武 麗 麗
(山西省太原南郊公路管理段,山西 太原 030032)
土石混填路堤是介于土質(zhì)路堤和填石路堤之間的路基結(jié)構(gòu)型式,JTG F10—2006公路路基施工技術(shù)規(guī)范對土石路堤混填的規(guī)定比較籠統(tǒng),只是對填料、壓路機的噸位、分層壓實、壓實厚度、外觀標準、沉降差進行了說明,其余的部分沒有詳細的規(guī)定[1]。依據(jù)此規(guī)范運行,不同的種類的壓路設(shè)備會出現(xiàn)不同的碾壓效果,為總結(jié)土石混填路堤碾壓工藝,下面結(jié)合工程實際對其碾壓設(shè)備進行比較分析。
宜賓至畢節(jié)高速公路項目包括威信至鎮(zhèn)雄段及敘永支線段,總里程118.085 km,主線即威信至鎮(zhèn)雄段,全長92.98 km,起于威信縣三桃鄉(xiāng)斑竹壩,順接四川省宜畢至威信高速公路止點,途經(jīng)威信縣三桃鄉(xiāng)、羅布鎮(zhèn)、扎西鎮(zhèn),鎮(zhèn)雄縣大灣鎮(zhèn)、以勒鎮(zhèn)、林口鄉(xiāng)、塘房鎮(zhèn)、烏峰鎮(zhèn)止于陳貝屯,設(shè)置鎮(zhèn)雄樞紐實現(xiàn)與鎮(zhèn)赫、鎮(zhèn)畢高速的交通轉(zhuǎn)換。
工程位于云南省,工程施工地區(qū)最高海拔1 897.4 m,最低海拔982 m。主要地貌為侵蝕河谷地貌單元、構(gòu)造剝蝕地貌單元、溶蝕中山槽谷地貌單元、中切割溶蝕中山地貌單元四種類型。施工地域山地多,平地少,“W”型和“V”型地貌是其主要地貌特征。
土石路堤是指石料含量占總質(zhì)量30%~70%的土石混合材料修筑的路堤,碎石土一般是指山區(qū)道路施工中經(jīng)常應(yīng)用到的材料;材料的級配:10 mm篩孔通過量為44.8%,5 mm篩孔通過量為35.2%,不均勻系數(shù)9.5,液限22.6%,塑限20.3%,塑性指數(shù)2.3%。石料的含量為55.2%在30%~70%之間,屬于級配良好礫。該地區(qū)石質(zhì)材料為白云巖、灰?guī)r,抗壓強度為100 MPa~140 MPa之間,石質(zhì)堅硬,吸水率小。
石料物理、力學(xué)性能數(shù)據(jù)見表1。
表1 石料物理、力學(xué)性能一覽表
第一種碾壓設(shè)備為中大YZ-36的壓路機,自重36 t,振動頻率26 Hz~32 Hz,激振力達到79 t。第二種碾壓設(shè)備為YZ-22,自重22 t,振動頻率29 Hz~35 Hz,激振力達到39 t。
為取得相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù),對碎石土材料進行室內(nèi)擊實試驗。實驗數(shù)據(jù)見表2,表3。
表2 碎石土與碎石含量統(tǒng)計表
表3 壓實度與CBR的統(tǒng)計表 %
1)中大YZ-36振動壓路機的碾壓工藝:碾壓機械為YZ-36振動壓路機,壓實方法先初壓1遍,找平路基,然后再開動振動功能進行碾壓。碾壓時先兩側(cè)后中間、先慢后快、勻速進行碾壓,相接兩次碾壓輪跡重疊不少于0.8 m,碾壓速度控制在2.5 km/h左右。YZ-36振動壓路機靜壓1遍,振動3遍,最后靜壓1遍。碾壓到第4遍以后,檢測人員開始10 m測試斷面的標高,觀察每斷面5個點的沉降測量。碾壓5遍以后再加壓2遍,在第7遍檢測樁號的相同位置,進行沉降差檢測,兩次的沉降量標準不大于2 mm。同時采用灌水法測定路堤的干密度,計算出路堤的壓實度,評定該路段的壓實功。
