沖擊、振動(dòng)壓路機(jī)的比較及其在施工中應(yīng)用

  王藝    萬(wàn)德廣

河南省交通公路工程局   范縣地方道路管理所

    沖擊式壓路機(jī)是近幾年新出現(xiàn)的一種新型壓路機(jī)。由于它在路基工程中具有振動(dòng)壓路機(jī)所不具有的優(yōu)點(diǎn)，所以它的出現(xiàn)備受關(guān)注。特別是對(duì)路基經(jīng)常產(chǎn)生沉降變形的高速公路，沖壓路機(jī)可有效減少路基的工后沉降與差異沉降，保證路堤的整體穩(wěn)定性，提高了路基的強(qiáng)度與均勻性。

    在豫東某高速路的施工中，采用了CYZ25沖擊壓路機(jī)。有效壓實(shí)深度達(dá)1m，所以決定路基每三層約80cm進(jìn)行一次沖擊壓實(shí)，即對(duì)已成型的路基進(jìn)行檢驗(yàn)性追加沖碾，以提高路基強(qiáng)度和均勻性，降低沉降。本篇所要論述的即是路基達(dá)到三層后先行實(shí)驗(yàn)路段。

1、壓實(shí)原理及特點(diǎn)

    振動(dòng)壓路機(jī)的碾壓速度、壓實(shí)厚度及鋪層厚度是影響其壓實(shí)效果和生產(chǎn)率的重要參數(shù)，通常振動(dòng)壓路機(jī)的最佳碾壓速度是36～km/h．最佳壓實(shí)厚度是30～50cm，而沖擊式壓路機(jī)大大提高了碾壓和有效的壓實(shí)厚度。它改進(jìn)了壓實(shí)工藝、更新了碾壓技術(shù)、改變了壓實(shí)方式。它由牽引車帶動(dòng)非圓形輪連續(xù)滾動(dòng)，其三邊形滾輪的大小半徑產(chǎn)生位能落差與行駛的動(dòng)能對(duì)路基十形成了高振幅、低頻率的沖擊壓實(shí)，這種高振幅、低頻率的壓實(shí)特點(diǎn)與振動(dòng)壓路機(jī)的高頻率、低振幅不同。  CYZ25的行駛速度為l0～15km/h．雙輪靜重l2t，施工最佳行駛速度12km/h，可對(duì)大體產(chǎn)生200～250t的沖擊力，相當(dāng)于1111～1543kPa，比普通振動(dòng)壓路機(jī)增加了l0倍，壓實(shí)影響深度可達(dá)5m。有效壓實(shí)深度lm。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了振動(dòng)壓路產(chǎn)生的有效壓實(shí)深度，沖擊碾壓功達(dá)到了超重?fù)魧?shí)功。使路基填料更接近彈性狀態(tài)。

2、壓實(shí)工藝

    沖擊式壓路機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)和壓實(shí)原理決定了它的壓實(shí)工藝不同于振動(dòng)壓路機(jī)，CYJ25沖擊壓路機(jī)的雙輪各寬90cm，兩輪內(nèi)邊距ll7cm，所以行駛兩次為一遍，其沖碾寬度為4m,每次的沖擊力按沖碾輪接觸地面邊緣與地表以45°夾角向土體內(nèi)分布土壓力。每遍第二次的單輪從第一次兩輪內(nèi)邊距的中央通過(guò)。形成的雙邊間隙為0.13m，其沖擊力具有向路基深層擴(kuò)散分布的沖擊式壓路機(jī)向前行駛在縱向沖碾地面所形成的峰谷狀態(tài)，應(yīng)以兩遍為一沖擊單元。當(dāng)兩遍沖擊時(shí)，調(diào)整轉(zhuǎn)彎半徑，達(dá)到波峰與波谷的交替沖碾，從而使地面峰谷減小，地表接近平整。

3、沖擊前的準(zhǔn)備

    實(shí)驗(yàn)段所用土質(zhì)為低液限粘土，塑性指數(shù)IP為14.6，液限為為33.8，塑限為l9.2，擊實(shí)實(shí)  驗(yàn)最大干密度為1.8g/cm³，最佳含水量為12.9％，實(shí)驗(yàn)段長(zhǎng)l60m，共設(shè)置了8個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，并在沖擊前測(cè)量各點(diǎn)高度、壓實(shí)度及含水量。

    在路基土填至80cm時(shí)進(jìn)行第一次沖擊施工，在沖擊前三層均按正常施工程序用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以上，再進(jìn)行沖擊碾壓，每次沖擊10遍，并在沖擊前測(cè)量各點(diǎn)高程、壓實(shí)度  及含水量。在沖擊5遍、8遍、l0遍后，分別檢測(cè)一次布控點(diǎn)的壓實(shí)度、含水量及高程。具體  數(shù)據(jù)詳見表1。

表1    沖擊前、后實(shí)度、含水量及高程平均值的數(shù)據(jù)比較

    注：K為壓實(shí)度平均值   W為含水量平均值    H為高程平均值

4、對(duì)沖擊結(jié)果的探討

    由表l可知，未沖擊前現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度平均值為97.3％；沖擊5遍后，提高到99.2％，沖擊8遍后，現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度平均值達(dá)到100.2％；沖擊l0遍后，現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度平均值達(dá)到101％。從表l中數(shù)據(jù)可比較出，前5遍每遍壓實(shí)度提高了0．38％；5～8遍每遍提高了0.33％，8～10遍每遍提高了0.4％。從壓實(shí)度的變化中可以看出，沖擊式壓路機(jī)的擊實(shí)功相當(dāng)于超重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的擊實(shí)功，這種高能量的壓實(shí)功能的提高出現(xiàn)，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提高。

    含水量在前5遍增加，而后5遍下降。顯然，在前5遍的沖擊中，由于路基土的毛細(xì)作用．深層路基土中的水分在沖擊下上升，使得含水量增加；在后5遍的沖擊中，毛細(xì)作用不再明顯=而由于密度繼續(xù)增加，含水量表現(xiàn)出下降。

    在密實(shí)度增加的同時(shí)，高程平均降低了1.1cm，沉降率是1.4％。這必將使工后路堤自然沉降率大大下降，有效避免了路堤差異變形所引發(fā)的裂縫和其他常見病害，也保證路了基的穩(wěn)定性，使囚路基沉降帶來(lái)的各種隱患大為減少。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)