汽車試驗場高速環(huán)道曲面施工技術

1、汽車試驗場高速環(huán)道曲面施工技術汽車試驗場高速環(huán)道曲面施工技術熊選愛,徐書國,李孝剛(中鐵四局集團第一工程有限公司,安徽合肥230041)摘要:汽車試驗場主要用于測試新型汽車的綜合性能,被專家形象地稱之為汽車的考場,高速環(huán)道是大型汽車試驗場的核心設施,技術標準遠遠高于高速公路標準,其施工也沒有現(xiàn)成的專門技術規(guī)范可循.文章結(jié)合承建施工試驗場實體工程,總結(jié)高速環(huán)道曲面施工關鍵技術,為今后我國特殊路面的設計和施工積累經(jīng)驗.關鍵詞:試驗場;高速環(huán)道;施工技術中圖分類號:u467.51文獻標識碼:a文章編號:16735781(2008)04053803目前國內(nèi)有海南,安徽定遠,湖北襄樊,北京通縣,吉林農(nóng)安

2、和上海大眾六個汽車試驗場建有高速環(huán)道,其中僅上海大眾汽車試驗場有國內(nèi)第一條瀝青混凝土高速環(huán)道l1.由本公司施工的定遠,通縣,上海大眾汽車試驗場均獲得了國家級大獎一魯班獎.1設計規(guī)模高速環(huán)道是汽車試驗場中專供汽車進行連續(xù)高速行駛試驗的循環(huán)跑道,高速環(huán)道的幾何設計不同于一般的道路,特別是其彎道部分,實際上是要求形成一個如圖1和圖2所示的盆腔式的空間三維曲面.試驗場高速環(huán)道的設計參數(shù)如表1所列.圖1水泥混凝土盆腔式的空間三維曲面圖2瀝青混凝土盆腔式的空間三維曲面表1試驗場高速環(huán)道的設計參數(shù)設計參數(shù)平面形狀軸線長/m緩和曲線形式技術指標緩張曲線長度/m圓曲線半徑/m設計車速/(kin?h)車道數(shù)量及寬

3、度m最大橫向超高傾角/(.)瀝青混凝土厚度/cm水泥混凝土厚度/cm橢圓型,聽筒型38oo5500布勞斯(bloss)麥克.康納螺旋線(mcconnel1)33o800l654002003車道,總寬11170/-,47面層4,聯(lián)結(jié)層4,瀝青承重層(8十8),水泥穩(wěn)定碎石18,底基層36,8%石灰土面層24,c35,基層18,c15,底基層36,8%石灰土注:1.4段緩和曲線,2段圓曲線,最大橫向超高傾角位于彎道圓曲線上;2.設計車速指高速車道中心線上的平衡車速.高精度測量控制技術試驗場特殊道路繁多,線型復雜.平道平面位置允許誤差5mm,高程4mm,高環(huán)曲面高程允許誤差4mm.技術指標2遠遠超過

4、高速公路的標準(現(xiàn)行高速公路標準為lornm).控制測量是工程的關鍵技術.通過建立首,二級控制網(wǎng)點,利用高精度測量儀器,采集的數(shù)據(jù)直接輸入現(xiàn)場的計算機,使用專門軟件進行處理,確保精度.3盆腔式曲面石灰土施工技術高速環(huán)道曲線段呈三維盆腔式,其空問由直線過渡到特種緩和曲線再到圓曲線,過渡到47.傾斜的高環(huán)曲線路面,高環(huán)曲面底基層的壓實,削坡,成型工藝收稿日期:2008-0603作者簡介:熊選愛(1963一),男,湖南常德人,中鐵四局集團第一工程有限公司高級工程師538工程與建設2008年第22卷第4期復雜,難度大.經(jīng)過技術方案的比較論證,考慮施工的可操作性,采用分隔,分開施工法亦是挖臺階施工法,見

