西藏高原地區(qū)大厚度鋪筑水泥穩(wěn)定砂礫基層施工技術(shù)

張文濤

【摘要】隨著路面機(jī)械設(shè)備的不斷更新發(fā)展，路面水穩(wěn)基層施工工藝也在不斷地創(chuàng)新，在國道318線西藏林芝至拉薩段改造工程林芝至工布江達(dá)段采用大寬度大厚度水穩(wěn)基層一次攤鋪成型施工工藝，通過試鋪、分析、總結(jié)，論證了大厚度水穩(wěn)基層一次攤鋪成型工藝，科學(xué)合理、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)可行。與傳統(tǒng)的大厚度分層攤鋪比較，在成品整體質(zhì)量、平整度等工藝控制及技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果方面，有較大的優(yōu)勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】高原；大寬度大厚度水穩(wěn)基層；一次攤鋪成型；技術(shù)先進(jìn)；經(jīng)濟(jì)可行

一、概述

由中鐵十五局集團(tuán)承建的國道318線西藏林芝至拉薩段改造工程林芝至工布江達(dá)段第四合同段起止樁號(hào)K4296+000-K4324+400，線路總長28.4km，設(shè)計(jì)為雙向四車道全封閉高等級(jí)公路。合同工期18個(gè)月。其中路面基層46.6萬m2，設(shè)計(jì)為4.5%水泥穩(wěn)定碎礫石，厚度32cm。項(xiàng)目位于西藏林芝地區(qū)工布江達(dá)縣尼洋河河谷地帶，海拔3200米至3500米，屬高原溫帶半濕潤氣候，晝夜溫差大。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，合同段內(nèi)32cm水泥穩(wěn)定碎礫石基層采用一次攤鋪成型施工工藝，通過試驗(yàn)段及大面積攤鋪，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

二、大厚度施工工藝控制要點(diǎn)

1、攤鋪

拌合設(shè)備為600型，每小時(shí)有效產(chǎn)量在450t以上，運(yùn)距在4km以內(nèi)時(shí)自卸車配置8臺(tái)，4km至8km時(shí)，自卸車配置15臺(tái)，攤鋪機(jī)速度控制在1.5m/min，拌合及運(yùn)輸能力滿足生產(chǎn)需求。

采用1臺(tái)陜西中大DT1800型攤鋪機(jī)攤鋪混合料，攤鋪寬度9.95m，松鋪厚度39.68cm，攤鋪速度控制在1.5m/min，夯錘振搗頻率25.4HZ，螺旋布料器4/5沒入混合料中布料，攤鋪機(jī)預(yù)壓密實(shí)度達(dá)90%。

攤鋪?zhàn)⒁馐马?xiàng)：

⑴大寬度大厚度攤鋪混合料，攤鋪時(shí)重點(diǎn)控制攤鋪速度、振搗頻率。攤鋪速度過快，螺旋布料器布料不滿，出現(xiàn)缺料區(qū)域，導(dǎo)致攤鋪不平整密實(shí)現(xiàn)象；攤鋪機(jī)速度過慢，螺旋布料器溢料，出現(xiàn)灑落或離析現(xiàn)象。

⑵為保證攤鋪質(zhì)量，需控制好下承層平整度及表面溫度，減少混合料攤鋪后的水分蒸發(fā)消失。在攤鋪機(jī)前安排1臺(tái)灑水車灑水濕潤表面，配合1臺(tái)22t單鋼輪壓路機(jī)修整工作面，將自卸車倒車運(yùn)料時(shí)產(chǎn)生的輪跡消除，確保工作面的平整、密實(shí)。

2、碾壓

大寬度大厚度攤鋪工藝是否能取得成功，關(guān)鍵在于施工過程壓實(shí)度及成品7天后鉆芯取樣的完整性、密實(shí)性，即在于碾壓設(shè)備的選型、組合、碾壓順序及遍數(shù)。

設(shè)備選型、組合：混合料壓實(shí)，必須采用噸位大、激振力強(qiáng)、功率大、振幅大的碾壓設(shè)備。投入水穩(wěn)基層的碾壓設(shè)備為1臺(tái)陜西中大17t雙鋼輪壓路機(jī)，1臺(tái)陜西中大36t單鋼輪壓路機(jī)及1臺(tái)陜西中大37t膠輪壓路機(jī)。

碾壓順序及遍數(shù)：為確保壓實(shí)質(zhì)量，根據(jù)試驗(yàn)段試鋪確定，初壓：采用17t雙鋼輪壓路機(jī)“去靜回震”一遍并在碾壓段落終點(diǎn)處“階梯”型留置劃分碾壓段落，禁止全斷面“一字型”留置碾壓接頭，碾壓段落長度50米；復(fù)壓：采用36t單鋼輪壓路機(jī)強(qiáng)震4遍，將混合料整體壓實(shí)，確?；旌狭舷掳氩糠值拿軐?shí)性；在單鋼輪強(qiáng)震4遍過程中，37t膠輪壓路機(jī)交替碾壓三遍，膠輪壓路機(jī)碾壓目的是將混合料上半部分及表面揉搓密實(shí)，避免出現(xiàn)36t壓路機(jī)過震導(dǎo)致表面混合料壓碎、松散現(xiàn)象。終壓：37t壓路機(jī)揉搓碾壓1遍，雙鋼輪壓路機(jī)靜壓收面1遍。混合料碾壓成型需9遍，其中大噸位36t單鋼輪壓路機(jī)強(qiáng)震4遍。

