戈壁地区路面基层消胀槽施工工艺研究

郑立君

(龙建路桥股份有限公司第七分公司，黑龙江 哈尔滨 150009)

1 前 言

我国内蒙古阿拉善盟，地处沙漠戈壁地区，地表含盐量高，昼夜温差大。沥青路面拱胀效应随季节温度呈周期性变化，路面拱胀病害严重程度与路基所处环境及填挖高度有一定的关联，路基和路面基层含盐量越大，路面拱胀凸起幅度越大。调查显示路面拱胀是基层温度效应与基层、路基盐胀效应的耦合作用所致，为了防止路面因基层段落较长、环境无法调节引起的内部应力导致破坏，设计上考虑设置基层消胀槽来消除路面拱胀病害的发生，即在基层上间隔一定距离设置消胀槽，消胀槽一般间距为200 m，槽宽0.5 m。依托国道331线北银根至路井段公路工程总结的《戈壁地区路面基层消胀槽施工工艺》，很好地解决了路面基层消胀槽施工问题。在消胀槽施工时，按照构造图要求，先在已完工的基层上，预挖松槽位置基层粒料，待消胀槽沥青混合料铺筑时，再挖出槽内的松散基层粒料，分层铺筑沥青混合料并以小型振动压路机分层压实，压实度不应低于97%。

2 工艺特点

(1)基层摊铺碾压完成后，水泥稳定粒料终凝前，采用小型挖掘机对消胀槽位置进行预先挖松。

(2)ATB-25混合料分层填筑，每层填筑以后人工整平，用不小于13 kN、碾压宽度小于50 cm的小型振动压路机分层压实。

(3)顶层铺筑厚度在考虑松铺系数的基础上再增加1 cm左右的预留厚度，终末碾压采用大吨位振动压路机进行碾压。

(4)采用25 m3的大型运输车每天出一车料正好满足铺筑需要，避免使用多台小型车辆的浪费。

(5)ATB-25填筑，采用快速连续施工方法，有效防止了因温度散失过快影响整体压实效果。

3 适用范围

适用于沙漠戈壁及风沙地区受盐账、温度变化影响大的公路路面水泥稳定粒料基层消胀槽施工。

4 工艺原理

利用沥青稳定碎石(ATB-25)材料是弹性材料的特点，在弯拉应力的作用下，具有良好的抗变形能力和抗挤压能力。

5 操作要点

5.1 测量放样

基层施工过程中，应按设计要求以凸凹竖曲线变坡点及向两侧间距不大于200 m位置、距过水路面起终点不大于100 m位置、距离桥头100 m处，并避让平交道口的原则对消胀槽的位置进行放样，并全部留有影像资料，建立了消胀槽位置台帐。放样方式采用横向中心线两端路肩上订设木桩，并标注编号。根据左右边线距离用白灰在基层顶面准确画出消胀槽轮廓线，轮廓线按设计尺寸施画。

5.2 预先挖松

消胀槽开槽采用小型挖掘机预先挖松，开挖应在水泥稳定粒料基层摊铺碾压完成后、水泥终凝前进行，一次开挖成型并用挖松散料就地回填，人工整形，不得碾压。每道槽长：7.2 m、槽宽：0.5 m、深度：0.2 m。

5.3 工前刨除

消胀槽位置的基层混合料在ATB-25沥青稳定碎石施工前采用风镐刨松，刨松后人工清除水稳粒料。如遇两侧边缘有松动碎石应及时清除，并细致修整两侧面，消胀槽两个侧面最终要形成垂直向下的整齐表面。

5.4 清理槽壁

在消胀槽施工前人工将消胀槽内的松散浮料清除，采用背式吹风机配合人工清扫灰尘及其他杂物，清扫干净后人工均匀涂刷乳化沥青，尤其消胀槽两侧面由于表面较粗糙，涂刷用量应相应增加，使之与填筑的ATB-25沥青混合料紧密结合，防止水分渗入。

5.5 混合料拌和

(1)沥青拌和站采用3000型以上拌和楼一座，产量250 t/h以上，具有自动进料、自动称量、自动控温的功能和二次除尘装置，且可将生产时的各项数据逐盘自动打印。

(2)对拌和机的冷料仓进行流量标定，对热料仓进行称重标定、各粒径集料的筛分检验，以及对拌和仓混合料的筛分检验。

(3)确保沥青混合料出场温度符合要求的措施：预先加热烘干筒，保证集料能够迅速升温至要求温度；对施工中出现异常温度的热料仓白料进行放空处理，直至温度符合要求后才能拌和沥青混和料。

