工程建设与设计
Construction&DesignForProject
重丘沟谷地区重型压路机取代强夯、
冲击碾压施工技术研究
StudyonHeavyRollerReplacingtheConstructionTechnologyofDynamicCompactor
andImpactRollerinHeavyHillValleyArea
张志强，张锐
（中交路桥北方工程有限公司，北京100024）
ZHANGZhi-qiang,ZHANGRui
(ZhongjiaoRoadandBridgeBeifangEngineeringCo.Ltd.,Beijing100024,China)
【摘要】从作用机理、施工工艺、施工功效以及施工成本等方面对3种路基加固方式进行比较分析，探讨在重丘沟谷地区高填路基
施工中，3种路基补强工艺的优劣及重型压路机施工取代强夯和冲击碾压施工技术。
【Abstract】Thispapercomparesandanalyzesthreetypesofroadbedreinforcementmethodsfromtheaspectsofactionmechanism,
constructiontechnology,constructionefficiencyandconstructioncost,anddiscussestheadvantagesanddisadvantagesofthreeroadbedreinforcementprocessesinheavy-filledroadbedconstructioninheavyhillsandvalleystheconstructionofheavyrollercanreplacethestrongandimpactrollingconstructiontechnology.
【关键词】重型压路机；强夯；冲击碾压；功效分析
【Keywords】heavyroadroller;strongtamping;impactrolling;efficiencyanalysis
【中图分类号】U416.1【文献标志码】B【文章编号】（2019）1007-946704-0162-03
【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2019.04.277
1研究背景
太行山高速涞曲段地处太行山脉腹地，坡陡山高、沟壑众多，根据设计图纸可知本标段高填路基段落短而多，填料为碎石土。为确保高填路基的施工质量，减少路基工后沉降，需在正常填筑的基础上采取额外措施对高填方路基进行加固处理。由于本项目工期短，高填路基工程量大，施工进度压力很大。
为了解决上述问题，确保工程施工进度，我项目拟通过对比试验，从成本、功效等方面对3种补强工艺进行比较分析，探讨3种施工工艺的优劣及重型压路机能否取代强夯和冲击碾压对高填路基进行补强施工。
冲击、挤压，动能又转化为冲击能，冲击能以冲击波的形式在路基土体中传递，路基土体中的冲击波又可以分为纵波和横波，纵波会使土体严密加固（纵波作用范围内的土颗粒会发生破碎或者相对的位移，排出土体内的气体，使土体不同程度加固），横波主要作用在路基表面，会使路基表面土体松散。根据当夯击能在100～200t·m范围内时，强夯施工现有资料可知，的作用深度为3～6m。
2.2冲击碾压补强作用机理
冲击碾压施工时，采用装载机牵引压实轮进行施工，在牵引行驶的过程中压实轮的势能转化为动能，当压实轮与地面碰撞时动能转化为冲击能在路基土体中传播，同时压实轮对路基土体产生滚压作用，土体颗粒在滚压的作用下间隙逐渐减小，土体的密实度逐渐提高。
2施工工艺原理分析
2.1强夯补强作用机理
强夯法又称动力固结法，是利用大型履带式起重机将重锤提起然后松开挂钩使重锤自由下落。在重锤自由落体的过程中重锤的势能转化为动能，当重锤与地面碰撞时土体受到【作者简介】张志强（1986~），男，山西寿阳人，工程师，从事路桥施
工研究。
2.336t重型压路机补强作用机理
36t重型振动压路机是一款超大吨位、超大激振力自行式全液压振动压路机，其原理为利用机重和激振力进行压实作业。通过重复碾压排出路基土体颗粒间的气体和水分，减小孔隙比，提高路基土体的密实度，并减少路基工后沉降。
