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大型摊铺机

中国人是这样筑路的

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中国人是这样筑路的


中国人是这样筑路的

中大机械创新科技催生优质工程

济青高速四改八车道项目巡礼

 

撰文  傅晓鸣    图片  惠京鹏  韩卫民  王之光  

 

细说四改八

一项杰出的工程,必然要有一个务实、创新、精雕细琢、勇于破题的攻关团队,才能使其实现杰出。

这是一条国家交通运输部确立的科技示范项目、一条绿色科技示范工程,发生在济青高速“四改八”改扩建工程中的创新故事。

所谓示范,就是带头、引领,就是榜样、典范,示范,就是将活儿干得好、干得出色、干得前所未有、干出个样子供大家学习参——进一步说,示范,就是前人未及之事,而今为我所创!

在这个示范工程中,中大机械为实现真正意义上的横向“一字坡”,纵向“无纵缝”设计要求,与承建方一起,创新出高速公路改扩建中,水稳层结构层双机组同步分层大厚度连续摊铺碾压整体成型施工工法。通过机械设备集成创新,应用新工法,在济青高速“四改八”改扩建工程中大显身手,既保证了施工期间社会车辆继续通行和畅通无阻,又根本解决了以往改扩建及新建工程存在的质量通病和固有顽疾,严按照建设工期和施工周期短的要求,用省工时、省人力、省资金、保质量的新工法,取得了事半功倍的效果,推动了施工品质和道路建设品质革命,对今后的高速公路改扩建和新建工程施工,起到重大的示范和引领作用,具有非常广泛的推广价值,其影响不可估量。可以说,为今后高速公路改扩建及新建工程树起行业标杆,开创了路面水稳基层同步大厚度连铺连压一次整体成型施工的先河。

 

何为四改八

不是行业内的人,面对“四改八”名词,一头雾水,不知所云。这是土木工程的一款专业用词。倘若把它放在高速公路改扩建工程中,不用解释已能猜出大概了。用通俗话讲,“四改八”就是将高速公路原来的双向四车道改为八车道。也就是说,在原来单向双车道老路上,再新加两个新车道,一来一往,四车道变成八车道,路面整整拓宽一倍!

这样的工程,说起来简单干起来难,而且难度非常之大,不是业内人士,不参与扩建工程,很难体悟工程技术的难度和工艺创新所包含的科技分量与价值。

难度一,要求建设工期短,施工周期短,而且越短越好;难度二,不能封闭交通。施工期间,要保证社会车辆继续通行,不能由于施工影响交通运行;难度三,新改的八车道路面要达到一字坡”和无纵缝”,保证工程质量并具有示范性;难度四,水稳反开挖部位回填施工难度大。通过此次工程,彻底杜绝传统施工中容易发生的通病和固有顽疾。条件苛刻,工期逼紧,困难重重。困难就是动力,机遇逼迫创新,只有智慧的大脑才能取得完胜。一场前所未有的攻坚战在济青高速公路打响!

改扩建施工设计要求,四改八全幅18.75m的宽阔路面,必须是“一字坡”和“无纵缝”,这是工程质量的总体要求。

“一字坡”顾名思义,就是路面稍斜,呈一字型,目的为排水方便,遇上天雨,能让路面上的水迅速流动,排到路基之外。这不是为好看,是为公路安全运营与实用,无论再大的天雨,也不会由于路面积水而造成行车困难与危险;

“无纵缝”就是要求对18.75m的全幅路面一次性摊铺,没有纵向拼接的缝隙和痕迹,整个路面天然一体,如瀑布般,一泻千里。

在济青高速四改八改扩建工程中,无纵缝堪称一个非常苛刻的设计要求,它否定了传统工艺用两台摊铺机并机摊铺、或者三台以上机子并排摊铺施工工艺。这样的要求目的非常明确,因为用那样的机械和工艺,路面摊铺过程中,纵缝与路拱的出现是无法避免的。这是为保证路面使用年限和寿命,不至于在保修期内进行封路大修,造成各种不必要的浪费。

在质量安全的防范中,有纵缝的路面最容易被车辆碾压撕裂,是出现离析病害的最大隐患。无纵缝整幅摊铺,就是不留接口,不留隐患,杜绝今后发生不该发生的事情,防患于未然。

中国古代有个成语叫“分崩离析”,在筑路行业,离析这个词被工程质量所用,如果用高速公路场景来描绘,离析便是沥青与石子在车辆碾压中败坏分离,出现坑洼不平,车轮碾过,震荡颠簸,石子飞扬!

从宏观角度讲,高速路的核心体现着高速”二字。若不为提升行车速度,修高速便无任何意义。为实现这个目标,只有在公路单双向全封闭的状态下,达到路面平整、无坑洼、无离析、无沉降、才能实现高速行车,才能使车子在高速公路上欢畅行驶,这是高速路的核心要求。

高速公路改扩建工程的确存在着许多技术难题。一个使用多年的老路,地基沉降,高程不一,与一个刚拓宽的新路面合二为一,像新织出的布匹一样,平整舒展,不分新旧,不能有中间的接缝,不能有高低不平,不能有瑕疵,不能出现镶接中的凹陷与沉降,在车辆不间歇的疾驰与强力碾压中,不至于出现路面损坏,既便是将来若干年,也能一直保持质量不变。

人类科技进步的大趋势为筑路界提出更高要求,攻坚克难,势在必行。一场攻坚战就此打响!

