǔ)強(qiáng)加固，其補(bǔ)強(qiáng)加固厚度可達(dá)2.0m以上。2.3 壓實(shí)效率高。其工作速度可達(dá)912km/h，壓實(shí)產(chǎn)量可達(dá)10001500m3/h。應(yīng)用沖擊式壓路機(jī)碾壓一般性的黏土，壓實(shí)59遍其鋪層的相對(duì)密度可達(dá)90%92%，平均壓實(shí)效率600800m3/h。而傳統(tǒng)壓實(shí)機(jī)械工作速度為36km/h，壓實(shí)產(chǎn)量約為240360m3/h（同噸位比較），大大提高了施工效率，加快施工進(jìn)度，尤其在較長(zhǎng)、較寬的路基段落效率更高。2.4 含水量范圍標(biāo)準(zhǔn)要求低。實(shí)踐表明沖擊壓路機(jī)對(duì)填料含

4、水量要求不如其他壓實(shí)機(jī)械嚴(yán)格，可壓實(shí)最佳填料含水量一定范圍內(nèi)的地基基礎(chǔ)。2.5 具有檢測(cè)性。強(qiáng)大的沖擊力作用于地面，視覺(jué)效果直觀，較易發(fā)現(xiàn)未被壓實(shí)、下有空洞及“橡皮”路面或局部軟弱區(qū)，可隨時(shí)對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查控制。3工藝原理沖擊碾壓隸屬于壓路機(jī)的一種新型的拖式壓路機(jī)，又叫沖擊式壓實(shí)機(jī)、沖擊碾壓機(jī)。沖擊式壓路機(jī)通過(guò)裝載機(jī)牽引，帶動(dòng)一個(gè)三邊弧形沖擊壓實(shí)輪，沖擊輪在工作中，當(dāng)牽引車拖動(dòng)沖擊輪向前滾動(dòng)時(shí)，沖擊輪重心離地面的高度上下交替變化，產(chǎn)生的勢(shì)能和動(dòng)能集中向前、向下碾壓，形成巨大的沖擊波，通過(guò)沖擊輪自身的重量和前進(jìn)時(shí)連續(xù)均勻的沖擊力沖擊地面，使土體均勻密實(shí)。在碾壓過(guò)程中，沖擊輪每旋轉(zhuǎn)一周，其重心抬

5、高和下降三次，對(duì)地面產(chǎn)生夯實(shí)沖擊和振動(dòng)作用三次。其沖擊壓實(shí)工作原理如圖1所示。4施工工藝流程及操作要點(diǎn)4.1施工工藝流程施工準(zhǔn)備-測(cè)量放樣-沖壓路段清理整平并修筑沖壓段兩端轉(zhuǎn)彎道-檢測(cè)含水量和密實(shí)度、埋設(shè)高程觀測(cè)點(diǎn)-沖擊碾壓試驗(yàn)段施工以確定施工參數(shù)-進(jìn)行沖擊碾壓-平地機(jī)清除多余土方、路基整平-檢測(cè)碾壓后沉降量及表層壓實(shí)度-振動(dòng)壓路機(jī)碾壓以消除輪跡-進(jìn)入下道工序。4.2操作要點(diǎn)4.2.1施工準(zhǔn)備1、施工前對(duì)路基沖擊碾壓路段進(jìn)行清理掘除并整平，清表厚度不低于30cm，清表完成后進(jìn)行灑水、整平、碾壓，以保證均勻傳遞強(qiáng)大的沖擊力，使沖擊碾壓達(dá)到最佳效果。2、碾壓前對(duì)填料含水量進(jìn)行檢測(cè)保證實(shí)際含水量控制

