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伴隨國民經濟的高速發展,高速公路建設水平也得到了極大地提升。由已建公路行車實際情況分析,存在交通量急速加大、通行車輛載重噸位過重等問題,這些問題的出現,導致部分路段產生過早損壞現象,其中部分病害為路基質量原因。根據我國高速公路病害情況相關資料顯示,因路基因素產生的病害為總量的30%左右,如何提升路基整體質量,降低因路基原因形成的道路病害已經成為公路施工企業面臨的難題。作為一項新工藝、新技術,沖擊碾壓技術具有廣泛地適用范圍。通過沖擊碾壓工藝的合理運用,可對路基強度進行有效提升,是降低路基工后沉降、及時發現路基薄弱環節的重要手段。在道路使用質量提升的同時,該技術在公路工程建設中的應用,也可延長路面使用年限,是現代化高速公路順利通行的必備條件,不僅具備現實意義,更能產生顯著的社會效益與經濟效益。
作為巖土工程壓實技術的新型技術,沖擊碾壓是指沖擊壓路機通過牽引車帶動非圓形輪滾動,多邊形滾輪半徑出現位能落差結合行駛動能順著地面靜壓、搓揉及沖擊地面的一項工作。沖擊碾壓技術具有高振幅、低頻率,能夠不斷加大工作面下深層土密實度。其作用原理如圖1所示。相比普通壓路機,該方式壓實效果較好。公路工程建設中一般在碎石土、砂土、低飽和度粉土等地基處理中應用沖擊碾壓技術,其主要設備為沖擊壓路機,屬于輪式壓路機(3到5瓣凸輪),以非圓形輪進行靜壓、揉搓及沖擊地周期性連續作業,以此產生極大的沖擊波,對地基進行沖擊碾壓施工。15600千克為沖擊壓路機的工藝參數,250噸為最大瞬間沖擊力。沖擊頻率每分鐘控制在60到110次之間,40到60厘米為填土層厚度,25度為最大爬坡坡度,配套牽引機械為重型工業拖車。
2工程案例
某高速公路工程總長度為38.7公路,土建標共進行5個合同段的劃分。根據工程建設實際情況,該合同段總長度為7公里,126.68萬立方米為路基設計借土填方,0.96萬平方米為路面底基層、0.08完平方米為路面基層。按照《公路工程技術標準》等相關規定,以平原微丘區雙向6車道設計該高速路段,要求其行車速度控制在每小時120公里,主線路基寬度為28米,匝道路基寬度為8.5米,一般平曲線最小半徑為1000米,最大縱坡為3%。因路段與黃河沖積平原相近,地表均勻為第四系全新統地層覆蓋。以軟塑—硬塑狀黃褐色亞粘土為巖土結構,由此可見,該路段路基工程具有較差地性質,存有大量軟土成分。選取沖擊碾壓技術進行該公路工程施工,其壓實度可達到設計規定,是提升公路路基工程質量的重要途徑。
3沖擊碾壓技術的施工工藝
隨著科學技術的不斷進步,作為公路路基施工的重要技術,將沖擊碾壓技術廣泛用于公路建設的同時,還推動了我國道路交通事業的快速發展。路基作為公路工程建設的重要內容,其施工質量是否良好將直接影響到沿線經濟發展,為此,施工單位必須重視公路路基沖擊碾壓施工技術的應用,并與施工案例充分結合,做好施工準備工作,規范施工工藝,為我國公路事業的可持續發展提供可靠的保障。
3.1施工準備勘查施工現場、對設計文件、設計交底等進行全面了解等都是施工前的技術準備。公路路基施工前,施工單位必須詳細勘察施工現場及附近環境,并進行工程相關材料的全面采集,為編制施工方案、控制施工質量等提供便利。施工現場勘察中,應對施工場地地質勘察報告進行分析,并充分掌握施工現場的具體情況,如地質、水文及附近建筑物等。
