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摘要:随着社会经济的发展,很多车辆都投入到了高速公路的运输过程中,和其他的高速公路相比较,高速公路所承担的荷载也更加高,这就对高速公路的施工提出了更高的要求。在对高速公路进行施工的过程中,土基若受到了倾斜地形等不好的因素影响,很容易出现沉陷的情况,这将对公路使用的寿命及服务的功效产生很大的影响。若想达到很好的施工效果,需要根据现场的实际情况,对冲击碾压的技术进行充分地利用,对土基沉陷情况进行合理地控制,将土基的均衡性及硬度有效地提升起来。
关键词:高速公路施工;冲击碾压技术;应用
引言
改革开放以后,我国的汽车使用量不断增加,加速了公路的破坏,这就对我国高速工路的质量提出更高的要求,所承担的荷载也更加高。现代高速公路工程建设的快速发展,要求高速公路建设的强度和密度必须符合车辆承载的标准,冲击碾压技术的应用使我国高速公路的质量得到显著提高,加快了高速公路的施工速度,提高了施工人员的工作效率,节约了大量的施工成本,为我国高速公路的施工建设做出了巨大贡献,因此,冲击碾压技术的应用前景非常广泛。
1冲击碾压技术简介
此项技术指的是利用冲击的压路机将公路路面予以压实,最终将公路的紧密及破碎程度提高。在进行冲压时,冲压效果受到多方面的影响,如冲压机型号及运作的速度、路面的土质情况等。在我国,冲压机的数量在不断提高,主要被应用在高路床及路堤、填和挖的交叉部分,通过冲击这些部分,可以将路面稳定性提高。此技术的特点有低频高幅、冲击力很强大以及冲碾的效率高、效果好等特点。其工作的原理具体来讲,冲击碾压这一技术选用的双轮进行滚动-非圆这种类型的压路机,此技术有效地将搓揉和冲击相互结合,将传统的高频低幅的振动压路机变成了低频高幅的方式。此技术可深层次的予以压实和填料,增加压实的功能,减少施工之后产生的沉降现象。还可以通过选用三边冲击压路机进一步的提高压实的效果。
2冲击碾压技术在高速公路施工中的应用效果
2.1路基工后沉降率减小
为了确保冲击碾压技术确实能够降低路基施工后的沉降率,施工人员通过对现场路堤的沉降量和室内的模拟模型进行试验,对路基的沉降率进行观测,正常的施工技术下,路基的沉降率大概在0.4%,而使用冲击碾压技术的施工路段的路基在施工后的沉降率在0.1%~0.15%,这充分证明了冲击碾压技术能有效防止路段因承载力过大而使公路出现变形、裂缝等问题,从而保证高速公路的建设质量,有效防止土石高填方导致路基变形状况的发生。
2.2提高路基的均匀性与整体强度
普通的压路机很难对路段的整体强度进行提升,只能对表层的公路进行碾压、夯实,很难对更深层次的土石进行处理,导致路基的沉降率很难达到预想标准,由于冲击压路机是对高速公路的高路堤采用分层冲击碾压以及对已经达标的公路工程进行补压的方法,可以对路基进行全方位的碾压,使深层次的土石也得到冲击、夯实。因此,路基内的土石分布将会更加合理,从而使路基整体的密度得到显著提升,最终提升路基的整体强度。
2.3加快旧路改造施工
旧路改造的首要任务是将路基的质量进行提升,路基的质量必须提升到与新路等级压实的标准相符合,一般对于旧路的改造采用的方式是开挖路床或路面,对挖开的公路部分进行回填,并分层挖实,最终符合规定的压实标准。旧路改造中一般都需要将公路表面的沥青和水泥进行挖掘和破坏,但是运用冲击碾压技术可以完美解决此类问题,不必对路基进行挖掘破坏,在需要改造的旧路路面直接进行冲击碾压,这样不仅避免了施工过程中的成本浪费,提升了施工效率,还使公路能够正常使用,对加快旧路的改造提供了非常大的帮助。另外,旧路改造有时需要在原有路基的基础上进行新路基的加宽修建,在这种情况下,冲击碾压技术的运用使新老路段相互结合,避免了出现变形、裂缝等其他工程质量问题,如果地基加宽是在坡脚外1m范围内,则可以运用冲击碾压技术。如果地基构成的土石成分特殊,需将相关技术和冲击碾压技术相结合,使地基的加固得以实现。
