戈壁地區路面基層消脹槽施工工藝研究

鄭立君

(龍建路橋股份有限公司第七分公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

1 前 言

我國內蒙古阿拉善盟，地處沙漠戈壁地區，地表含鹽量高，晝夜溫差大。瀝青路面拱脹效應隨季節溫度呈周期性變化，路面拱脹病害嚴重程度與路基所處環境及填挖高度有一定的關聯，路基和路面基層含鹽量越大，路面拱脹凸起幅度越大。調查顯示路面拱脹是基層溫度效應與基層、路基鹽脹效應的耦合作用所致，為了防止路面因基層段落較長、環境無法調節引起的內部應力導致破壞，設計上考慮設置基層消脹槽來消除路面拱脹病害的發生，即在基層上間隔一定距離設置消脹槽，消脹槽一般間距為200 m，槽寬0.5 m。依托國道331線北銀根至路井段公路工程總結的《戈壁地區路面基層消脹槽施工工藝》，很好地解決了路面基層消脹槽施工問題。在消脹槽施工時，按照構造圖要求，先在已完工的基層上，預挖松槽位置基層粒料，待消脹槽瀝青混合料鋪筑時，再挖出槽內的松散基層粒料，分層鋪筑瀝青混合料并以小型振動壓路機分層壓實，壓實度不應低于97%。

2 工藝特點

(1)基層攤鋪碾壓完成后，水泥穩定粒料終凝前，采用小型挖掘機對消脹槽位置進行預先挖松。

(2)ATB-25混合料分層填筑，每層填筑以后人工整平，用不小于13 kN、碾壓寬度小于50 cm的小型振動壓路機分層壓實。

(3)頂層鋪筑厚度在考慮松鋪系數的基礎上再增加1 cm左右的預留厚度，終末碾壓采用大噸位振動壓路機進行碾壓。

(4)采用25 m3的大型運輸車每天出一車料正好滿足鋪筑需要，避免使用多臺小型車輛的浪費。

(5)ATB-25填筑，采用快速連續施工方法，有效防止了因溫度散失過快影響整體壓實效果。

3 適用范圍

適用于沙漠戈壁及風沙地區受鹽賬、溫度變化影響大的公路路面水泥穩定粒料基層消脹槽施工。

4 工藝原理

利用瀝青穩定碎石(ATB-25)材料是彈性材料的特點，在彎拉應力的作用下，具有良好的抗變形能力和抗擠壓能力。

5 操作要點

5.1 測量放樣

基層施工過程中，應按設計要求以凸凹豎曲線變坡點及向兩側間距不大于200 m位置、距過水路面起終點不大于100 m位置、距離橋頭100 m處，并避讓平交道口的原則對消脹槽的位置進行放樣，并全部留有影像資料，建立了消脹槽位置臺帳。放樣方式采用橫向中心線兩端路肩上訂設木樁，并標注編號。根據左右邊線距離用白灰在基層頂面準確畫出消脹槽輪廓線，輪廓線按設計尺寸施畫。

5.2 預先挖松

消脹槽開槽采用小型挖掘機預先挖松，開挖應在水泥穩定粒料基層攤鋪碾壓完成后、水泥終凝前進行，一次開挖成型并用挖松散料就地回填，人工整形，不得碾壓。每道槽長：7.2 m、槽寬：0.5 m、深度：0.2 m。

5.3 工前刨除

消脹槽位置的基層混合料在ATB-25瀝青穩定碎石施工前采用風鎬刨松，刨松后人工清除水穩粒料。如遇兩側邊緣有松動碎石應及時清除，并細致修整兩側面，消脹槽兩個側面最終要形成垂直向下的整齊表面。

5.4 清理槽壁

在消脹槽施工前人工將消脹槽內的松散浮料清除，采用背式吹風機配合人工清掃灰塵及其他雜物，清掃干凈后人工均勻涂刷乳化瀝青，尤其消脹槽兩側面由于表面較粗糙，涂刷用量應相應增加，使之與填筑的ATB-25瀝青混合料緊密結合，防止水分滲入。

5.5 混合料拌和

(1)瀝青拌和站采用3000型以上拌和樓一座，產量250 t/h以上，具有自動進料、自動稱量、自動控溫的功能和二次除塵裝置，且可將生產時的各項數據逐盤自動打印。

(2)對拌和機的冷料倉進行流量標定，對熱料倉進行稱重標定、各粒徑集料的篩分檢驗，以及對拌和倉混合料的篩分檢驗。

(3)確保瀝青混合料出場溫度符合要求的措施：預先加熱烘干筒，保證集料能夠迅速升溫至要求溫度；對施工中出現異常溫度的熱料倉白料進行放空處理，直至溫度符合要求后才能拌和瀝青混和料。

