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中大機械創新科技催生優質工程

濟青高速四改八車道項目巡禮

 

撰文  傅曉鳴    圖片  惠京鵬  韓衛民  王之光  

 

細說四改八

一項杰出的工程,必然要有一個務實、創新、精雕細琢、勇于破題的攻關團隊,才能使其實現杰出。

這是一條國家交通運輸部確立的科技示范項目、一條綠色科技示范工程,發生在濟青高速“四改八”改擴建工程中的創新故事。

所謂示范,就是帶頭、引領,就是榜樣、典范,示范,就是將活兒干得好、干得出色、干得前所未有、干出個樣子供大家學習參——進一步說,示范,就是前人未及之事,而今為我所創!

在這個示范工程中,中大機械為實現真正意義上的橫向“一字坡”,縱向“無縱縫”設計要求,與承建方一起,創新出高速公路改擴建中,水穩層結構層雙機組同步分層大厚度連續攤鋪碾壓整體成型施工工法。通過機械設備集成創新,應用新工法,在濟青高速“四改八”改擴建工程中大顯身手,既保證了施工期間社會車輛繼續通行和暢通無阻,又根本解決了以往改擴建及新建工程存在的質量通病和固有頑疾,嚴按照建設工期和施工周期短的要求,用省工時、省人力、省資金、保質量的新工法,取得了事半功倍的效果,推動了施工品質和道路建設品質革命,對今后的高速公路改擴建和新建工程施工,起到重大的示范和引領作用,具有非常廣泛的推廣價值,其影響不可估量??梢運?,為今后高速公路改擴建及新建工程樹起行業標桿,開創了路面水穩基層同步大厚度連鋪連壓一次整體成型施工的先河。

 

何為四改八

不是行業內的人,面對“四改八”名詞,一頭霧水,不知所云。這是土木工程的一款專業用詞。倘若把它放在高速公路改擴建工程中,不用解釋已能猜出大概了。用通俗話講,“四改八”就是將高速公路原來的雙向四車道改為八車道。也就是說,在原來單向雙車道老路上,再新加兩個新車道,一來一往,四車道變成八車道,路面整整拓寬一倍!

這樣的工程,說起來簡單干起來難,而且難度非常之大,不是業內人士,不參與擴建工程,很難體悟工程技術的難度和工藝創新所包含的科技分量與價值。

難度一,要求建設工期短,施工周期短,而且越短越好;難度二,不能封閉交通。施工期間,要保證社會車輛繼續通行,不能由于施工影響交通運行;難度三,新改的八車道路面要達到一字坡”和無縱縫”,保證工程質量并具有示范性;難度四,水穩反開挖部位回填施工難度大。通過此次工程,徹底杜絕傳統施工中容易發生的通病和固有頑疾。條件苛刻,工期逼緊,困難重重。困難就是動力,機遇逼迫創新,只有智慧的大腦才能取得完勝。一場前所未有的攻堅戰在濟青高速公路打響!

改擴建施工設計要求,四改八全幅18.75m的寬闊路面,必須是“一字坡”和“無縱縫”,這是工程質量的總體要求。

“一字坡”顧名思義,就是路面稍斜,呈一字型,目的為排水方便,遇上天雨,能讓路面上的水迅速流動,排到路基之外。這不是為好看,是為公路安全運營與實用,無論再大的天雨,也不會由于路面積水而造成行車困難與危險;

“無縱縫”就是要求對18.75m的全幅路面一次性攤鋪,沒有縱向拼接的縫隙和痕跡,整個路面天然一體,如瀑布般,一瀉千里。

在濟青高速四改八改擴建工程中,無縱縫堪稱一個非??量痰納杓埔?,它否定了傳統工藝用兩臺攤鋪機并機攤鋪、或者三臺以上機子并排攤鋪施工工藝。這樣的要求目的非常明確,因為用那樣的機械和工藝,路面攤鋪過程中,縱縫與路拱的出現是無法避免的。這是為保證路面使用年限和壽命,不至于在保修期內進行封路大修,造成各種不必要的浪費。