然而,中大机械面对四改八,在机械制造上已占尽先机。四改八改扩建工程中要求的横向“一字坡”和纵向“无纵缝”,用中大20多年来自主研发的变形金刚摊铺机整机摊铺,已占尽先机,完全能够克敌制胜。可以骄傲地说,在世界摊铺史上,这样宽幅面的摊铺要求,甚至最宽幅面能铺到23米的超宽型摊铺机,只有中大生产的筑路机械能够胜任,只有中大能攻克改扩建工程要求的“一字坡”和“无纵缝”技术难关。举目全球筑路行业,风光独占,唯此一家,成为承包方的唯一选择。

 

济青高速的前世今生

提起济青高速,不是所有人都能知晓,没有跑过车的人,不经常驾车外出者,不是生活在山东半岛乃至中原一带的人,对济青高速或许有些陌生,其实它的名声,在改革开放初期就已叫响。这是一条著名的高速路,所谓著名,是改革开放之初,随着山东省经济的迅速发展,在齐鲁大地上率先建成的一条高速路。全长309公里,起始济南,终结青岛,1994年建成通车,简称济青高速。

如果将高速公路路网喻为人体脉络,济青高速当属国家路网中的大动脉之一。它是山东省客货运输最繁忙的一条路,为山东的经济发展做出了巨大贡献,至今仍被喻为山东的黄金路。将之放在国家路网中,它又是国家“五纵七横”综合运输大通道中的主力干线,横贯山东半岛,打通了沿海与内地省区的通道,把华东、华北、中原地区乃至沿黄流域与山东青岛联系在一起,为内陆省份提供一条通畅的出海口通路。同时它也是青岛至拉萨通道的重要组成部分。

但是运营20多年,这条为山东省经济建设做出过重大贡献,繁忙而年久的高速路老了、旧了,更重要的原因是,原来的双向四车道随着地面物流的增加和交通出行的繁忙,已经处于严重的超饱和状态,尤其节假日拥堵已为常态,远远不能满足人们出行及交通运输需求,已成为山东经济发展的制约,改扩建工程势在必行!

高速路公路改扩建是中国筑路界面临的新课题,是进一步深化改革开放的新需求。道路拓展,需求广泛,一场新的革命已经到来!当年率先建成的山东省第一条高速路,如今又要担当起改扩建示范工程大任,既是殊荣又是考验。

在山东省统筹规划与国家交通运输部的批示下,20166月,济青高速全线“四改八”改扩建工程开工。在不中断交通的基础上,“边通车,边施工”成为此次改扩建的一条硬指标,也成为工程的最大特点,其特殊性和复杂性给建设者带来巨大挑战!

 

路面水稳结构层双机组同步分层大厚度连续摊铺碾压整体成型施工工法在创新中诞生

中大一贯以克敌制胜、攻坚克难著称,有课题攻关的精英团队,有一群智慧的大脑,更有一种顽强拼搏和坚韧不拔的企业精神。这样的公路改扩建技术难题无疑给中大提供了一个攻坚克难的机遇,中大又面临着一次科技创新的重大突破!

为在四改八中取得攻克难关的重大进展,中大机械集团董事长綦开隆率领工程技术人员及科研团队,冒着酷暑严寒,风雨无阻,频频往返于工地和试验室。数名摊铺机手日夜奋战在工地,驾机作业,精益求精。

面对传统工艺和传统技术,要想将其进行一番创新和改造,其施工重点和难点仍占很大比重,如同工程拦路虎,亟待解决。比如其一,质量通病难以有效遏制。按照传统工艺,关键部位和薄弱部位施工存在质量通病无法有效遏制和彻底解决。比如路面反开挖部位水稳结构层回填施工空间狭窄,工序衔接复杂,人为因素干扰多,水稳层结构层分层摊铺和碾压对下层的扰动,水稳养生环节影响等,都难以保证施工质量和施工周期;其二,边通车边施工,如何保畅成为工程最大难题。开工后如何保证原有四车道继续保持通,不进行全封闭施工,将是一个攻关课题;其三,施工周期长的问题无法根本解决。这是传统工法所限制的先天不足。由于水稳层厚度需要分三层摊铺施工,每层养生时间七天,增加层间结合处理工序需要周期长。如何保时间也是工程面临的一道难题。