3.2測量放樣根據設計規定在實地進行道路具體標定,為公路路基施工作業提供便利。恢復中線測量、測設施工控制樁、測設路基邊樁及邊坡等都是路基施工測量的主要任務,完成測量放線工作后,應對路基施工人員進行技術交底。向基底開挖時,應嚴格遵循設計規定進行基礎底部放樣。測量工作者必確保其測量的精確性。
3.3填土與整平完成檢測地基與測量放樣作業后,應及時進行路基填土與整平施工。根據鋪設完成的方格網進行填土施工,通常情況下,填筑寬度應分別多于設計寬度1米左右,以此避免邊緣土沖擊碾壓施工中出現外移現象,并為邊部壓實提供便利。整平施工中應對表面下20厘米位置填土含水量進行詳細檢測,以此確保其含水率符合最佳含水量。
3.4沖擊碾壓隨著公路事業發展速度的不斷提升,我國公路工程施工技術水平也得到了提升。沖擊碾壓作為路基處理的主要方式,必須對沖擊碾壓施工加以規范,其中沖擊碾壓順序、方法、遍數及速度等為影響沖擊碾壓質量的重要因素。具體施工控制方法如下:(1)碾壓速度。在一定范圍內碾壓速度和碾壓效果可成反比關系,碾壓速度加快,則壓實效果將變差。在碾壓施工中,碾輪速度加快的情況下,在碾輪作用下部分土壤產生的變形情況無法進行完全塑性變形轉變時,應力除去后,該部分變形可恢復,進而導致壓實效果差。根據工程施工具體情況分析,可在每小時10到15千米之間有效控制碾壓速度。(2)碾壓遍數。伴隨碾壓遍數的增多,疏松土壤壓實度也會不斷提升,當達到相應值后,如持續增加碾壓遍數,土壤壓實度則不會發生改變。根據工程實際施工狀況,及松鋪厚度、壓實度規定等確定碾壓遍數,一般選取20遍為沖擊碾壓遍數。對于路基邊部5米寬度部分,應比其他位置多碾壓4遍。(3)碾壓方式。公路工程建設中,與一般壓路機壓實工藝相比,沖擊壓路機不選取壓半輪、部分重疊碾壓的方式,通常遵循沖擊力向土體深層擴散分布的原理,根據“由兩側向中間”的順序進行沖擊碾壓施工。輪跡搭接并不重疊,完成一遍碾壓以覆蓋整個路基表面為準。選取橫向排壓法進行碾壓施工,YCT25沖擊壓路機雙輪為0.9米寬,1.17米為2輪內邊距,一遍為行駛2次,以此形成碾壓帶,寬度為4米。其中每遍第二次單輪從第一次2輪內邊距中間位置通行,形成沖擊碾壓間隙,隨后碾壓所有間隙,其橫向排壓法行駛軌跡如圖1所示。
3.5質量驗收選取新型壓實設備作為公路工程建設沖擊碾壓施工的主要機械,因現階段我國還沒有一套較為完善的設計計算方式及存在理論研究不足等現狀,在沖擊碾壓技術地基處理應用中,必須嚴格遵循施工現場的實際情況,如地質條件、水文情況等,進行各項施工參數的正確選擇,以實測沉降量變化為主,對路基整體密實程度進行充分反映,并通過灌砂法檢測其密實度,最終進行碾壓遍數的合理確定,只有這樣才能確保工程建設的整體質量。一般為確保道路平整度符合設計規定,需在完成沖擊碾壓施工后,利用振動壓路機、光輪壓路機等進行1到3次碾壓。
4結語
綜上所述,作為影響國民經濟增長的重要因素,為推動社會經濟的快速發展,必須重視交通基礎設施建設。隨著改革開放的不斷深入,我國公路工程事業也得到了極大的發展,沖擊碾壓技術作為公路工程路基施工的主要技術,在施工建設中得到了廣泛地應用與推廣。施工企業應嚴格遵循沖擊碾壓地基處理原理,結合施工案例,做好施工準備工作,規范施工工藝,才能提升路基質量與延長公路工程使用壽命。
作者:劉海 單位:河南弘盧高速公路有限公司