在質量安全的防范中,有縱縫的路面最容易被車輛碾壓撕裂,是出現離析病害的最大隱患。無縱縫整幅攤鋪,就是不留接口,不留隱患,杜絕今后發生不該發生的事情,防患于未然。

中國古代有個成語叫“分崩離析”,在筑路行業,離析這個詞被工程質量所用,如果用高速公路場景來描繪,離析便是瀝青與石子在車輛碾壓中敗壞分離,出現坑洼不平,車輪碾過,震蕩顛簸,石子飛揚!

從宏觀角度講,高速路的核心體現著高速”二字。若不為提升行車速度,修高速便無任何意義。為實現這個目標,只有在公路單雙向全封閉的狀態下,達到路面平整、無坑洼、無離析、無沉降、才能實現高速行車,才能使車子在高速公路上歡暢行駛,這是高速路的核心要求。

高速公路改擴建工程的確存在著許多技術難題。一個使用多年的老路,地基沉降,高程不一,與一個剛拓寬的新路面合二為一,像新織出的布匹一樣,平整舒展,不分新舊,不能有中間的接縫,不能有高低不平,不能有瑕疵,不能出現鑲接中的凹陷與沉降,在車輛不間歇的疾馳與強力碾壓中,不至于出現路面損壞,既便是將來若干年,也能一直保持質量不變。

人類科技進步的大趨勢為筑路界提出更高要求,攻堅克難,勢在必行。一場攻堅戰就此打響!

然而,中大機械面對四改八,在機械制造上已占盡先機。四改八改擴建工程中要求的橫向“一字坡”和縱向“無縱縫”,用中大20多年來自主研發的變形金剛攤鋪機整機攤鋪,已占盡先機,完全能夠克敵制勝??梢越景戀廝?,在世界攤鋪史上,這樣寬幅面的攤鋪要求,甚至最寬幅面能鋪到23米的超寬型攤鋪機,只有中大生產的筑路機械能夠勝任,只有中大能攻克改擴建工程要求的“一字坡”和“無縱縫”技術難關。舉目全球筑路行業,風光獨占,唯此一家,成為承包方的唯一選擇。

 

濟青高速的前世今生

提起濟青高速,不是所有人都能知曉,沒有跑過車的人,不經常駕車外出者,不是生活在山東半島乃至中原一帶的人,對濟青高速或許有些陌生,其實它的名聲,在改革開放初期就已叫響。這是一條著名的高速路,所謂著名,是改革開放之初,隨著山東省經濟的迅速發展,在齊魯大地上率先建成的一條高速路。全長309公里,起始濟南,終結青島,1994年建成通車,簡稱濟青高速。

如果將高速公路路網喻為人體脈絡,濟青高速當屬國家路網中的大動脈之一。它是山東省客貨運輸最繁忙的一條路,為山東的經濟發展做出了巨大貢獻,至今仍被喻為山東的黃金路。將之放在國家路網中,它又是國家“五縱七橫”綜合運輸大通道中的主力干線,橫貫山東半島,打通了沿海與內地省區的通道,把華東、華北、中原地區乃至沿黃流域與山東青島聯系在一起,為內陸省份提供一條通暢的出??諭?。同時它也是青島至拉薩通道的重要組成部分。

但是運營20多年,這條為山東省經濟建設做出過重大貢獻,繁忙而年久的高速路老了、舊了,更重要的原因是,原來的雙向四車道隨著地面物流的增加和交通出行的繁忙,已經處于嚴重的超飽和狀態,尤其節假日擁堵已為常態,遠遠不能滿足人們出行及交通運輸需求,已成為山東經濟發展的制約,改擴建工程勢在必行!