为攻克难题,实现四改八的设计要求,根据施工需要,中大在边干边实践中,进行了有关机械的一系列改进和创新。

中大的创新产品DT系列大厚度、大宽度、抗离析摊铺机,有效解决了物料的横向、竖向、纵向、片状、并机接缝离析,真正实现了大厚度、大宽度摊铺需要,可对最大宽度23米,最大厚度60厘米的水稳结构层摊铺;创新产品YZZT39智能控制可调向振动压路机,具有水平震荡可调向和超大压实功能,可根据压实实际需要调节压实激振力,保证压实后上下层的密实均匀度,既能满足压实功能,又保证不过压、欠压,充分满足大厚度压实需要;创新产品超重吨味胶轮压路机YL27/37变质量轮胎压路机,具有雾化补水,强力揉搓功能,可以实现骨料强挤锻配,有效避免表层松散;创新产品侧向物料转运车,可以实现横向和其他方向供料,可在反开挖的槽部位侧面均衡、连续、平稳供料;创新产品水泥浆同步喷洒装置,安装在摊铺机上,实现喷洒和摊铺同步作业,可以给反开挖台阶侧面和顶面全覆盖均匀喷洒水泥浆,随即混合料便将其覆盖,可以同混合料中的水泥同步上强度,提高层间粘接效果。

筑路机械一系列科技创新及应用,催生了新工法的诞生。可以说,新工法是在施工机械一系列科技创新基础上的一次集大成。

反开挖回填就是为了不封闭交通的情况下,保证施工速度的一套新工法。

中大机械集团董事长綦开隆说,工程刚开始,原打算新开四车道同时施工,但是施工中难免左右穿梭,设备挪来挪去,势必占用原来车道影响交通。即便是两边各开一条辅道配合施工,也同样耗资费时,最后处理接缝和整体摊铺时,也会因封闭路面而影响交通。

四改八改扩建工程要求“边施工、边通行”是硬指标,目的很明确。就是为了“快”与“省”,省就是省时、省力,省工、省钱!

既不能影响施工,又不影响通行,这是一对纠缠不清的矛盾,如何解决?

在课题联合攻关阶段,业主重视、专家指导、设备研发、施工组织、监理监督、各实力单位相互配合,取得了事半功倍的效果,促使新工法的诞生和应用,方案随之而出。

为保证原有四车道的通畅,在单向双车道一侧采取硬拼接方式,迅速修建一条新的双车道,让原来双车道老路和两条新路形成四车道,中间地带建起临时隔离墩,保证往来车辆正常通行。

然后封闭另一侧双车道老路,引进中大机械 Power DT2000超大型抗离析摊铺机,对全线单幅路面按照施工要求,对老路基与新修道路进行层层搭接处理后一次摊铺成型,实现“一字坡”和“无纵缝”,从而保证“边施工”“边通行”的设计要求。待这一侧路面铺就后,将通行车辆导向新路,对原来临时通行的四车道进行全面封闭,将新旧车道中间结合部进行反开挖回填工艺,最后进行超大宽度的路面一次性摊铺。在这个过程中,一个创新工法就此诞生!

綦开隆说,反开挖回填的工程,亮点在于机械集成联合作业。在反开挖回填中,组成两个机组同时作业。第一个机组有一个侧向供料车,一个摊铺机,一个39吨智能调向压路机,一个胶轮压路机,一起跟进,同步运作。对反开挖回填底部两层进行摊铺压实。紧跟其后的是第二个机组,配置与前一个机组相同,对回填后的最上层进行摊铺压实,这等于八台设备两个机组同步作业。

它的特点是不用一层一层的铺,用快速推进法,一次碾压成型,使原来需要21天至一个月时间完成的工序,现在只用一个小时就完成了。

之前的传统工艺,铺完一层要养生七天,只有七天才能产生结构强度,七天后再铺第二层,同样养七天,再铺第三层。三次养生就要耗去21天。如今两个机组前后紧随一遍压过,赶在初凝期内,两层合压,形成整体。施工时间由21天至1个月,缩短到1小时,简化了工序,省去了工时和养生时间,体现了中大机械一以贯之的优势,即“又快、又好、又省”!

綦开隆说,此次反开挖回填,在应用新工法的同时,又延伸出了今后四改八再加宽8米到12米的双机组同步连铺整体成型工艺,彻底颠覆原来的传统工艺,不久的将来,又一个新工法还将诞生!

创新施工工法的成功应用,不仅解决了四改八扩建路面反开挖回填连续摊铺碾压整体成型施工难题,而且为新建工程水稳结构层同步分层大厚度整体成型摊铺与压实提供根治方案,对缩短施工周期,遏制质量通病有重大意义。新工法大大提高了施工效率,节省了大量的人工和机械、材料成本,减少了工序,“又好、又快、又省”,“利国、利民、利企”的创新工法,将代表未来高速公路建设的发展趋势,具有重要的社会意义和经济价值。

新工法的诞生,如一套组合拳,不但是单一设备的重大技术改进,更是一次设备集成创新,对实现创新工艺、新工法起到了重要保证作用。

水稳层结构层施工的双机组同步分层大厚度连续摊铺碾压整体成型工法是一次重大的工法创新,属国内首创,它解决了传统施工工法中几乎无法避免的施工难题,有效遏制质量通病,省掉部分工序,缩短了施工周期,有力保证了改扩建工程及新建工程的工程品质和建设品质。在济青高速四改八改扩建工程中,筑起一道建设丰碑!


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