5.6 混合料运输

(1)采用有紧密、清洁、光滑的金属底板的载重为15 t以上自卸汽车运输沥青混合料，为防止尘埃污染和热量损失，运输车辆应备有覆盖设备。

(2)将空车开到料斗下停放，从拌和机向运输车上装料时，分三次进行，分别装在车厢的前、后、中部，并保持装料高度大致相同，减少混合料离析。

(3)在覆盖帆布篷的同时，由试验人员用红外线测温仪或插入式温度计测量混合料出场温度，保证沥青混合料温度符合最低施工温度要求，不合格时，予以废弃。

(4)行驶中随时观察周围环境，对弯道、上下坡处应减速行驶，减少混合料离析。卸料车辆要听从指挥人员统一安排，有序卸料，不得乱停乱放，车辆卸料后，要及时驶离现场。

5.7 混合料铺筑

(1)综合考虑混合料运距、现场施工速度及温度损失时间，运输采用15 t左右的运输车运送至现场，运输车必须采用保温措施。

(2)消胀槽内沥青混合料可分两层进行铺筑(压实)，第一层松铺厚度控制在10 cm(压实8 cm)，第二松铺厚度控制在16 cm(压实12 cm)。

(3)每层混合料人工粗平后及时采用自制钢板刮平表面，以确保表面碾压受力均匀。顶层铺筑厚度在考虑松铺系数的基础上再增加1 cm左右的预留压实厚度。

5.8 分层压实

(1)消胀槽沥青混合料压实分两次进行，第一层填筑以后整平，用不小于13 kN、碾压宽度为40 cm的沥青混凝土专用小型振动压路机压实，碾压遍数不少于7遍，每个作业面至少配备2台小型振动压路机。

(2)第一层沥青混合料压实完成后立即铺筑压实第二层，第二层铺筑时要保证填料压实厚度略高于两侧基层1 cm，用13 t以上双钢轮振动压路机碾压，以消除摊铺面层时消胀槽位置产生的沉降差。

(3)碾压速度：初压2.5 km/h，复压4 km/h，终压4 km/h。

(4)分层压实ATB-25沥青碎石时，速度要快，防止温度散失过快，整体压实效果不好。

5.9 玻纤格栅铺设

铺设采用人工拉紧并用水泥钉在两侧固定，中间每间隔1 m加密固定。格栅表面应平整且紧贴基层表面，摊铺过程随时观察格栅是否拥起，必要时采取措施以保证格栅铺设质量。

5.10 检查验收

按照设计要求和规范规定的检查项目进行检验，各项偏差在允许范围内。

6 效益分析

为了确保施工质量，加快施工进度，降低施工成本，达到节能环保的效果，经试验研究：基层摊铺碾压完成后，在混合料终凝前，采用小挖掘机开挖的办法(挖斗斗宽40 cm)，即满足了施工工艺的需要，又达到加快施工进度的目的；每道消胀槽ATB-25沥青碎石用量0.72 m3，约1.28 t，每日铺设30道，需要混合料约40 t，若采用20 m3的大型运输车，每天出一车料正好满足铺筑需要，避免了使用多台小型运输车辆的浪费，降低工程成本；消胀槽内沥青碎石分两层进行摊铺压实，每层人工粗平后及时采用自制钢板刮平表面，以确保表面碾压受力均匀；ATB-25混合料第一层按松铺8 cm控制，采用小型振动压路机压实，第二层按松铺16 cm控制，采用大吨位振动压路机压实，施工质量得到保证。该项新技术的应用经济上主要是加快施工进度(内蒙331项目工期节约14 d)、降低施工成本(内蒙331项目，人工费降低：300元/工日×112工日=33 600元，机械费降低：约34万元)。

7 结 论

采用戈壁地区路面基层消胀槽施工工法，不仅施工上加快施工进度，降低工程成本，而且保护当地自然环境，解决我国沙漠戈壁及风沙地区公路路面容易发生拱胀破坏、使用寿命短、维修困难等问题，而且工程投入运营后，显著提高公路通行能力和服务水平，提高公路使用者的满意度，并大幅减少后期运营维修费用，有效延长公路使用寿命，建设投资效益得到体现，对地方国民经济发展和科技进步提供有利条件。同时，“戈壁地区路面基层消胀槽施工工法”的总结应用，为今后类似工程项目大面积施工奠定了坚实基础，积累了宝贵经验。社会效益显著。