沖擊壓路機(jī)在土石混填路堤中的應(yīng)用

沖擊壓路機(jī)在土石混填路堤中的應(yīng)用大路建立和大路運(yùn)營的實(shí)踐證明，路基必需到達(dá)密實(shí)、勻稱、穩(wěn)定，才能保證路面的正常效勞功能。

在高速大路修建中，一般采納掌握路基的壓實(shí)度.、彎沉、工后沉降來到達(dá)功用要求。在路堤施工中若填料不能適用壓實(shí)度掌握時，按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)采納振動壓路機(jī)碾壓沉降來掌握路堤填筑質(zhì)量。再者，現(xiàn)在大路建立要求工期較短，路基工后自然沉降至路面施工時間更是不能到達(dá)應(yīng)有的沉降時間，路基常常會產(chǎn)生沉降變形而引發(fā)工程病害。

近年來使用沖擊壓路機(jī)開發(fā)應(yīng)用的沖擊碾壓技術(shù)有了很大進(jìn)展，在路堤施工過程中采納補(bǔ)強(qiáng)碾壓有效地削減路基的工后沉降與差異沉降，保證路堤的整體穩(wěn)定性?，F(xiàn)在對路堤的填筑過程中，利用沖擊壓路機(jī)對路堤填層進(jìn)展分層沖擊碾壓，不但提高了路基的整體強(qiáng)度與勻稱性，也能節(jié)省路堤填筑過程中對石塊進(jìn)展破裂的本錢費(fèi)用。加快施工進(jìn)度，還能到達(dá)工程質(zhì)量要求。

1現(xiàn)行路基施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求

現(xiàn)行《大路路基施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ033-95)中關(guān)于土石路堤施工有如下要求：

自然土石混合料中所含石料強(qiáng)度大于20MPa時，石塊的最大粒度不得超過壓實(shí)層厚的2/3，超過的應(yīng)當(dāng)去除；當(dāng)所含石料為軟質(zhì)巖(強(qiáng)度小于15Mpa)時，石料最大粒徑不得超過壓實(shí)層厚，超過的應(yīng)打碎。

土石路堤不得采納傾填方法，均應(yīng)分層填筑，分層壓實(shí)。每層鋪填應(yīng)依據(jù)壓實(shí)機(jī)械類型和規(guī)格確定，不宜超過40cm。

土石混合填料中，當(dāng)石料含量超過70%時，應(yīng)先鋪填大塊石料，且大面對下，放置平穩(wěn)，再鋪小塊石料、石碴或石屑嵌縫找平，然后碾壓；當(dāng)含量小于70%時，土石可混合鋪填，但應(yīng)避開硬質(zhì)石塊(特殊是尺寸大的硬質(zhì)石塊)集中。

按以上施工標(biāo)準(zhǔn)要求，采納一般的振動壓路機(jī)進(jìn)展施工，土石混填路堤施工分層不能超過40cm，石塊的最大粒徑不能大于27cm。

2沖擊碾壓技術(shù)

沖擊壓路機(jī)由牽引車帶動非圓形輪滾動，多邊形滾輪的大小半徑產(chǎn)生位能落差與行駛的動能相結(jié)合沿地面對土石材料進(jìn)展靜壓、搓揉、沖擊的連續(xù)沖擊碾壓作業(yè)，形成高振幅、低頻率的沖擊壓實(shí)原理。

目前以25KJ三邊形雙輪沖擊壓路機(jī)使用最多，行駛最正確速度為12km/h，對地面產(chǎn)生集中沖擊力200-250t，相當(dāng)于1111-1543kPa，這種高能量沖擊力周期性連續(xù)沖擊地面，產(chǎn)生劇烈的沖擊波，向下具有地震波的傳播特性，產(chǎn)生的沖擊碾壓功能到達(dá)超重型擊實(shí)功，可使地下深層的密實(shí)度不斷累積增加，滿意重型標(biāo)準(zhǔn)90%壓實(shí)度以上的有效壓實(shí)厚度視不同土石材料性狀達(dá)1.0-1.5m，比現(xiàn)有振動壓實(shí)機(jī)械有更好的壓實(shí)成效，使被沖壓的土石填料更接近于彈性狀態(tài)，顯示出克制土石路基隱患的技術(shù)優(yōu)勢。