5、圖3所示.水泥混凝土面層圖3挖臺階施32法引:進橋式攤鋪機,更換專用銑刨刀,精確修整曲面路床,形成達到設計的標準斷面形狀,見圖4所示.圖4曲面攤鋪機精確卸載4混凝土曲面施工技術4.1鋼模設計與制作(1)設計:在曲面陡坡上安裝鋼模要求剛性高,輕便,易于搬運的特點.曲線模板采用自制組合鋼模,設計采用分段設計分段加工,將高,中,低速道側(cè)模各斷成兩節(jié),加上安全帶,每條鋼模由7節(jié)拼裝組合而成.其次是混凝土路面的曲度和橫縫,都要依靠模型來控制,對鋼模的剛性要求高,重復倒用不易變形,且上沿曲度必須準確.為了加強鋼模的剛性,在上下帶之間安裝與腹板垂直的兩條縱肋和橫肋加固.(2)制作:變形控制,肋帶與腹板,雖采

6、取點焊焊接,但仍存在局部受熱自由膨脹變形的影響.可制作一專為焊接用的工作臺(自動鎖定平臺),將腹板牢固地鎖定后,再行焊接,以控制變形;弧度偏差控制,開始焊接鋼模時,將上帶與腹板上沿圓弧高于上帶面12rain,再用砂輪精細打磨,清除偏差,使鋼模圓弧精度大大提高,可達到不超過4-_0.5mm.4.2跳槽與填倉混凝土灌筑曲面混凝土施工均需先按跳槽灌注,即支立模型每隔一條澆灌一條,待模型拆除后,在條與條之間填倉澆灌,此時便不需要模板,依靠兩側(cè)已成形的混凝土條控制標高和曲度.但對扣定蓋模卻在困難,易致混凝土面超高,難于抹平,采用適當長度的l型焊接槽鋼兩根,上端鉤住已成形的安全帶頂端端部,下端與兩側(cè)已成形

7、的高速道混凝土側(cè)面的傳力桿連結(jié),將蓋模兩端深人槽鋼下用木楔楔緊,以解決混凝土面超高的問題,研制成功一套適應于隔倉與跳倉灌筑施工的活動蓋模曲面混凝土成型的工藝技術,施工順序圖見圖5所示.圖5隔倉與跳倉灌筑順序圖5瀝青混凝土曲面施工技術試驗場高速環(huán)道曲面施工包括彎道頂部的養(yǎng)護道和彎道空間曲面,如圖6所示.圖6試驗場弩遭路面結(jié)構(gòu)高速環(huán)道曲面最大橫向超高傾角大,其攤鋪施工必須采用特殊的施工機具和施工工藝.根據(jù)試車場的施工經(jīng)驗總結(jié)彎道路面工程施工流程為:橋式攤鋪機導軌安裝一養(yǎng)護道hvt承重層攤鋪一養(yǎng)護道第一層瀝青承重層(8cm)攤鋪一空間曲面hvt承重層攤鋪一空間曲面第一層瀝青承重層(8cm)攤鋪一養(yǎng)護

8、道第二層瀝青承重層(8cm)攤鋪一空間曲面第二層瀝青承重層(8cm)攤鋪一+養(yǎng)護道瀝青聯(lián)結(jié)層(4cm)攤鋪?空問曲面瀝青聯(lián)結(jié)層(4cm)攤鋪一空間曲面瀝青面層(4cm)攤鋪一養(yǎng)護道瀝青面層(4cm)攤鋪.5.1橋式攤鋪機導軌安裝由于高速環(huán)道曲面的特殊性,橋式攤鋪機攤鋪無工程與建設2008年第22卷第4期539法使用傳統(tǒng)的鋼絲導線,而是通過安裝u型鋼軌來進行攤鋪機高度和位置的精確定位.施工中首先將長度為60cm的鋼柱按照問距2m打入地面,將u型鋼軌用螺栓固定在鋼柱上,正確定位.單根u型鋼軌長12m,每隔24m安裝一個伸縮縫,防止溫差造成的鋼軌變形.u型鋼軌的安裝允許誤差為:平面位置5itlm,標