碾壓成型注意事項(xiàng)：

⑴機(jī)械設(shè)備選型及碾壓組合。必須選用大噸位、大激振力、大振幅的碾壓設(shè)備。

⑵碾壓過程控制。因設(shè)備噸位較大，混合料含水量必須穩(wěn)定且在混合料處于最佳含水量時(shí)進(jìn)行碾壓，碾壓段落需劃分明顯并呈“階梯”型，在強(qiáng)震第一遍后，人工配合雙鋼輪壓路機(jī)消除“階梯”型輪跡，確保每一碾壓段落接頭處的平整度銜接好。

三、現(xiàn)場試驗(yàn)、測量數(shù)據(jù)

⑴混合料篩分結(jié)果：級(jí)配符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求；

⑵水泥劑量檢測平均4.6%符合設(shè)計(jì)要求；

⑶厚度控制：主線底基層設(shè)計(jì)厚度為32cm，現(xiàn)場取樣5個(gè)點(diǎn)，平均值：32.2cm，符合規(guī)范要求；

⑷現(xiàn)場壓實(shí)度檢測及確定碾壓遍數(shù)：

我部在復(fù)壓強(qiáng)震第3遍后，壓實(shí)度復(fù)核設(shè)計(jì)要求，根據(jù)類似施工經(jīng)驗(yàn)，為提高施工質(zhì)量我部最終確定復(fù)壓強(qiáng)震4遍。

⑸平整度、標(biāo)高、寬度、橫坡評(píng)價(jià)：

平整度：八輪平整度儀檢測4個(gè)點(diǎn)，合格率100；

高 程：每20m測一個(gè)斷面，每斷面測2個(gè)點(diǎn)，共檢測22個(gè)點(diǎn)，合格率100%；

寬 度：設(shè)計(jì)平均寬度為9.95m，實(shí)測寬度平均10.10m，符合設(shè)計(jì)要求；

橫 坡：共檢測4個(gè)斷面，合格率100%；

⑹松鋪系數(shù)的確定：每20m檢測一斷面，共檢測10個(gè)段面，共檢測30點(diǎn)，平均松鋪系數(shù)1.24。

⑺強(qiáng)度：施工現(xiàn)場取樣6個(gè)試件，強(qiáng)度為5.0Mpa，符合設(shè)計(jì)要求。

⑻養(yǎng)生：因地處高原冬季，晝夜溫差達(dá)到10攝氏度左右，夜間最低氣溫已經(jīng)零下。采用土工布覆蓋、水車灑水后覆蓋一層黑色塑料布，保溫養(yǎng)生較好。

⑼彎沉：現(xiàn)場檢測彎沉22點(diǎn)，代表值為12，符合設(shè)計(jì)要求。

四、工藝及經(jīng)濟(jì)效果對(duì)比

傳統(tǒng)的攤鋪工藝：⑴雙機(jī)聯(lián)合梯形攤鋪。現(xiàn)場需配置2臺(tái)攤鋪機(jī)，前后相距10米梯形攤鋪，2臺(tái)攤鋪機(jī)外側(cè)走鋼絲繩基準(zhǔn)線，前一臺(tái)攤鋪機(jī)路中側(cè)走鋁合金導(dǎo)梁，后一臺(tái)攤鋪機(jī)走滑靴，雙機(jī)聯(lián)合梯形攤鋪，施工存在縱向接縫，易離析且平整度控制難度大；⑵分層攤鋪，存在技術(shù)間歇時(shí)間且一般在7天以上，同時(shí)在施工第二層前，第一層防污染成品保護(hù)、交通管制養(yǎng)生方面管理成本重復(fù)投入且較大，同時(shí)一般需噴灑水泥漿，以提高上下層整體連接性，避免分層。⑶分層攤鋪工藝，全厚度鉆芯取樣質(zhì)量，中間粘結(jié)不好，分層明顯，不是整體結(jié)構(gòu)。

大寬度大厚度攤鋪工藝：僅需1臺(tái)攤鋪機(jī)走兩側(cè)鋼絲繩基準(zhǔn)線半幅整體寬度、厚度一次攤鋪成型，養(yǎng)護(hù)7天成型，鉆芯取樣整體性良好。

比較：⑴前者雙機(jī)聯(lián)鋪?zhàn)鳂I(yè)投入人力較后者單機(jī)作業(yè)投入人力約1.5倍，如后者不需要投入鋁合金導(dǎo)梁、投入人工搬運(yùn)及控制其高程；⑵后者半幅整體攤鋪成型，施工中無縱向施工接縫，避免人為因素引起的平整度、高程及混合料離析現(xiàn)象；⑶后者大厚度一次攤鋪成型，避免工藝重復(fù)、技術(shù)間歇，縮短工期并減少成本投入。在同一段落內(nèi)的水穩(wěn)基層施工，到完整取出芯樣至少縮短8天時(shí)間，同時(shí)減少了灑水車、養(yǎng)生材料的投入。