6、在最佳含水量的2%以內(nèi)。3、在無(wú)法轉(zhuǎn)彎的地段需修筑轉(zhuǎn)彎道，以利沖擊壓路機(jī)轉(zhuǎn)彎行駛。4、排除地表水，施工區(qū)周邊做好排水溝以確保場(chǎng)地排水通暢，防止積水。5、施工前，明確采用機(jī)械的規(guī)格及性能，沖擊壓實(shí)及振動(dòng)碾壓的遍數(shù)、沖擊能等參數(shù)，確定質(zhì)量檢測(cè)方法及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。4.2.2 測(cè)量放樣1、對(duì)已整平的路基進(jìn)行放樣測(cè)量，要求放出道路中心樁及邊樁，邊樁設(shè)在道路紅線以外1.01.5米處，兩側(cè)紅線可灑白灰粉，并測(cè)量沖壓前路面標(biāo)高，以確定沖壓后的沉降量。2、用全站儀測(cè)量沉降觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)并記錄，以便沖擊完成后按照此坐標(biāo)進(jìn)行放樣和標(biāo)高測(cè)量。觀測(cè)點(diǎn)平面位置保持不變，在施工過(guò)程中，應(yīng)保證觀測(cè)點(diǎn)位置的固定。3、各沉降量觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)

7、在沖擊范圍之外兩側(cè)設(shè)置護(hù)樁，作為恢復(fù)觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。沖擊碾壓過(guò)程中，應(yīng)派專人跟班作業(yè)，認(rèn)真填寫(xiě)沖擊碾壓工作記錄表，做好壓實(shí)遍數(shù)與沉降量和水平位移觀測(cè)記錄。4.2.3試驗(yàn)段設(shè)置1、根據(jù)設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度和沉降量，在大面積沖擊碾壓施工前選定有代表性的路基施做試驗(yàn)段，以確定沖擊遍數(shù)、最佳行駛速度、沉降量等技術(shù)參數(shù)，并檢測(cè)機(jī)械設(shè)備的性能和生產(chǎn)能力。沖擊碾壓試驗(yàn)段的工作范圍一般要求寬度不小于24m，長(zhǎng)度不小于250m。按照每50m設(shè)置一個(gè)檢測(cè)斷面，每斷面按路基寬度設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，每個(gè)沉降檢測(cè)斷面布置3點(diǎn)，分別為路基的左、中、右三點(diǎn)（邊點(diǎn)距離路基邊1m），從而對(duì)大面積施工過(guò)程的沉降量進(jìn)行追蹤調(diào)查。2、在碾壓過(guò)程中

8、按照每5遍檢測(cè)一次壓實(shí)度及沉降，并詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，確定最佳碾壓參數(shù)以指導(dǎo)沖擊碾壓大面積施工。4.2.4沖擊碾壓方法1、根據(jù)路基寬度確定循環(huán)沖擊碾壓的行駛路線，用白灰線灑出路線之后，用沖擊式壓實(shí)機(jī)進(jìn)行沖擊碾壓。新建道路沖擊碾壓施工時(shí)，施工場(chǎng)地寬度大于沖擊壓實(shí)機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑的4倍時(shí)，以道路中心線對(duì)稱地將場(chǎng)地分成兩半，壓實(shí)行駛路線如圖2所示行駛。施工場(chǎng)地的寬度小于4倍轉(zhuǎn)彎半徑時(shí)，如圖3所示的“s”形沖壓方式進(jìn)行。以圖2為例，輪跡走向從路基的一側(cè)邊緣開(kāi)始碾壓，轉(zhuǎn)彎后沿道路中心線向另一側(cè)碾壓，以縱向錯(cuò)輪1/6輪周長(zhǎng)、橫向錯(cuò)輪1/6輪間距碾壓整個(gè)路基表面為沖碾一遍。沖擊壓實(shí)橫向錯(cuò)輪以

9、圖4所示。以宇通重工YCT25（25kj拖式?jīng)_擊壓路機(jī)）三邊弧形沖擊輪為例，三邊弧形的沖擊輪在縱向以每前行一周壓實(shí)l/6輪跡的運(yùn)行方式進(jìn)行沖擊碾壓，在同一碾壓帶上錯(cuò)輪碾壓6次（即在同一點(diǎn)上要往返沖擊2次），相當(dāng)于振動(dòng)壓路機(jī)碾壓一遍。因此，采用沖擊壓路機(jī)壓實(shí)路基時(shí)，同一碾壓帶縱向至少?zèng)_擊碾壓6次，即按縱向錯(cuò)輪l/6輪周長(zhǎng)進(jìn)行。橫向錯(cuò)輪碾壓應(yīng)根據(jù)沖擊輪寬度確定輪跡搭接寬度，如沖擊輪單寬為0.9m、兩輪之間距離為1.2m，每次需搭接0.2m，搭接沖壓2次才能覆蓋兩輪之問(wèn)的空間。2、沖擊碾壓采用25kj三邊弧形沖擊式壓實(shí)機(jī)，沖擊式壓實(shí)機(jī)行走速度控制在912km/h范圍內(nèi)，每遍的碾壓輪跡必須緊密相連，保