9、高1mm.5.2養(yǎng)護道各結(jié)構(gòu)層的施工養(yǎng)護道hvt(水泥穩(wěn)定碎石)承重層及其上瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層均采用abgtitan325瀝青混凝土攤鋪機進行攤鋪,并采用雙鋼輪壓路機進行碾壓,其中在壓路機的鋼輪外側(cè)安裝的錐型小鋼輪(斜度為2:1)確保了邊緣部分的密實和整齊.5.3空間曲面各結(jié)構(gòu)層的施工空間曲面hvt(水泥穩(wěn)定碎石)承重層及其上瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層的施工均采用橋式攤鋪機攤鋪(圖7),其中16cm厚的瀝青混凝土承重層分兩層進行攤鋪.施工過程中使用高精度全站儀i貝4距,進行跟蹤測量,采集的數(shù)據(jù)則通過電子手簿直接輸入到現(xiàn)場的計算機中進行處理,從而確保了空間三維曲面的準確成型.壓實采用7t雙輪凸面振動壓路機,

10、這種壓路機的凸起的接觸面與車道的曲面相適應.具體操作時,在曲面上工作的壓路機由一臺行走式穩(wěn)定車引導以保持平衡(圖8).橫向接縫的壓實則采用由有牽引車牽引的壓路機垂直于軸線方向進行壓實.圖7橋式攤鋪機攤鋪作業(yè)圖8曲面壓實為保證各結(jié)構(gòu)層之間的有效連接和防止層間滑540工程與建設2008年第22卷第4期動,從水泥穩(wěn)定碎石基層到瀝青聯(lián)結(jié)層均需進行拉毛,拉毛使用的是用輪胎式挖掘機改裝的特殊設備,拉毛后采用空壓機配合人工進行清掃,并噴灑粘層油.5.4橋式攤鋪機的使用橋式攤鋪機(國內(nèi)尚無,由我公司引進施工)是專為修建試車場高速環(huán)道而設計制造的曲面攤鋪設備.該攤鋪機由10缸柴油發(fā)動機驅(qū)動,其行駛主要依靠4個無

11、級變化液壓驅(qū)動的履帶式齒輪裝置.熱拌瀝青混合料由一臺移動式挖掘機裝入安裝在橋式攤鋪機一側(cè)的加料斗內(nèi),并經(jīng)由可調(diào)節(jié)分配螺桿輸送帶運輸?shù)絺魉蛶?傳送帶將混合料運送到傳動齒輪之間的槳式鏈條換向器,并通過槳式鏈條的啟動將材料均勻地分布在熨平板的前面.熨平板是由17塊可加熱的鋼板組成,每塊長0.75m,板與板之間通過插銷連接,熨平板的形狀則通過連接到熨平板上的17個液壓缸進行曲率調(diào)整以適應不同的橫斷面形狀.所有設計數(shù)據(jù)和實測值都可以顯示在控制面板上,一旦實測值與設計數(shù)據(jù)出現(xiàn)不可容許的偏離時,則機器將自動停止工作,而錯誤的來源將顯示在顯示板上.試驗場竣工驗收的測試表明:采用橋式攤鋪機攤鋪的高速環(huán)道,其空間曲面各結(jié)構(gòu)層的平整度和高程都達到了表2規(guī)定的驗收要求.表2曲面平整度和高程要求itiiti檢測項目hvt承重層瀝青承重層瀝青聯(lián)接層瀝青面層平整度3o1064高程3o1o64注:檢測頻率,對平整度連續(xù)測量,對高程每10m測5點.6結(jié)束語隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展,試驗場的建設還將繼續(xù),所以試驗場高速環(huán)道的施工精度控制和成熟的施工工藝的實施已是建成試驗場高速環(huán)道的關鍵.希望本文所介紹的高速環(huán)道曲面施工技術能為今后我國試車場高速環(huán)道的新建,改建和翻修提供有益的參考.參考文獻1李運勝,熊選愛.上海大眾試車