2)YZ-22振動壓路機的碾壓工藝:壓實方法初壓2遍,然后再開動振動功能碾壓5遍,最后靜壓1遍,觀測沉降差和壓實度,評價壓實效果。
通過兩種不同的壓路機的碾壓方案,觀察碾壓效果,從松鋪系數(shù)和平整度、壓實度、碾壓層表面外觀五個指標來評價碾壓效果。比較松鋪系數(shù),兩種不同的碾壓設(shè)備松鋪系數(shù)見表4。
表4 松鋪系數(shù)比較表
從松鋪系數(shù)上看YZ-36壓路機采用5遍碾壓就可以達到要求,沉降差為0.7 mm,YZ-22采用7遍達到要求,沉降差為0.9 mm。YZ-36振動壓路機的壓實效果比較好。
平整度的比較分析:從松鋪系數(shù)的變化規(guī)律可以看出YZ-22的松鋪系數(shù)的變化趨于平緩,可以推出YZ-22壓路機的碾壓有利于路堤表面的平整度。因此對路面的平整度進行檢查比較。檢查過程中在規(guī)范檢測的基礎(chǔ)上,再結(jié)合順路基方向連續(xù)三尺,在橫向一尺進行平整度檢測,統(tǒng)計平整度。在順路基檢測的數(shù)據(jù)中兩種碾壓組合的平整度為1.6和1.2,都符合規(guī)范的要求。但是在垂直路基方向的平整度的合格率YZ-22壓路機明顯偏高。
碾壓層表面外觀的比較分析:YZ-36壓路機在碾壓第3遍的時候表面平整,嵌縫密實,有部分小輪跡。YZ-22壓路機在碾壓第5遍的時候表面平整,嵌縫密實,有部分小輪跡。說明YZ-22壓路機在消除表層的輪跡是緩慢的,與其噸位有一定的關(guān)系。但是從平整度的角度來看YZ-22壓路機具備一定的優(yōu)勢。
壓實度的比較分析:兩種設(shè)備壓實完畢以后,進行壓實度檢測,YZ-36壓路機的壓實度為96.7%,YZ-36壓路機的壓實度為96.5%,壓實度相差不大。壓實度都達到規(guī)范的要求。壓實度的控制可以通過碾壓變數(shù)進行控制。
施工過程中為保證工程質(zhì)量,提高工作效率,建議采用YZ-36壓路機。該壓路機的缺點是造成路堤的平整度差。為了有效的解決以上問題。對該設(shè)備的碾壓組合進行調(diào)整。第1,2遍采用靜壓,第3遍采用弱振進行碾壓,第4,5遍考慮到松鋪系數(shù)接近穩(wěn)定,采用強振1遍,第6遍采用靜壓1遍。這樣測得路堤的松鋪系數(shù)為1.20,平整度為1.3,路堤表面無輪跡。
路堤的填筑高度不斷的變化,路堤填筑初期平整度稍差,隨著填筑高度的增加,平整度數(shù)值逐漸縮小。為此根據(jù)此特性,調(diào)整YZ-36的碾壓變數(shù)和振幅。因此在選擇路堤的碾壓方案的時候,我們采取YZ-36碾壓組合的第二套方案,如果路堤的壓實度變化較大的時候,將第3遍弱振改為強振狀態(tài),保證路堤的施工質(zhì)量,在進行確定碾壓的方案過程中,路堤的壓實度內(nèi)部控制為95%。
本文對YZ-36和YZ-22振動壓路機的碾壓組合進行分析,得出以下結(jié)論:
1)YZ-36壓路機壓實功比較大,碾壓5遍的狀況下相當(dāng)于YZ-22壓路機的7遍狀況。2)YZ-36壓路機碾壓以后的平整度弱于YZ-22的壓路機。3)調(diào)整YZ-36壓路機的碾壓組合可以接近YZ-22的壓路機的碾壓效果。4)在考慮路堤施工質(zhì)量和施工速度的情況下,優(yōu)先考慮YZ-36壓路機,其壓路設(shè)備的潛能比較大。以上兩種設(shè)備的比較,可以看出選擇優(yōu)良的設(shè)備,儲存的潛能比較大,有利于工程的施工質(zhì)量,同時也可以提高工程施工的效率,因此在選擇路堤的壓路設(shè)備的情況下,綜合考慮選擇設(shè)備是一項課題。推廣新型設(shè)備在工程施工中的收益。