10、證縱、橫向搭接，不得出現(xiàn)漏壓、空白區(qū)段。3、由于沖擊輪三邊弧形的構(gòu)造特點(diǎn)，沖碾一遍結(jié)束后仍有部分路基未被沖碾到，表層會(huì)形成波浪起伏，就需要縱向錯(cuò)輪以消除波浪。一般每沖碾1遍應(yīng)按順時(shí)針和逆時(shí)針交替進(jìn)行沖擊碾壓，碾壓時(shí)要調(diào)整轉(zhuǎn)彎半徑，沖擊波峰，即進(jìn)行縱向錯(cuò)峰壓實(shí)，以做到壓實(shí)質(zhì)量的均勻、滿壓。沖擊壓實(shí)縱向錯(cuò)輪如圖5所示。4、當(dāng)沖擊壓路機(jī)沖壓若干遍后，若場(chǎng)地波浪起伏過(guò)大，立即停止施工，用推土機(jī)和平地機(jī)整平后再繼續(xù)沖碾。5、沖碾過(guò)程中如果因輪跡過(guò)深而影響壓實(shí)行進(jìn)速度，應(yīng)用平地機(jī)平整后再進(jìn)行沖擊碾壓，整平時(shí)注意保護(hù)標(biāo)記樁。6、若土體含水量過(guò)大，出現(xiàn)軟基現(xiàn)象，應(yīng)做局部翻曬或換填處理。7、若土體含水量小于最佳

11、含水量，則采用推土機(jī)、平地機(jī)整平，補(bǔ)充灑水，保證土體處于最佳含水量，保持地基濕潤(rùn)、不出現(xiàn)松散層，水分充分滲透后再繼續(xù)沖壓，并進(jìn)行壓實(shí)度和高程檢測(cè)。8、現(xiàn)場(chǎng)大面積沖擊碾壓時(shí)，按照試驗(yàn)段確定的技術(shù)參數(shù)和施工工藝進(jìn)行沖擊碾壓，施工過(guò)程中也可根據(jù)各個(gè)段落的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況對(duì)沖擊遍數(shù)進(jìn)行調(diào)整，最終以檢測(cè)的壓實(shí)度、沉降量等數(shù)據(jù)否滿足設(shè)計(jì)要求確定是否完成沖擊碾壓。7.質(zhì)量控制7.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1 沖擊碾壓施工質(zhì)量控制主要以碾壓遍數(shù)為主，相應(yīng)檢查碾壓面的沉降量和碾壓面以下30cm 處的壓實(shí)度增長(zhǎng)情況。因此，沖擊碾壓的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足施工圖設(shè)計(jì)要求的碾壓遍數(shù)和沉降量。7.1.2 碾壓遍數(shù)一般要求不大于20

12、遍，試驗(yàn)表明，沖擊碾壓施工工藝對(duì)地基表層以下20100cm的密實(shí)度具有明顯的改善效果，但當(dāng)沖碾20遍后，密實(shí)度達(dá)到一定的上限，即使再增加沖擊遍數(shù)，沖擊效果也不明顯，從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講，無(wú)非是增加施工成本，但作用不大。7.1.3 沉降量一般要求沖擊碾壓20遍后的沉降量小于3cm。7.1.4 地基與路塹沖壓、路基增強(qiáng)補(bǔ)壓、舊砂石（瀝青）路面破碎沖壓應(yīng)按圖7進(jìn)行檢測(cè)。路基的分層沖擊碾壓應(yīng)按圖8進(jìn)行檢測(cè)。7.2質(zhì)量保證措施沖擊碾壓的檢測(cè)主要以碾壓遍數(shù)、施工工藝和沉降量為主。沉降量檢測(cè)方便易行，能直觀地反映壓實(shí)效果。因此，對(duì)于沖擊碾壓質(zhì)量控制，在鋪筑試驗(yàn)段的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)以施工工藝和沉降量控制為主。7.2.1

