高速铁路级配碎石施工工艺及质量控制

刘继文

摘要：基床表层是轨道的直接基础，是路基最重要的部分。高速铁路对轨道的要求是给轨道提供一个坚实而稳定的基础。而级配碎石基床表层在高速铁路中应用时间不长，在该段路基施工时没有相对成熟的施工工艺，因而有必要对其施工工艺进行研究和探讨。文章结合某高速铁路级配碎石基层试验路段施工实例，阐述了级配碎石基层施工工艺及质量控制。

关键词：级配碎石；基床表层；施工工艺；质量控制

中图分类号：U215

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)14-0145-02

一、概况

(一)工程概述

某高速铁路K316+000～DK322+337段，基床表层采用级配碎石处理，共4万方。该路段为新建工程路段，工程地质情况较为复杂，主要分布为水田耕作区的矮路堤、膨胀土路堑、泥岩石质路堑。路基填料为改良土。

(二)基床表层的主要功能

基床表层是轨道的直接基础，是路基最重要的部分。高速铁路对轨道的要求是给轨道提供一个坚实而稳定的基础。它必须具有较大的强度，抵御外力作用和避免破坏的能力；具有足够的刚度，抵抗变形的能力；具有较高的稳定性，免使基床表面的刚度与强度在雨水、温度变化和动力用力下发生改变。其次，基床表层必须给土路基提供保护，有良好的扩散应力能力，并保护土路基不受水与寒冷等不利自然条件的侵蚀。

而级配碎石基床表层在高速铁路中应用时间不长，在该段路基施工时没有相对成熟的施工工艺，因而有必要对其施工工艺进行研究和探讨。

(三)基床表层结构形式

该段铁路为双线铁路，区间线间距4.6m，路堤段级配碎石顶宽12.3m，路堑段级配碎石顶宽13.52m，级配碎石厚60cm。两种级配碎石布置形式分别如图1、图2所示：

二、施工工艺

(一)施工准备

1.施工流程。采用集中拌和，汽车运输，沥青摊铺机摊铺，压路机压实的方案实施。工程中采用“四区段、六流程”施工工艺组织施工，具体是基床底层验收、搅拌运输、摊平碾压、检测整修“四区段”和拌和、运输、摊铺、碾压、检测、养护“六流程”施工工艺。

2.施工场地及设备。因每天生产的级配碎石量相当大，需要比较大的场地储备级配碎石原料，本工程在DK318+800线路左侧临时征地14亩，主要用于建级配碎石拌和站及储备原材料，配碎石站设计储备能力为一次储备1.2万方。级配碎石站选用WCB500型稳定土厂拌设备一套。主要技术指标是：额定生产能力500t／h；总功率133KW；设备总重37t；最大拌和骨料直径60mm；骨料系统精度≤±2％；粉料系统精度≤±1％；占地面积420m²。ZLSO型装载机一台；LTY7500型沥青摊铺机一台；YZ20型压路机一台，25t自卸汽车12台。

3.室内配合比选定。在正式施工前须做室内配合比实验。本项目采用的是黄陂喻家山碎石。《客运专线铁路基床表层级配碎石技术暂行规定》(铁科技基[2005]101号)明确规定，选配的级配碎石集料必须符合下表规定，详见表1：

由于铁路基床级配碎石要求高，本项目选用的集料全部来自黄陂喻家山，石料最大粒径控制在31.5mm以内。石料在采集时分为四种规格：即0～7.1mm，7.1～16mm，16-22Amm，22.4～31.5mm四种规格。经过反复调整，选定一组集料配合配比，四种规格的质量配合比为：35:20:55:20试验数据见图3：

4.测量放样。测量放样是一项很重要的工作，它是摊铺作业的准绳，必须保证测量精度。基层施工前，先测量恢复中线，直线段每20m设一桩，平曲线每10m设一桩，放出基层的准确位置，用石灰撒线标出，并在两侧(超宽10cm)设置钢钎控制桩，测量并标出基层边缘的设计标高，施工时拉钢钎绳引导摊铺作业，达到有效控制基层高程、厚度和平整度的目的。

5.工程试验段。在室内试验配合比确认后，在DK322+550～+750段200m范围内进行了试铺，基床表层分三层摊铺碾压。每层碾压厚度为20cm，确定松铺系数为1.25，整个试验段经检验各项指标完全满足设计要求。

(二)原材料控制

1.控制骨料质量是从源头把关。拌和站建立了骨料进厂验收制度，拒收不合格的骨料。对进场的骨料严格按按设计的四种规格粒级分隔堆放，细骨料专门覆盖防雨淋。

2.施工前，对骨料的颗粒级配、相对密度、压碎值、含水量等各项技术指标及混合料组成进行试验检测，符合设计要求后方开盘拌和。

3.确保施工时的级配与室内实验的级配相符，这是保证混合料质量的关键。施工过程中进场抽检集料级配曲线，有变化时及时采取措施进行调整。

(三)拌和厂拌制控制

混合料的拌制质量是保证基床表层施工质量的基础，是至关重要的环节。在每次开盘前，均对级配碎石站的电子秤进行复核，没有明显异常后方开盘。拌和过程中经常注意集料含水量的控制，在夏季晴朗天气时拌和时含水量适当偏大，在阴雨天或晚上拌和时加水量适当减少，保证集料在最佳含水量控制范围内。