3冲击碾压技术在高速公路施工过程中的重要性
冲击碾压这一技术在高速公路施工中的重要性及优势可概括为以下几个方面:首先,路面在施工之后,其沉陷的几率将在某种程度上得以降低。通过对现场的路面其沉陷的程度以及相应的模型试验,进一步证明了若土基达到规定的标准,在施工之后,其沉陷率的数值是0.1%~0.15%,在某种程度上可以很好地对沉陷变形所产生的裂缝这一现象予以规避。其次,可以有效地提高土基的均衡性以及整体的硬度。通过使用冲击型的压路机,可以对高填方的路基进行分等级的打击,某种程度上,可以有效地提高土基的均衡性以及整体的硬度。通过这些方式可以将高速公路使用的寿命有效的予以延长,使其功能得到非常好的发挥。再次,有效地提高老路进行改建的施工过程。高速公路在进行升级的时候,很多时候都需要对老路进行改修,这种情况下,就需要将土基的质量提高起来。通常情况下需要对路面进行开挖,回填并压实路床及路堤,最终使新路达到修建的标准及规范要求。
4冲击碾压技术在高速公路施工中的具体应用
某城际高速公路全长305km,采用双向六车道设计,是连接周边多个城市的交通要道。从公路的规划设计方案分析,公路中段需要经过丘陵地带,地质地形条件相对复杂,而且公路本身的重要性使得其车流量相对巨大,货运车辆众多,为了保证使用寿命和行车安全,对于路基的施工质量和承载能力有着较高的要求。经现场勘查分析和专家讨论,最终决定采用冲击碾压技术,以保证良好的路基施工效果。
4.1开始阶段的准备工作
在高速公路路基建设过程中,冲击碾压技术的开展需要切实做好开始阶段的准备工作,内容主要包括土地的凭证、地理线的标注、测量放线等。为了提高碾压的准确度,需要将控制轴线以及碾压场地所具有的地表线进行完全的确定,并相应地结合一些基础的设计要求,制定最为合理的碾压参数。由于我国高速公路建设一般都是大面积的施工过程,因而在进行冲击碾压的时候,需要选择一些具有较高代表性的路段,并通过这样的试验获得一定的参考数据,相应地确定最终的碾压参数以及对碾压质量的检测方法。而且检测的方向要主要放置在沉降和压实度上。对于沉降而言,施工单位可以根据实际的冲击碾压面积以及工作长度相应的设置断面的检测,一般都以20m作为一个检测的断面,并且每个断面上都会设置一定的检测点。而对于压实度的设置,首先通过检测断面的基础设置,如果并没有太多的特殊要求,则可以在检测中线的两侧放置一点。并且需要在施工的过程中,生成详细的压实度数据记录,进而准确地分析和指导整个冲击碾压的施工过程,而这一技术的应用,往往都源于基底,需要对其中的土质特征和含水量进行深层次的分析和论证,确保其中的基底压实度有90%左右,科学地避免软弹现象的发生。
4.2施工过程中的控制指标
冲击碾压这项技术是冲击力扩展到土体的深层施工的工艺流程,影响的比较深是其非常重要的特征。一般进行冲击的压轮机其轮宽是0.9m,冲服的宽度是4m,内边的距离是1.17m。在运行的过程中,冲碾的间隙是0.13m,冲击的过程可具体分两阶段,首先是电能向势能转化,接下来是势能向动能转化。冲击碾压这一技术与传统施工的方法不同,在国内,首先需要进行控制的指标是路基填筑的压实度,依据规定,每两千米可通过灌砂方法选取8个点进行检查。灌砂坑底和压实层的底部水平线要一致,这就要选择适宜的方法对质量进行调控。为了确保冲压的效果,将路床整体性及路基承载力提高,应将施工的具体指标设置好,主要包含4个方面:首先,碾压的速度。压路机碾压的速度和所达到的碾压效果呈现出负相关的特征,要想效果好,就需要碾压非常慢,若碾压太快就很难达到预期的效果。