高速液压夯在高速公路改扩建项目中的应用研究

段凌云

(四川成乐高速公路有限责任公司，四川 成都 610041)

0 引言

随着我国社会经济的快速发展，道路通行能力和服务水平已不能满足高速公路的行车要求，各国各省陆续启动了高速公路改扩建施工，但在路基拼接施工过程中，采用传统碾压设备不能有效对搭接部位进行压实，容易形成质量隐患。因此，采用了液压夯施工工艺对路基搭接部位进行补强。

1 工作原理

高速液压夯的工作原理是利用机械将重型夯锤提升到一定高度，夯锤在重力和液压力共同作用下，下落对路基进行夯实，并在液压缸的作用下实现快速的上下往复动作，在装载机的牵引下，机动灵活地对不同的位置进行快速、准确的压实，从而满足对夯实作业面积进行单点或连续的压实要求。

2 试验设备及试验路

2.1 试验设备

本试验采用HC42B 型高速液压夯实机，其额定冲击能量为42KJ，锤体质量3.5t，最大提升高度1.2m，锤击频率30～80 次/min，标配夯板直径1.0m，工作质量6.9t，外形尺寸1.48m×1.42m×3.73m（长×宽×高），提升高度设有0.2m（一档）、0.6m（二档）、1.2m（三档）三个档位。夯击强度（档位）、连击次数可根据需要随时设定，也可使用手动随机夯击。

2.2 试验路选取

本次选取某高速公路扩容项目K64+200-K64+400 作为试验路。该段设计为低填浅挖段落，路床1.2m 范围内采用砂砾石填筑。

2.3 试验过程

试验前，先对场地整平碾压，然后对路基进行弯沉和压实度检测，其中弯沉采用贝克曼梁和落锤式弯沉仪两种检测方式。然后按标准施工工艺采用液压夯对路基进行夯实，夯点间距1.1m，当相邻三锤高差在1cm 内视为满足夯实要求，最终现场夯实锤数为9 锤。夯击完成后，再次对路基进行精平和碾压，再进行相应的试验检测工作。

3 试验结果及分析

3.1 弯沉

夯实前后，分别采用贝克曼梁和落锤式弯沉仪进行弯沉检测，试验结果如下表所示：

表3.1 弯沉试验结果

从夯实前后的弯沉数据来看，弯沉代表值出现了一定程度增加。弯沉代表值增大的主要原因有：一是夯实后，细料上浮严重，细料浮在粗骨料的表面，不易形成板结的整体，导致弯沉值增加；二是路基填料之间的嵌锁平衡被破坏，粘聚力降低，而砂砾石这种粘聚力的恢复，至少需7 天以上的休止期，且休止期越长，粘聚力的恢复越明显。因此，夯实完成后的一段时间内，弯沉值必然会增加，但随着休止期的增加，弯沉会得到逐步的恢复。

3.2 压实度

夯实前后分别测定压实度，共选取了7 个测点，试验结果如下表所示。

表3.2 压实度试验结果

从上表可以看出，经过夯实后压实度平均提高了2.34%，表明液压夯能有效改善填料的密实程度。

3.3 沉降差

分别测定各夯点在一定的夯实功和夯击次数下的沉降差，选取了一个典型断面，横坐标为夯点位置，其中夯点1 为靠近老路位置夯点，夯点5 靠近新路基外侧边坡，纵坐标为夯实后的沉降量。夯点位置与沉降量之间的关系如图3.1 所示。

图3.1 K64+370 断面各夯点沉降量

从上图可以看出，靠近老路位置和路基边缘位置，沉降量较大，说明以上位置为路基施工的薄弱环节，传统施工工艺无法对以上位置进行有效压实，而采用液压夯可克服碾压传统工艺的弊端。

4 结语

（1）采用液压夯夯实后，路基弯沉会增大，甚至可能会扰动原路基，造成路基结构的破坏，但随着休止期的增加，弯沉会得到逐步恢复。

（2）采用液压夯工艺，可显著改善填料的密实程度。

（3）对于新老路基搭接等传统碾压工艺不能有效压实的区域，采用液压夯工艺可有效克服传统工艺的弊端。