(四)集料运输

混合料拌制完成后，尽快运到铺筑现场，车上的混合料采用帆布覆盖，减少水分损失。本项目采用12台25t自卸汽车运输，满足了施工需求。

(五)集料摊铺

1.摊铺前，将基床底层清扫干净，充分洒水湿润，并始终保持下承层表面处于湿润状态。

2.采用LTY7500型摊铺机进行摊铺作业，摊铺过程中拌和机与摊铺机的生产效率互相匹配，使得施工工序紧密衔接，保持不间断地连续摊铺，防止停机待料，确保摊铺均匀和基层的平整度。

(六)集料碾压

1.集料碾压分为静压1遍→弱振2遍→强振2遍→弱振1遍→静压1遍收光次序进行。弱振2遍后对标高、横坡进行检测、调整后，再继续碾压至密实。

2.碾压过程中应保持混合料表面始终湿润。如水分蒸发过快，应及时补洒少量的水，但严禁洒大水碾压。施工中应尽量减少横缝、调头，避免纵缝。

(七)基层养生

每一段路基碾压完成并经压实度检查合格后，及时进行养生。采用洒水车洒水养护，基层的养生期一般为7d，但铺完路段24h内禁止车辆行走。每天洒水的次数应视气候条件而定，原则是在整个养生期间应始终保持基层表面潮湿。

三、施工质量控制

(一)标高控制

每10m间距恢复中桩、边桩。摊铺机摊铺，粗平后，立即检测中桩、边桩松铺高程。中桩、边桩分别比相应的设计高程高出1.2cm。现场标记相差值，供摊铺机及时修正，现场用3m直尺随时抽检平整度。

(二)碾压

1.碾压组织方式。采用YZ20型重型轮式压路机进行碾压。施工过程中遵循“先低后高，先两侧后中间、先内侧后外侧、每次轮印重叠1/3，压至无明显痕迹”的方式碾压。

2.碾压参数。按照“静压1遍→弱振2遍→强振2遍→弱振1

遍→静压1遍”的碾压顺序进行碾压。路面两侧多振压1遍，直到表面无明显轮迹和受压面稳定不下沉为止。经现场检测，压实度均达到规范要求的96％标准。压路机采用的碾压速度，头一遍1.5～1.6km/h，后五遍2.0～2.2km／h。

(三)接缝处理

纵向搭接缝采用行与行之间重叠压实不小于40cm处理。横向缝采用搭接长度不小于2m，上下层间搭接长度不小于3m处理。

(四)含水量的控制

实践证明，级配碎石只有在接近最佳含水量条件下才能达到最佳压实效果，因此现场碾压应严格控制含水量。现场级配碎石摊铺后，应该及时碾压，延长碾压时间会使级配碎石水分蒸发，材料干硬、固结，不利于进一步碾压。如果含水量偏低，应根据情况以喷雾式洒水车适当洒水，使级配碎石在最佳含水量下进行碾压。使其达到要求的压实度。如果含水量过高，可用平地机等设备翻晒，待其干到接近最佳含水量时，再进行碾压。

(五)质量检测情况

本段级配碎石基床表层在施工过程中检验结果全部合格，检验统计结果见表2：

(六)其它质量问题及处理

1.施工过程与设计配合比的误差。在进料过程中虽然按四类集料控制，但由于每种规格进料时的差异，在实际施工时与设计配合比曲线不是十分吻合。处理方法是施工过程中每天从级配碎石站的传送带上取2～4组及时烘干做筛分分析，若在规范允许的范围内则继续施工，若不在规范允许的范围内。则立即停止施工，待室内试验合格后在继续生产。

2.集料不均匀的处理。每次开盘后一般有3～7m，的集料拌和得不是十分均匀，主要原因是每次开盘时进料斗中有上次残余的集料，其与在储料场中的集料含水率有出入，造成刚开盘时的集料含水率控制得不是十分好。处理方法是每次施工完后若经料斗中还有残余料的话，及时将每种集料分别通过传送带清理出拌和机，并用装载机将其运回原集料仓。

3.现场残余料的处理。在现场施工过程中几次碰到当地老百姓阻工的现象，造成现场集料不能及时摊铺、碾压。处理措施是将未摊铺的残余料运回拌和站，重新拌和后使用。禁止在现场加水后在进行摊铺碾压。

四、结语

通过试验路的施工，在现有的施工条件下完成，至目前为止，完工近一年，并经过了夏季暴雨及冬春季冻融期的考验，各项技术指标均符合要求。