若仅考虑施工的效果,确实需要尽可能慢地进行碾压,但是若考虑施工的效率,就需要合理地对碾压的速度进行控制,达到既满足施工的效果,又满足施工的效率的双面作用。其次,碾压的遍数。土体的压实程度和碾压的遍数呈现的是正相关的关系,伴随碾压变数的不断增加,压实度也是相应的增强的,然而压实度是有个限值的,若压实度到了这个限值,碾压的遍数增加对压实度压实的效果将在某种程度上减弱,甚至一点作用都没有,更有甚者还将影响压实的最终效果。基于此,压实的遍数应该根据所压土的质量情况,若要进一步地将压实度提高,就需要适当地将碾压压路机的吨位提高。再次,铺层的厚度。为了达到非常好的压实效果,在正式进入施工之前需要将铺层的厚度确定好。在确定铺层的厚度时主要是通过施工的情况以及施工的设备来进行确定的。对于冲击的压路机,虚铺层的厚度应严格地予以控制,一般的范围是100mm~120mm间,压实的厚度一般的范围是80mm~100mm。最后,碾压的方式。若想达到非常好的压实效果,还需要严格地控制碾压的工序。通常遵循的是先慢速后快速、先下面后上面、先低处后高处、先静后振,轮迹要重叠的原则。
4.3将特殊土的地基实行加固处理
冲击碾压技术在软土地基的施工过程中起到了非常重要的作用。强夯法作为湿陷性土地地基的一种冲击碾压处理方法,在对软土地基冲击减压的过程中,会加速软土地基的沉降,使软土地基更为牢固,孔隙之间的水压力也会随着碾压次数的不断增加而逐渐增大,土体会由于冲击压路机施加给地面的压力将软土中的自由水通过排水板排除,使软土变得更加紧实致密,提升整体密度,软基沉降也会在此过程中也会迅速固结。
4.4对冲击碾压的质量进行控制
通过对冲击碾压路面的外观进行鉴定,保证高速公路施工过程中使用冲击碾压技术之后路面的平整性符合要求,密实程度达到标准。对于出现局部位置沉降的路段,要做到及时登记。除此之外,路面横向轮在施工过程中留下的痕迹应清晰有序,同时保持波谷与波峰之间的距离不变。对于已经完成的高速公路,要做到及时检测,保证高速公路的施工标准符合国家相关规定,如果在检测过程中发现路面存在平整性偏差,出现裂缝等问题,要及时采取相关措施进行完善,防止高速公路在以后的使用过程中留下安全隐患。
5注意事项
注意事项:(1)优化设备选型。就目前而言,单单国产的冲击压路机就超过了二十种,不同的型号和类别对选择工作提出了较高的要求,如果压路机选择不当,必然会影响施工的质量和效率。在该工程中,可以选择25KJ三边形双轮冲击压路机;(2)规范技术应用。对于双轮冲击压路机,可以将通过两侧看做是碾压一遍,压实宽度为4m,严格依照相应的规范和流程进行操作;对于单轮冲击压路机,则可以将通过一次的轮宽作为压实计算单位;(3)合理控制含水量。在丘陵地带,由于地表植被丰富,土壤含水率较高,在冲击碾压过程中很容易出现翻浆的问题,影响碾压效果,对此,必须采取切实有效的措施,做好土壤含水量的控制,将土壤的塑性指数控制在1.1-1.2,避免土层在冲击碾压下形成难以压实的弹簧土;(4)做好质量监测。在冲击碾压完成后,必须确保基础表面平整密实,不存在局部的过大沉降,路表的横向轮迹清晰有序。在碾压完成后的7-14天内,应该由监理人员依照质量控制规范,对压实度和压陷深度进行检测,确认无误后,进行整平工作。冲击碾压完成后,地面的压实度不能低于93%,野外CBR零填段不小于10%,能够满足设计施工的要求。
6结论
总而言之,在高速公路施工中,冲击碾压技术具有非常显著的优势,能够减少路堤的工后沉降率,提升路基的整体强度和均匀性,也可以保证良好的施工效率和施工质量,提高了施工人员的工作效率,对施工成本进行有效控制。不仅如此,冲击碾压技术本身对于地形和地质广泛的适用性也为技术的推广和普及提供了良好的条件,在推动高速公路事业发展中有着重要意义。
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