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1、开展QC攻关，研究解决级配石碎石施工技术 一、 工程概况 浙赣铁路电化改造工程，设计时速200公里，为确保时速200公里的铁路运行平顺、稳定，基床表层设计为铺设级配碎石，以控制路基的变形，提高路基的稳定性，增强路基刚变的均匀性。再加上《新建时速200公里客货共线铁路工程设计暂行规定》对基床表层级配碎石所采用的材料规格、压实有非常明确的要求。建设指挥部对级配碎石施工非常重视，要求各施工单位在正式施工前必须做试验段，开展QC活动，解决级配碎石施工的参数难以确定的难题。我单位承建浙赣铁路电化改造工程第三标段，基床表层需要铺级配碎石长度为11公里，铺设数量约6万立方。在工期非常紧情况，确定合理
2、的级配和施工方法，有利于保证级配碎石的压实度，也有利于提高路基承载力，减小路基形成过大的不均匀下沉造成轨道的不平顺，保证道床的稳固，同时也是消除基床病害的根本措施。 二、 QC小组简介 1、 小组成员 见表一 序号 姓 名 性别 职 称 年龄 文 化程 度 组 内 分 工 任务分工 接受TQC 教育（小时） 1 李楚亚 男 项目总工 51 大专 组长 组织指挥 80 2 肖启文 男 项目副总工 31 本科 组员 制订方案 60 3 章正贤 男 试验室
3、主任 34 大专 组员 计量试验 60 4 杨朋玲 男 助理工程师 28 大专 组员 技术管理 60 5 江守山 男 助理工程师 32 中专 组员 计量测试 60 6 晁 军 男 工程师 28 大专 组员 施工测量 60 平均 34 63．3 2、 小组活动情况 见表二 活动情况统计 活动内容 次数 人数 分出勤率% 总出勤率% 计划阶段 2 15 100 96．4 实施阶段 5 20 100 检查阶段 5
4、15 92 处理阶段 4 31 90 分析总结会 6 20 100 特 点 1、 基床表层级配碎石对压实度要求很高，按一般的施工工艺很难达到压实度和孔隙率的要求，级配碎石对级配要求高，要按照合理的级配碾压后的K30地基系数和孔隙率N才能同时满足要求。 2、 2成功解决级配碎石的施工工艺，对提高路基承载力，减小路基形成过大的不均匀下沉造成轨道的不平顺，保证道床的稳固。 3、 高速行驶的列车对安全性和舒适性的要求。 4、 同时也是消除基床病害的根本措施。 三、 课题活动程序 1、 选择课题 基床表层级配碎石的级配和压实工艺要求高，《新验标》及建设单位
5、要求级配碎石施工前必须进行铺设试验，确定级配碎石的施工工艺参数 我单位承建浙赣铁路电化改造工程第三标段，基床表层级配碎石铺设长度为11公里，铺设数量为6万立方。施工线路长，面积大。 开展QC活动，取得级配碎石施工参数，是保证大面积级配碎石一次性铺设合格的前提，对指导以后的级配碎石施工有十分重要的参考价值 2、 目前现状 根据目前已掌握的基床表层级配碎石施工技术，因各地的级配碎石的材质、级配等不同，根据以前的级配碎石施工方法进行试铺， K30地基系数和孔隙率N均难以达到《新验标》的要求。目前的难点是选择级配碎石的级配范围、检测时间及碾压的遍
6、数，这些都需要根据现场铺设试验来确定。 3、 制定对策 为了便于控制级配碎石的级配范围，先将碎石混合料进行筛分，将碎石混合料分为四种不种粒径的集料，根据级配碎石所需级配将四种集料进行配比，解决了级配碎石级配难以控制的问题，保证了级配碎石的级配均匀。选做试验段，配制不同级配的级配碎石进行现场的铺设试验，在试验过程中收集各种试验数据，分析试验数据，找出合理级配、碾压方法及检测时间等参数。 4、 设定目标 总体目标 计划目标值 全线铺设 一次成优 比原计划铺设级配碎石的时间提前1个月； 铺设一次成型，避免因级配不合理而造成压实度及孔隙率不符合要求，造成返工。 配制级配良好的级
7、配碎石，减少机械碾压的时间，缩短铺设周期。 5、 活动计划表 见表三 序号 活动计划 责任人 完成时间 1 制定级配碎石施工及试验方案 肖启文 2005年12月1日前 2 合理选择级配碎石级配及施工参数 章正贤 施工全过程 3 现场试验段铺设级配碎石 杨鹏玲 施工全过程 4 现场测试 江守山 施工全过程 5 分析试验段铺设、碾压结果 李楚亚肖启文 章正贤 试验过程中 6 总结级配碎石试验段的试验结果 肖启文 2005年1月20日前 6、 制定对策，确定级配碎石的试验方案 经小组成员认真的研究，反复的比选方案，确定了如
8、下的试验过程： 基床表层验收合格――现场测定级配碎石的级配及含水量――按确定厚度铺设――碾压速度及震动参数的选定――检测碾压后的K30值和孔隙率――测量碾压后的级配碎石厚度――分析结果――决定下一步应采取的措施――试验成功――分析总结试验数 对 策 表 表四 序号 问 题 原 因 对 策 负责人 完成日期 1 K30值和孔隙率均不能达到设计要求 级配不良，碾压不够 调整级配，增加粗颗粒的含量，增加碾压遍数 章正贤 杨鹏玲 试验过程中 2 K30值和孔隙率均比上次试验的结果更差 粗颗粒含量太多 减少粗