沖擊壓路機(jī)的技術(shù)特性打算較現(xiàn)行常規(guī)壓路機(jī)不同的壓實(shí)工藝，不采納現(xiàn)有壓路機(jī)壓半輪或局部重疊碾壓的施工方法，而是以沖擊力向土體深層集中分布的性狀，提出新的沖擊碾壓方法與施工工藝。沖擊壓路機(jī)雙輪各寬0.9m，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夾角向土體內(nèi)分布土壓力。每遍其次次的單輪由第一次兩輪內(nèi)邊距中心通過，形成的理論沖碾間隙雙邊各0.13m，當(dāng)其次遍的第一次向內(nèi)移動0.2m沖碾后，馬上第一遍的間隙全部碾壓。第三遍再回復(fù)到第一遍的位置沖碾，依次進(jìn)展至最終遍數(shù)。沖擊壓路機(jī)向前行駛在縱向沖碾地面所形成的峰谷狀態(tài)，應(yīng)以單雙兩遍為一沖壓單元，當(dāng)雙數(shù)遍沖壓時，調(diào)整轉(zhuǎn)彎半徑，到達(dá)對形成的波峰與波谷進(jìn)展交替沖碾，使地面峰谷減小，外表接近平坦。沖擊壓路機(jī)一般按順時針與逆時針方向侮五遍進(jìn)展交換作業(yè)。各種土石路基沖碾20-40遍可以使路基形成厚1.0-1.5m的勻稱加固層。

3沖擊壓路機(jī)進(jìn)展及現(xiàn)狀

1995年夏天，南非壓實(shí)設(shè)備技術(shù)公司在香港新機(jī)場沖擊壓實(shí)后，將其沖擊壓路機(jī)首次引入中國大陸，自1999年國產(chǎn)沖擊壓實(shí)壓路機(jī)小批量生產(chǎn)并推向市場。如今我國是世界上使用沖擊式壓路機(jī)數(shù)量最多的一個國家，在過去的10年中，沖擊壓路機(jī)在高速大路中得到了大量的應(yīng)用，但在大量的應(yīng)用中，因沒有相應(yīng)的沖擊壓實(shí)施工標(biāo)準(zhǔn)，只能將沖擊壓實(shí)作為一種補(bǔ)強(qiáng)碾壓。現(xiàn)在，某些省份交通局部一般要求對路堤地基進(jìn)展填前碾壓，對分區(qū)層進(jìn)展補(bǔ)強(qiáng)沖擊碾壓。

4工程概況

滬蓉國道主干線重慶忠縣至墊江高速大路工程位于四川盆地川東平行嶺谷區(qū)，丘包群立，溝谷迂回，為四川盆地典型丘陵地貌。第四系地層零星分布，廣泛出露侏羅系地層，巖性為砂、泥巖互層。巖體呈中厚層構(gòu)造，砂巖自然單軸抗壓標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)26MPa裂隙不發(fā)育，巖體完整。本標(biāo)段承建的路段土石比例大約為1：8，絕大多數(shù)路堤要利用砂巖進(jìn)展填筑。

路基通過村莊，挖方地段離農(nóng)夫房屋根本上是60-150m，這就打算在路基挖方過程中，只能采納松動爆破，而不能采納拋擲爆破。在施工過程中爆破出石方粒徑均比擬大。對于1m以上的石塊采納爆破解小，對于小于1m的石塊采納液壓破裂錘進(jìn)展解小。

5沖擊碾壓對巖性適用討論

在填石路基的壓實(shí)過程中，存在三種作用使填料在沖擊碾壓下到達(dá)密實(shí)。一是巖石之間相互錯動，使得巖石之間相互填補(bǔ)到達(dá)密實(shí)；二是在強(qiáng)大的沖擊力下大塊巖石本身破裂增加填料的接觸面，大小粒徑相互填補(bǔ)到達(dá)密實(shí)；三是在沖擊力的作用下，巖石接觸面破裂，產(chǎn)生小粒徑的巖礫填補(bǔ)大的縫隙到達(dá)密實(shí)。依據(jù)沖擊碾壓的特性，我們用壓碎值測定儀作為分析砂巖在沖擊力作用下的壓實(shí)特性。在試驗(yàn)中，裝入試筒的碎石不進(jìn)展搗實(shí)，加壓后，測量壓柱的沉降量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