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3路基补强施工研究
3.1强夯施工
3.1.1强夯施工工艺
高填路基采用强夯工艺进行补强施工时每填高4m进行一次，具体施工工艺如下：（1）路基表面碾压到位，压实度合格；（2）放出夯点位置，并测出路基顶面高程；（3）施工机械就位，夯锤就位；（4）将夯锤吊起，并松开挂钩，待夯锤落下稳定后，测量锤顶高程；（5）重复第（4）步，直至最后2次夯击高程之差为3～5cm；（6）施工时测量前3点的夯击次数和夯沉量并做好详细记录，往后每隔2点测量一次数据，直至夯击遍数稳定，沉降均小于5cm确定夯击参数；（7）移动夯机，重复第3、4、5步进行下一个夯点的夯击，直至完成主夯；（8）主夯完成后静置72h并将场地整平；重新布设夯点，进行副夯施工，施工及记录流程同主夯；（9）副夯完成后静置72h并将场地整平，重新布设夯点，进行满夯施工。施工及记录流程同主夯，完成后平整场地，测量路基顶面标高及压实度，压实度检测位置为路基表面下20cm。3.1.2功效分析
以本标段强夯试验段为例，段落总长120m，处理面积约为3600m2，施工用时共计14d。根据施工时现场记录，主夯副夯单次夯击时间约50～55s，
夯击8次耗时约7min，移动夯机到下一夯坑耗时约1min，每小时可夯击夯坑约7～9个。满夯施工时，单次夯击用时约40s，夯击2次总耗时约1.5min，移动夯机耗时约20s，每小时可夯击夯坑约30个。主夯夯击次达8次时，最后2次夯击高程之差平均值为3cm；主夯完成并静置72h，副夯夯击7次时，最后夯击高程之差平均值为3cm；副夯完成后静置72h，满夯夯击2次时，最后夯击高程之差平均值为4cm。强夯完成后路基总沉量为25.7cm，经检测，该段路基强夯前压实度为93.1%，强夯后压实度提高至94.6%[1]
。
3.2冲击碾压施工
3.2.1冲击碾压施工工艺
高填路基采用冲击碾压补强工艺施工时，路基每填高2m进行一次，具体施工工艺如下：（1）路堤表面碾压到位，压实度合格，放出试验段边线。（2）横断面布置间距为20m，每个横断面布置3个测点，并测出高程。本试验段共布高程测点21个。检测点采用系红布条的长铁钉做标记。（3）碾压采用排压法进行施工，冲击碾压达到10遍后进行第一次高程和压实度检测，
以后每碾压5遍检测一次，压实度检测位置为路基表面下20cm。冲碾结束后将路面整平、压实。
工程施工技术
ConstructionTechnology
3.2.2功效分析
以本标段冲击碾压试验段为例，段落总长120m，宽30m，处理面积约为3600m2，施工用时共计8h，具体记录如下：（1）2017年6月24日上午8:00~10:00完成试验段高程测量及测点放样工作；（2）2017年6月24日上午10:00开始进行碾压施工，于下午4:00完成碾压并通过检测验收。
根据现场记录，施工时行驶速度保持在约12km/h，碾压一遍需用时约10min，每碾压5遍检测一次压实度及高程，每次检测用时约15min，试验段共计碾压30遍，共计用时6.5h。通过检测，
该段路基冲击碾压前压实度为93.3%。冲压25遍后压实度达到95.0%，累计沉降值为103mm；冲压30遍后压实度达到95.7%，累计沉降值为117mm。
3.336t重型压路机施工
3.3.1重型压路机施工工艺
高填路基每填高1m采用重型压路机进行补强一次。施工工艺为：
（1）断面布置间距为20m，每一横断面布置3个测点。检测点采用系红布条的长铁钉作标记，整平时注意保护带有红布条铁钉的检测点。（2）施工时从边缘向中间进行碾压；碾压时前轮重叠1/2；行驶速度控制在约2.5km/h；待最后2次振动碾压沉降差≤3mm后再静压一次收面。（3）收面后进行压实度检测，在路基表面下20cm处进行压实度检测；对每个沉降观测点进行高程测量，计算沉降量。3.3.2功效分析
以本标段重型压路补强试验段为例，段落总长120m，宽30m，处理面积约为3600m2，施工用时共计5h，具体记录如下：（1）2017年5月20日上午8:00~9:00完成测量放样及测点布置工作；（2）2017年5月20日上午9:00开始进行碾压施工，于下午2:00完成碾压并通过检测验收。
