高速公路路基冲击压实技术施工探讨.docVIP

精品论文 参考文献 高速公路路基冲击压实技术施工探讨 刘 勇 湖南省建筑工程集团总公司 湖南长沙 410000 摘 要：利用冲击压路机的冲击碾压技术对高速公路路基进行施工,通过大量的试验研究,确定了碾压的方法、遍数、速度等数据,并考察了冲击压路机的压实机理。试验表明:利用冲击压路机的冲击碾压技术可提高路基的压实度、整体强度和承载力,加速了路基的下沉,减少了路基的工后沉降。 关键词：冲击压实技术；高填方路基；道路工程； 引言： 高速公路路基必须密实、均匀、稳定,才能保证路面的正常服务功能,所以在高速公路施工时要保证路基的压实度,尽量减少路基产生的沉降变形。冲击碾压对路基有较强的压实效果。冲击压路机以强大的冲击力对土体施加冲击压实功能,土体中原有的水分和空气被挤出,土颗粒在强大的冲击力下重新排列,较小的颗粒被挤到大颗粒的缝隙中,形成二次沉降,从而使土体形成密度很大的板块,提高了路基强度和承载能力,有效地减少了路基工后沉降变形。 本文基于冲击压路机在含石量很高(60%～70%)的土石混填山区高填方路基施工中的应用实践，通过对路堤的沉降变形、干密度、孔隙比以及影响深度进行系统的室内和现场试验研究，进一步分析了高含石量土石混填料在冲击压路机冲击碾压作用下压实的工作特性和作用机制。研究结果表明，冲击压实技术用于土石混填高路堤的压实施工不仅可明显改善填料的压实质量，而且由于冲击碾压后路堤产生显著压缩沉降，对减少路堤施工的工后沉降也有明显的效果。同时通过对试验研究结果的总结，提出了高含石量土石混填料压实的施工工艺和质量评价指标，适合在类似工程中参考应用。 1 工程概况 湖南省醴陵至茶陵高速公路某标段沿途地形地貌为山岭重丘区，路基的形式主要为高填方路基、半填半挖路基和填挖路基。路基回填的高度较高，一般为4～20m。路基填料主要为红砂岩、钙泥质砂岩、钙质砂岩以及呈现软～可塑～硬塑的亚黏土的土石混填料。红砂岩为紫红色夹杂灰白色，以弱风化为主，岩质稍硬，具崩解特性，岩石单轴极限抗压强度为12～60MPa。钙泥质砂岩、钙质砂岩则以弱风化为主，岩性较坚硬，岩石单轴极限抗压强度为10～65MPa。混合料含石料量很高(60%～70%)，一般呈棱角状，粒径大小不一，多为0.25～25cm，极个别超过30cm。考虑到山岭重丘区高速公路的特殊性，普通压实机械难以达到路基对压实度、工后沉降等各方面的要求，如果施工不当，将引起路堤的较大变形和路面开裂，影响交通安全，故采用凸轮机械对部分路基进行冲击碾压，以提高施工效率，改善填料的压实质量，减少路基的工后沉降量。 2 冲击碾压工作原理 土体是三相体,土粒为骨架,颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据。压实的目的在于使土粒重新组合,彼此挤紧,孔隙缩小,土的单位重量提高,形成密实的整体,最终导致强度增加,稳定性提高。冲击压路机最显著的特点是压实轮形状将传统圆形改为非圆形(三边形、四边形或五边形),这种轮子有一系列交替排练的凸点和冲压面。在行进过程中,由配套的大功率牵引车带动“凸轮”前进,冲击压实轮的凸点交替抬升与下落,从而在行驶滚动中产生集中冲击能量,同时辅以滚压、揉压的综合作用,连续对土体产生碾压作用而使土体达到密实,其工作原理如图1.冲击压实机的冲击能较传统的振动压路机大6～10倍,影响深度大3～4倍. 图1 冲击压实土壤工作原理示意图 3 试验方案 为真实反映土石混填料在冲击压路机冲击碾压下路堤的沉降、干密度、孔隙比以及影响深度的变化情况，设计试验方案如下。 3.1 测点布置 在K2O+100～K20+600试验段代表性断面沿路基横向按一定间距布设2点，纵向按一定间距布设3点，即3行、2列共6个沉降板观测点。在路基分层填筑的过程中，每填筑完一层填料后进行初压整平(厚约50cm)，在每个观测点放置竖向沉降钢板，这样反复使填料厚度达到冲击碾压厚度(约2.0m)，且每个观测点下埋置了4层竖向沉降钢板，每块沉降钢板距填料顶面距离分别约为1.5，1.0，0.5，0.0m。钢板埋设后，另外选取代表性断面，定点打设6根钢筋以进行沉降观测及对比分析。在进行填筑光面轮初压后、冲击碾压前，分别冲击碾压5，10，20遍并平整光面轮压实后，在整个试验路段上选择施工段上的4个横断面，在每个断面的路基中线、两侧选点进行密度试验，并取样密封用作室内试验。 3.2 测量方法 当填料分别在初压后、冲击碾压前分别冲击碾压5，10，20遍后，在试验段一个横断面选取路基中线、两侧点进行密度试验(灌水法)，通过与室内试验(烘干法和比重瓶