高速路公路改擴建是中國筑路界面臨的新課題,是進一步深化改革開放的新需求。道路拓展,需求廣泛,一場新的革命已經到來!當年率先建成的山東省第一條高速路,如今又要擔當起改擴建示范工程大任,既是殊榮又是考驗。

在山東省統籌規劃與國家交通運輸部的批示下,20166月,濟青高速全線“四改八”改擴建工程開工。在不中斷交通的基礎上,“邊通車,邊施工”成為此次改擴建的一條硬指標,也成為工程的最大特點,其特殊性和復雜性給建設者帶來巨大挑戰!

 

路面水穩結構層雙機組同步分層大厚度連續攤鋪碾壓整體成型施工工法在創新中誕生

中大一貫以克敵制勝、攻堅克難著稱,有課題攻關的精英團隊,有一群智慧的大腦,更有一種頑強拼搏和堅韌不拔的企業精神。這樣的公路改擴建技術難題無疑給中大提供了一個攻堅克難的機遇,中大又面臨著一次科技創新的重大突破!

為在四改八中取得攻克難關的重大進展,中大機械集團董事長綦開隆率領工程技術人員及科研團隊,冒著酷暑嚴寒,風雨無阻,頻頻往返于工地和試驗室。數名攤鋪機手日夜奮戰在工地,駕機作業,精益求精。

面對傳統工藝和傳統技術,要想將其進行一番創新和改造,其施工重點和難點仍占很大比重,如同工程攔路虎,亟待解決。比如其一,質量通病難以有效遏制。按照傳統工藝,關鍵部位和薄弱部位施工存在質量通病無法有效遏制和徹底解決。比如路面反開挖部位水穩結構層回填施工空間狹窄,工序銜接復雜,人為因素干擾多,水穩層結構層分層攤鋪和碾壓對下層的擾動,水穩養生環節影響等,都難以保證施工質量和施工周期;其二,邊通車邊施工,如何保暢成為工程最大難題??ず筧綰偽Vぴ興某檔蘭絳3滯?/span>,不進行全封閉施工,將是一個攻關課題;其三,施工周期長的問題無法根本解決。這是傳統工法所限制的先天不足。由于水穩層厚度需要分三層攤鋪施工,每層養生時間七天,增加層間結合處理工序需要周期長。如何保時間也是工程面臨的一道難題。

為攻克難題,實現四改八的設計要求,根據施工需要,中大在邊干邊實踐中,進行了有關機械的一系列改進和創新。

中大的創新產品DT系列大厚度、大寬度、完美世界手游隐藏任务大全多情,有效解決了物料的橫向、豎向、縱向、片狀、并機接縫離析,真正實現了大厚度、大寬度攤鋪需要,可對最大寬度23米,最大厚度60厘米的水穩結構層攤鋪;創新產品YZZT39智能控制可調向振動壓路機,具有水平震蕩可調向和超大壓實功能,可根據壓實實際需要調節壓實激振力,保證壓實后上下層的密實均勻度,既能滿足壓實功能,又保證不過壓、欠壓,充分滿足大厚度壓實需要;創新產品超重噸味膠輪壓路機YL27/37變質量輪胎壓路機,具有霧化補水,強力揉搓功能,可以實現骨料強擠鍛配,有效避免表層松散;創新產品側向物料轉運車,可以實現橫向和其他方向供料,可在反開挖的槽部位側面均衡、連續、平穩供料;創新產品水泥漿同步噴灑裝置,安裝在攤鋪機上,實現噴灑和攤鋪同步作業,可以給反開挖臺階側面和頂面全覆蓋均勻噴灑水泥漿,隨即混合料便將其覆蓋,可以同混合料中的水泥同步上強度,提高層間粘接效果。

筑路機械一系列科技創新及應用,催生了新工法的誕生??梢運?,新工法是在施工機械一系列科技創新基礎上的一次集大成。

反開挖回填就是為了不封閉交通的情況下,保證施工速度的一套新工法。

中大機械集團董事長綦開隆說,工程剛開始,原打算新開四車道同時施工,但是施工中難免左右穿梭,設備挪來挪去,勢必占用原來車道影響交通。即便是兩邊各開一條輔道配合施工,也同樣耗資費時,最后處理接縫和整體攤鋪時,也會因封閉路面而影響交通。

四改八改擴建工程要求“邊施工、邊通行”是硬指標,目的很明確。就是為了“快”與“省”,省就是省時、省力,省工、省錢!

