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路基路面压实技术在公路工程施工中的应用

作者

王雨贺

新疆中新铁路建设有限公司 830000

《国家综合立体交通网规划纲要》明确了构建现代化高质量国家综合立体交通网的目标,公路建设在其中占据关键地位。路基路面是公路结构中最基本和最直接的受力层之一,路基路面压实质量的好坏对于整个公路工程品质有着深远的影响。在实践中,由于地质条件的复杂多样,施工材料的不同特点和施工工艺水平的良莠不齐的限制,路基路面的压实往往面临着很多的挑战。如果压实不到位,很容易诱发路面开裂和车辙,极大地影响行车的舒适性和安全性。故而,系统研究路基路面压实技术,精准把控施工要点,对提升公路工程质量,契合交通规划发展需求意义重大。

一、路基路面压实技术概述

(一)压实技术类型

路基路面的压实技术有静压压实,振动压实,冲击压实。静压压实是靠压路机本身的重力来压实路基路面,适合细粒土压实操作。振动压实利用振动轮产生高频振动来降低被压实物料颗粒之间内摩擦力,并在重力作用下重排列组合而实现压实,多用于粗粒土的压实。冲击压实是利用冲击轮大幅度低频冲击使路基路面达到高强度,适合深厚填土或者软弱地基压实处理[1]。

(二)压实原理

压实的实质就是利用机械作用力降低路基路面材料孔隙率和增加密实度。当物料压实时,颗粒会重新排列组合并互相充填,从而使土体或者路面物料密实程度得到提高,继而提高了物料的承载能力与稳定性。较好的压实效果可以有效地减小车辆荷载下路基路面的形变,提高公路的使用寿命。

二、路基路面压实技术在公路工程施工中的应用路径

(一)基于材料特性的压实设备选型与参数适配

路基路面压实效果对公路工程质量和使用寿命有着直接影响,而材料特性和压实设备适配性则是精准压实得以实现的根本。不同材料的物理力学性能有明显区别,例如砾石类材料内摩阻力较大,黏聚力较低,但细粒土表现出较大的黏聚力与塑性。所以在压实设备选型中需要建立物料特性和设备参数之间的关联模型并进行动态模量测试和颗粒级配分析来确定物料压实响应特性。对于粗粒土则优先选择激振力和振幅较大的振动压路机进行压挤,并通过调节振动频率和振幅来加强颗粒之间嵌挤作用;针对细粒土适宜用轮胎压路机通过充气轮胎柔性作用达到揉搓压实土体目的。同时结合有限元仿真技术对不同设备参数的压实效果进行了仿真,对设备组合方案进行了优化,并建立了设备参数和材料特性动态匹配机制以保证压实设备工作参数符合材料特性 [2]。

(二)分层压实厚度与碾压遍数精准化控制

准确化控制分层压实厚度和碾压遍数,是确保压实质量均匀的关键。压实厚度太大造成下层压实度不够,太小则施工效率低。为了达到精准控制的目的,需要根据材料特性与设备性能构建压实厚度的计算模型。通过现场压实试验得到了不同物料在不同装置下有效压实深度并综合考虑物料最大干密度、最佳含水量等因素确定了合理分层压实厚度。施工期应用三维激光扫描技术对压实层厚度变化情况进行实时监测,使用无人机航测系统采集压实区域高程数据并对数据进行处理和分析,从而对压实厚度进行适时调整。为了控制碾压的次数,采用了智能压实监测系统,并通过安装在压路机上的传感器来实时监测碾压过程中产生的振动加速度、速度和其他参数,并建立碾压遍数和压实度之间关系曲线,压实度满足设计要求后系统会自动提示以保证碾压遍数控制准确,避免欠压或者过压。

(三)含水量实时监测与动态调节施工法

含水量对路基路面压实效果有着至关重要的影响,实时监测和动态调节对确保压实质量具有重要意义。施工前应检测原材料含水量并建立含水量和压实度之间的关系曲线以确定最优含水量区间。施工期利用分布式光纤传感技术实现了压实材料含水量实时监控。这种技术利用光纤中光信号变化的监测来实现物料含水量连续和分布式的检测,可以及时地发现含水量异常区。采用智能洒水系统在含水量偏离最佳范围的情况下动态调整 [3]。通过传感器获取物料含水量数据并配合预设控制算法对洒水车洒水量及洒水范围进行自动控制,以保证物料含水量始终处于最佳区间。同时建立了含水量实时监测及施工进度联动机制,并根据含水量的变化适时调整施工工艺及施工进度,确保压实工作顺利实施。

(四)特殊路段振动压实与静压组合工艺应用

特殊路段因地质条件复杂,地形起伏大,压实工艺要求高。振动压实和静压组合工艺可以充分发挥这2 种压实方式各自的优点,改善特殊路段压实质量。施工之前需要对特殊路段做细致的地质勘察、地质条件及地形特点分析,并有针对性地拟定压实方案。对软土地基路段首先利用振动压路机对其施加初压,利用振动作用增加土体密实度和减小土体孔隙比;然后用静压压路机复压以消除因振动压实造成表面松散,改善路面平整度。山区陡坡路段采用振动压实和静压交替压实,振动压实用于加强土体稳定性,静压用于确保坡面平整压实。同时压实时利用坡度传感器及倾角仪对压路机运行状态进行实时监控以保证特殊路段压路机安全运行。通过对振动压实和静压参数,例如振动频率、振幅、碾压速度等进行合理的调整,可以实现特殊路段的高效、高质量的压实。

三、结语

在交通运输体系中,公路是重要的基石,公路的质量和安全关系着社会经济发展命脉。科学运用路基路面压实技术并进行创新实践是提高公路工程品质最核心的环节。通过深入探讨和优化压实技术的原理,方法和技术,不但可以有效加强公路结构稳定性,而且对于促进交通基础设施建设向高质量发展,健全现代化的综合立体交通网络意义深远,构筑了经济社会持续健康发展的交通根基。

参考文献:

[1] 白 月 . 公 路 工 程 施 工 中 路 基 路 面 压 实 技 术 的 应 用 [J]. 居业 ,2025,(05):61-63.

[2] 王卫 . 论公路工程项目路基路面压实技术 [J]. 交通科技与管理 ,2023,4(10):117-119.

[3] 丁利 . 公路工程施工中路基路面压实技术研究 [J]. 建筑技术开发 ,2022,49(19):117-119.