5.6 混合料運輸

(1)采用有緊密、清潔、光滑的金屬底板的載重為15 t以上自卸汽車運輸瀝青混合料，為防止塵埃污染和熱量損失，運輸車輛應備有覆蓋設備。

(2)將空車開到料斗下停放，從拌和機向運輸車上裝料時，分三次進行，分別裝在車廂的前、后、中部，并保持裝料高度大致相同，減少混合料離析。

(3)在覆蓋帆布篷的同時，由試驗人員用紅外線測溫儀或插入式溫度計測量混合料出場溫度，保證瀝青混合料溫度符合最低施工溫度要求，不合格時，予以廢棄。

(4)行駛中隨時觀察周圍環境，對彎道、上下坡處應減速行駛，減少混合料離析。卸料車輛要聽從指揮人員統一安排，有序卸料，不得亂停亂放，車輛卸料后，要及時駛離現場。

5.7 混合料鋪筑

(1)綜合考慮混合料運距、現場施工速度及溫度損失時間，運輸采用15 t左右的運輸車運送至現場，運輸車必須采用保溫措施。

(2)消脹槽內瀝青混合料可分兩層進行鋪筑(壓實)，第一層松鋪厚度控制在10 cm(壓實8 cm)，第二松鋪厚度控制在16 cm(壓實12 cm)。

(3)每層混合料人工粗平后及時采用自制鋼板刮平表面，以確保表面碾壓受力均勻。頂層鋪筑厚度在考慮松鋪系數的基礎上再增加1 cm左右的預留壓實厚度。

5.8 分層壓實

(1)消脹槽瀝青混合料壓實分兩次進行，第一層填筑以后整平，用不小于13 kN、碾壓寬度為40 cm的瀝青混凝土專用小型振動壓路機壓實，碾壓遍數不少于7遍，每個作業面至少配備2臺小型振動壓路機。

(2)第一層瀝青混合料壓實完成后立即鋪筑壓實第二層，第二層鋪筑時要保證填料壓實厚度略高于兩側基層1 cm，用13 t以上雙鋼輪振動壓路機碾壓，以消除攤鋪面層時消脹槽位置產生的沉降差。

(3)碾壓速度：初壓2.5 km/h，復壓4 km/h，終壓4 km/h。

(4)分層壓實ATB-25瀝青碎石時，速度要快，防止溫度散失過快，整體壓實效果不好。

5.9 玻纖格柵鋪設

鋪設采用人工拉緊并用水泥釘在兩側固定，中間每間隔1 m加密固定。格柵表面應平整且緊貼基層表面，攤鋪過程隨時觀察格柵是否擁起，必要時采取措施以保證格柵鋪設質量。

5.10 檢查驗收

按照設計要求和規范規定的檢查項目進行檢驗，各項偏差在允許范圍內。

6 效益分析

為了確保施工質量，加快施工進度，降低施工成本，達到節能環保的效果，經試驗研究：基層攤鋪碾壓完成后，在混合料終凝前，采用小挖掘機開挖的辦法(挖斗斗寬40 cm)，即滿足了施工工藝的需要，又達到加快施工進度的目的；每道消脹槽ATB-25瀝青碎石用量0.72 m3，約1.28 t，每日鋪設30道，需要混合料約40 t，若采用20 m3的大型運輸車，每天出一車料正好滿足鋪筑需要，避免了使用多臺小型運輸車輛的浪費，降低工程成本；消脹槽內瀝青碎石分兩層進行攤鋪壓實，每層人工粗平后及時采用自制鋼板刮平表面，以確保表面碾壓受力均勻；ATB-25混合料第一層按松鋪8 cm控制，采用小型振動壓路機壓實，第二層按松鋪16 cm控制，采用大噸位振動壓路機壓實，施工質量得到保證。該項新技術的應用經濟上主要是加快施工進度(內蒙331項目工期節約14 d)、降低施工成本(內蒙331項目，人工費降低：300元/工日×112工日=33 600元，機械費降低：約34萬元)。

7 結 論

采用戈壁地區路面基層消脹槽施工工法，不僅施工上加快施工進度，降低工程成本，而且保護當地自然環境，解決我國沙漠戈壁及風沙地區公路路面容易發生拱脹破壞、使用壽命短、維修困難等問題，而且工程投入運營后，顯著提高公路通行能力和服務水平，提高公路使用者的滿意度，并大幅減少后期運營維修費用，有效延長公路使用壽命，建設投資效益得到體現，對地方國民經濟發展和科技進步提供有利條件。同時，“戈壁地區路面基層消脹槽施工工法”的總結應用，為今后類似工程項目大面積施工奠定了堅實基礎，積累了寶貴經驗。社會效益顯著。