既不能影響施工,又不影響通行,這是一對糾纏不清的矛盾,如何解決?

在課題聯合攻關階段,業主重視、專家指導、設備研發、施工組織、監理監督、各實力單位相互配合,取得了事半功倍的效果,促使新工法的誕生和應用,方案隨之而出。

為保證原有四車道的通暢,在單向雙車道一側采取硬拼接方式,迅速修建一條新的雙車道,讓原來雙車道老路和兩條新路形成四車道,中間地帶建起臨時隔離墩,保證往來車輛正常通行。

然后封閉另一側雙車道老路,引進中大機械 Power DT2000超大型抗離析攤鋪機,對全線單幅路面按照施工要求,對老路基與新修道路進行層層搭接處理后一次攤鋪成型,實現“一字坡”和“無縱縫”,從而保證“邊施工”“邊通行”的設計要求。待這一側路面鋪就后,將通行車輛導向新路,對原來臨時通行的四車道進行全面封閉,將新舊車道中間結合部進行反開挖回填工藝,最后進行超大寬度的路面一次性攤鋪。在這個過程中,一個創新工法就此誕生!

綦開隆說,反開挖回填的工程,亮點在于機械集成聯合作業。在反開挖回填中,組成兩個機組同時作業。第一個機組有一個側向供料車,一個攤鋪機,一個39噸智能調向壓路機,一個膠輪壓路機,一起跟進,同步運作。對反開挖回填底部兩層進行攤鋪壓實。緊跟其后的是第二個機組,配置與前一個機組相同,對回填后的最上層進行攤鋪壓實,這等于八臺設備兩個機組同步作業。

它的特點是不用一層一層的鋪,用快速推進法,一次碾壓成型,使原來需要21天至一個月時間完成的工序,現在只用一個小時就完成了。

之前的傳統工藝,鋪完一層要養生七天,只有七天才能產生結構強度,七天后再鋪第二層,同樣養七天,再鋪第三層。三次養生就要耗去21天。如今兩個機組前后緊隨一遍壓過,趕在初凝期內,兩層合壓,形成整體。施工時間由21天至1個月,縮短到1小時,簡化了工序,省去了工時和養生時間,體現了中大機械一以貫之的優勢,即“又快、又好、又省”!

綦開隆說,此次反開挖回填,在應用新工法的同時,又延伸出了今后四改八再加寬8米到12米的雙機組同步連鋪整體成型工藝,徹底顛覆原來的傳統工藝,不久的將來,又一個新工法還將誕生!

創新施工工法的成功應用,不僅解決了四改八擴建路面反開挖回填連續攤鋪碾壓整體成型施工難題,而且為新建工程水穩結構層同步分層大厚度整體成型攤鋪與壓實提供根治方案,對縮短施工周期,遏制質量通病有重大意義。新工法大大提高了施工效率,節省了大量的人工和機械、材料成本,減少了工序,“又好、又快、又省”,“利國、利民、利企”的創新工法,將代表未來高速公路建設的發展趨勢,具有重要的社會意義和經濟價值。

新工法的誕生,如一套組合拳,不但是單一設備的重大技術改進,更是一次設備集成創新,對實現創新工藝、新工法起到了重要保證作用。

水穩層結構層施工的雙機組同步分層大厚度連續攤鋪碾壓整體成型工法是一次重大的工法創新,屬國內首創,它解決了傳統施工工法中幾乎無法避免的施工難題,有效遏制質量通病,省掉部分工序,縮短了施工周期,有力保證了改擴建工程及新建工程的工程品質和建設品質。在濟青高速四改八改擴建工程中,筑起一道建設豐碑!


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