根据现场记录，36t重型压路机碾压施工时行驶速度保持在约2.5km/h，碾压一遍需用时35min，施工时每碾压1遍检测一次压实度及高程，每次检测用时约15min，试验段共计碾压5遍，共计用约时4h。经检测，该段强夯前压实度为93.5%，碾压4遍后路基压实度达到95.1%，累计沉降值为53mm；碾压5遍后压实度达到95.8%，累计沉降值为58mm。
4结论
4.1施工效率对比分析
3种路基补强方法由于采用的工具和工艺各不相同，施工效率存在很大差别。以路基宽30m，长120m，路基边坡按照1∶1.5计算，每填高4m3种补强方法所需时间计算为：
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工程建设与设计
Construction&DesignForProject
1）强夯补强施工
强夯施工面积为：S1=30×120=3600m2强夯施工用时为：t1=14d）冲击碾压补强施工2
冲击碾压施工面积为：S2=30×120×2+2×1.5×2×120=7920m2冲击碾压施工总计用时为：t2=7290/3600×8=17.6h）重型压路机碾压补强施工3
重型压路机碾压施工面积为：S3=30×120×4+（3×1.5+2×1.5+1.5）×2×120=16560m2
重型压路机碾压施工总计用时为：t3=16560/3600×5=23h通过分析可知，相同段落高填方路基进行补强施工时，强夯所用时间最长，重型压路机碾压其次，冲击碾压用时最短。
2）冲击碾压补强施工
冲击碾压施工面积为：S2=30×120×2+2×1.5×2×120=7920m2冲击碾压施工总费用为：W2=7920×4=31680元3）重型压路机碾压补强施工
重型压路机碾压施工面积为：S3=30×120×4+（3×1.5+2×1.5+1.5）×2×120=16560m2
重型压路施工总费用为：W3=16560×1.2=19872元通过成本分析可知，相同工程量的路基补强施工费用大强夯补强施工>冲击碾压施工>重型压路机碾压施工。小为：
4.3综合分析
通过从施工工艺、施工功效、施工成本和对周边环境影响等几方面进行比较，使用重型压进行高填方路基补强碾压施工，施工效果良好、施工效率高、经济效益好、施工机械转场便利、一次性投入机械少、对周围环境影响小，可取代强夯和冲击碾压对高填路基进行补强施工。
【参考文献】
【1】邱雪平,危健.重型压路机替代强夯作用效能比对与运用[J].建筑技
术开发,2017,44(19):11-12.
4.2成本对比分析
根据本项目工程清单价格表可知，强夯施工单价为35元/m2，冲击碾压施工单价为4元/m2，重型压路机碾压施工单价约为1.2元/m2。以路基宽30m，长120m，路基边坡按照1∶1.5计算，每填高4m3种补强方法所需成本如下：
1）强夯补强施工
强夯施工面积为：S1=30×120=3600m2
强夯施工总费用为：W1=3600×35=126000元（上接第116页）
【收稿日期】2018-12-15
13号线，需进行第三方安全评估，并按评估要求制定地铁专项施工方案、防护措施和对地铁的第三方监测方案。统一上报地铁运营公司进行审查。
6结语
天桥工程一般规模不大，但是天桥设计需要考虑的因素较多。天桥应结合周边道路规划情况、地块权属性质等明确天
200200150
6000
1%聚氨酯胶拌和彩瓷颗粒铺装1%
150
桥设置的合理性和必要性，满足周边规划要求，结合周边客流情况选择合理的桥位，便于行人通行，并合理确定桥宽，并不是一昧减小投资而缩减天桥净宽。天桥应根据周边环境、建筑物密集程度等合理选择桥型结构形式，注重景观设计，将天桥与周边景观融为一体。在天桥设计工程中应关注无障碍设计，重视残疾人、老年人的特殊需求，真正做到“无障碍”。天桥设才能最大限度地满足通行需求，改计只有在考虑这些因素后，
7000
图3天桥横断面布置图
内灌注C35补充收缩混凝土墩柱底部焊接剪力钉并通过C35补充收缩混凝土埋入混凝土承台中,基础采用钻孔灌注桩。
5天桥施工方案
本桥桩基施工采用旋挖钻机，墩柱采取钢管混凝土，便于施工减小对周边环境的影响。主桥钢桁梁采用桥下分段拼装焊接后吊装的方法施工，可选择城铁13号线夜间停止运营期间进行吊装施工，降低对城铁运营的影响。人行天桥跨越地铁
1
善城市交通和市政建设。
【参考文献】
【1】胡世强,何大学.城市人行天桥设计探讨[J].城市道桥与防洪,2012
(6):100-102.
【收稿日期】2019-03-07