自室內(nèi)試驗(yàn)可以看出。沖擊力的作用對砂巖的破裂和壓實(shí)作用較為明顯。當(dāng)壓200KN時，重復(fù)沖擊對于砂巖的破裂和壓實(shí)的作用下降。在現(xiàn)場我們設(shè)計(jì)采納震驚壓路機(jī)和沖擊壓路機(jī)在不同填層厚度的路基斷面進(jìn)展試驗(yàn)，在試驗(yàn)中每10m設(shè)置一觀測沉降斷面，每個斷面設(shè)置5個觀測點(diǎn)。經(jīng)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表2所示。

從現(xiàn)場試驗(yàn)的結(jié)果可以看出：(1)直接采納沖擊壓路機(jī)進(jìn)展壓實(shí)時的沉降量大于分層壓實(shí)加補(bǔ)強(qiáng)壓實(shí)的沉降量，這是由于在推土機(jī)平坦時，對填料已經(jīng)進(jìn)展了壓實(shí)，產(chǎn)生了局部的沉降，單在實(shí)際中無法測量這局部沉降量；(2)填層為150cm時，直接采納沖擊壓路機(jī)的壓實(shí)效果將不能滿意要求；(3)填層為120cm時，震驚壓路機(jī)的壓實(shí)效果比填層為100cm和150cm效果要好；(4)采納補(bǔ)強(qiáng)沖擊壓實(shí)均能提高路基的密實(shí)度。

(5)當(dāng)填層為120cm時，99/85=1.16，填層為100cm時，(68+7)/(55+8)=1.19，直接采納沖擊壓實(shí)效果與采納震驚壓路機(jī)壓實(shí)效果相當(dāng)。

6沖擊壓路機(jī)壓實(shí)效果

6.1減小路堤的工后沉降率

在28m高填方路基填料為風(fēng)化砂巖形成的含塊石細(xì)粒土砂礫，沖擊碾壓每層壓實(shí)厚度1.2m，路基寬24.5m，兩個斷面設(shè)5個沉降觀測點(diǎn)，完工8個月后沉降量為:K118+560斷面26、29、27mm，路基中心填方高度28.4m，沉降率0.102%；K119+680斷面26、28、24mm，路基中心填方高度28m，沉降率0.1%。差異沉降量梯度均小于0.1%，說明路堤工后沉降率小，沖擊碾壓密實(shí)。

6.2提高路基整體強(qiáng)度與勻稱性

使用沖擊壓路機(jī)分層沖擊碾壓高路堤與補(bǔ)壓振碾達(dá)標(biāo)路床工程，能較好地提高路基的整體強(qiáng)度與勻稱性。在k120+280風(fēng)化含塊石細(xì)粒土砂礫路基的路床，經(jīng)過25遍沖碾后，計(jì)算分析地表下1.5m內(nèi)，用落錘式彎沉儀(FWD)檢測，平均彈性模量值由沖碾前156MPa提高到216MPa。

7沖擊壓路機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益

當(dāng)采納震驚壓路機(jī)進(jìn)展壓實(shí)施工，則填料厚度不能超過50cm，最大粒徑不能超過33cm。采納松動爆破砂巖粒徑一般在30~120cm之間，大于1m的石塊采納爆破解小，小于1m的石塊采納液壓破裂錘進(jìn)展解小。破裂錘每個臺班只能破裂250m。采納沖擊壓路機(jī)填料粒徑可以到達(dá)120cm。，最大粒徑可達(dá)80cm，在施工過程中，在填筑區(qū)采納破裂錘每個臺班能處理3000多方填料。經(jīng)現(xiàn)場測算，采納沖擊壓路機(jī)可提高效率400%，每方施工本錢能節(jié)省機(jī)械費(fèi)用15元/m。

8使用沖擊碾壓技術(shù)的留意事項(xiàng)

(1)合理選用機(jī)型。目前市場上壓路機(jī)型號類別繁多，使用不當(dāng)，很難到達(dá)預(yù)期的目的。

(2)正確使用沖擊碾壓施工工藝。對于雙輪沖擊壓路機(jī)應(yīng)按通過兩次為一遍，壓實(shí)寬度4m為計(jì)算單元，并按前述的施工工藝作業(yè)。單輪沖擊壓路機(jī)以通過一次的輪寬為壓實(shí)計(jì)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(jī)具有高能量的壓實(shí)功能，相當(dāng)于超重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的擊實(shí)功，到達(dá)重型壓實(shí)度的含水量僅在小于最正確含水量范圍內(nèi)擴(kuò)大，其大于最正確含水量的范圍不會擴(kuò)大。因此，含水量視土的塑性指數(shù)大小，宜