13、沖擊碾壓中檢測(cè)1、對(duì)地基土或填料的性質(zhì)采用常規(guī)檢測(cè)方法，按公路土工試驗(yàn)規(guī)程及土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行土的性質(zhì)判定，確定是否適宜沖擊碾壓處理。最后進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，確定該填料的最大干密度和最佳含水率。2、現(xiàn)場(chǎng)采用灌砂法測(cè)定土層的密實(shí)度，以確定合理的碾壓遍數(shù)。碾壓后土層的壓實(shí)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。3、施工質(zhì)量：沖擊碾壓最后5遍的沉降量不得大于3cm，碾壓面下1m深度范圍內(nèi)的地基的壓實(shí)系數(shù)及地基系數(shù)應(yīng)滿足基床以下路堤填料的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，若碾壓面下1m深度位于基床底層，則應(yīng)滿足基床底層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。3、檢驗(yàn)數(shù)量：沖擊碾壓達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的遍數(shù)后，每100m等間距檢查2個(gè)斷面6點(diǎn)，每斷面左、中、右各1點(diǎn)，左、右點(diǎn)距路基邊緣1

14、m。若未能達(dá)到規(guī)定的施工質(zhì)量要求，則繼續(xù)碾壓，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求碾壓遍數(shù)和沉降量為止。7.2.2沖擊碾壓后檢測(cè)沖擊碾壓遍數(shù)完成后進(jìn)行動(dòng)力觸探試驗(yàn)和黃土濕陷系數(shù)檢測(cè)。按每50m一個(gè)橫斷面，每個(gè)橫斷面布置3個(gè)點(diǎn)，分別是路基中線、距離左右邊線各1m處，進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，檢測(cè)深度為處理后地表下1m范圍，濕陷性系數(shù)分別在處理后地表下0.3m和0.9m深度分別取樣進(jìn)行檢測(cè)。7.3質(zhì)量控制7.3.1施工過(guò)程中建立良好臨時(shí)排水系統(tǒng)，保證施工過(guò)程中場(chǎng)內(nèi)無(wú)積水。7.3.2如果填料未達(dá)到規(guī)定要求的干密度，應(yīng)采取必要的措施（如翻松、晾曬等）來(lái)調(diào)整填料的含水量，含水量控制在最佳含水量的2%以內(nèi)，并重新壓實(shí)到規(guī)定的壓實(shí)要求。7

15、.3.3填料鋪筑后應(yīng)采用推土機(jī)、平地機(jī)排壓整平，地面無(wú)明顯起伏過(guò)大情況。7.3.4沖碾開(kāi)始后，沖擊能量由低到高、行走速度由慢到快，沖碾過(guò)程要求不得有急停、急轉(zhuǎn)現(xiàn)象。7.3.5每遍沖碾部位按要求設(shè)縱向、橫向搭接，以保證沖碾均勻性。7.3.6沖擊碾壓后，可用平地機(jī)把多余土方清除。沖碾過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)局部凹陷，可表層耙松并填料處理后繼續(xù)沖碾施工。7.3.7沖碾施工時(shí)每段施工區(qū)的長(zhǎng)度不宜小于100m，寬度不宜小于6米。施工中應(yīng)盡可能采取路線較長(zhǎng)、范圍寬廣的路基進(jìn)行沖碾，以充分發(fā)揮沖擊碾壓的效能。7.3.8新舊路搭接交界處沖擊碾壓搭接長(zhǎng)度不小于10m，以免產(chǎn)生地基不均勻沉降。7.3.9對(duì)施工路段局部無(wú)法沖碾的部位，采用激振力大于40T壓路機(jī)振動(dòng)補(bǔ)壓，在沖碾結(jié)束后使沉降量和壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。10.效益分析沖擊碾壓施工工法與同類壓實(shí)機(jī)械的施工法相比工藝簡(jiǎn)單、施工速度快、效果明顯、費(fèi)用較低，而且施工安全性高，節(jié)能環(huán)保，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求低，與普通壓實(shí)機(jī)及強(qiáng)夯相比，具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。以YCT25型沖擊壓實(shí)機(jī)為例，與同類壓實(shí)機(jī)械施工分析對(duì)比情況如圖9