9、颗粒 章正贤 杨鹏玲 试验过程中 3 K30值和孔隙率仍然达不到设计要求 颗粒间粘结性差，级配矿石不能板结 级配不变，在级配碎石中掺入5%的水泥 章正贤 杨鹏玲 试验过程中 4 K30值能达到设计要求，但孔隙率不能满足设计要求 水泥虽然增加了颗粒间的粘性，但不能 改变孔隙间距 增加石屑的含量，减少粗颗粒的含量 章正贤 杨鹏玲 试验过程中 5 K30值和孔率均满足设计要求 试验成果 分析总结 李楚亚 肖启文 章正贤 2005年1月1日前 四、 实施过程 试验段级配碎石由料厂运至现场摊铺，并推土机进行级配碎石初平，平地机进行终平，检查平整度，
10、对个别的凹陷或离析部位人工用细料找平，采用18T压路机碾压。 施工工艺流程为：摊铺－平整―碾压―检测―碾压－检测－结论 实施情况一： K30值和孔隙率均不能达到设计要求 DK58+540～DK58+570段，根据集料试配的级配碎石的级配及石筛分曲线见表—１。摊铺厚度为40CM。碾压结果见表—２。 表—１ 粒 径 30 25 10 5 2.5 0.5 0.075 <0.075 通过率（%） 100 97 68 43 24 10 3 筛余（%） 0 3 29 25 19 14
11、7 3 DK58+540～DK58+570段碾压及检测情况表 表—２ 压实遍数及时间 K30 ＥＶＤ n 静压2遍（及时） 25.71 24.9 24h后 125 27.27 21.3 静压3遍+弱振2遍 140 29.15 23.5 24h后 182 48.49 20.9 实施效果：按照以上的级配碾压后的K30值和孔隙率Ｎ不能达到设计要求。24小时后，级配碎石已有部分板结，级配碎石表面水分也已散失，不能再进行碾压，否则会表面压散，破坏已板结的结构。（基床表层级配碎石的压实度为：K30>190MPa/m，孔隙率N<18%） 实施
12、情况二 以上的铺设方法根据现场的实际情况和试验数据分析，认为级配碎石的2.5MM~10MM的颗粒较多,对级配碎石的粒径进行了少量的调整，级配碎石级配见表—３，碾压方法也进行了调整，铺设完成后,立即碾压九遍,见表—４。在DK58+570～DK58+600段,根据上次碾压后的测量厚度和虚铺厚度比较,将虚铺厚度调整为39CM,碾压后的厚度为35CM。 表—３ 粒 径 30 25 10 5 2.5 0.5 0.075 <0.075 通过率（%） 100 94 66 42
13、23 10 2 筛余（%） 0 6 28 24 19 13 8 2 DK58+570~DK58+585段碾压及检测情况表 表—４ 压实遍数及时间 K30 ＥＶＤ n 2遍静压 24.064 28 3遍弱振 29.696 24.6 2遍强振 120 27.98 23.8 2遍静压 34.40 23.7 24h 33.99 23.6 3遍静压+2遍弱振 148 39.30 22.6 DK58+585~DK58+600段碾压及检测情况表 表—5 压实遍数及时间 K30 Evd
14、 n 5遍静压 26.18 24.9 24h后 145 32.976 23.6 实施效果：DK58+570～DK58+585段碾压了12遍和DK58+585～DK58+600段碾压5遍后，两种碾压情况下的Ｋ30值和孔隙率Ｎ仍然达不到设计要求。 实施情况三 根据第二次试验的两种碾压方法比较,在级配和压路机一定的情况下,增加碾压的次数,并不能提高K30值和缩小孔隙率，根据现场将压实后级配碎石挖开发现，颗粒间粘结性太小，因此只能通过改变级配和提高级配碎石颗粒间的粘结性，才能提高K30值和缩小孔隙率。 DK58+600~DK58+630段，在与第二次试验相同级配的级
15、配碎石中掺入了5%的水泥。 DK58+600~DK58+630段碾压及检测情况表 表—6 压实遍数及时间 K30 EVD n 静压2遍后 24.4 弱振2遍后 35.6 21.7 12h后 >190 135 20.9 实施效果： 12小时以后K30值能达到大于190MPa/m的要求，但孔隙率N仍然不能达设计小于18%的要求。根据第三次与第二次试验比较发现：级配碎石掺入水泥后，提高了颗粒间的粘性，提高颗粒间的粘性对提高K30值有明显的效果，对缩小孔隙率也有一定的效果，但不很明显。只有提高级配碎石英钟粘性的同时改变级配，缩小孔隙率，才能达到设计要求的值
16、 实施情况四 经过对前三次试验结果详细分析认为：增加级配碎石屑的含量，减少粗颗粒的含量。细颗粒含量增加后能将粗颗粒之间的孔隙填充满，并粗颗粒碎石粘结在一起，从而达到提高K30值和缩小孔隙率的目的。调整后的级配碎石级配及筛分曲线见表-7。 级配碎石级配及筛分曲线 表-7 粒 径（mm） 40 30 20 5 2.5 0.5 0.075 通过率（%） 标准 100 95-100 60-90 30-65 20-50 10-30 2-10 实际 100 98.2 71.4 51.5 37.3 15.4 2.4 注
17、1、实际通过率为现场取样筛分结果。 2、筛分曲线见下图 筛孔直径（mm） 在DK58+630～DK58+670段按39CM摊铺平整后，测量得级配碎石含水率为6%，立即静压2遍，再弱振2遍后检测级配碎石孔隙率3点，孔隙率n均大于18%，然后继续静压2遍，分别用K30、EVD各检测2点，用核子密度仪检测孔隙率3点，其中K30值有1点大于190MPa/m，另1点小于190 MPa/m，孔隙率n有2点小于18%；再静压2遍以后，用K30检测3点，用核子密度仪检测孔隙率5点，其中K30≥190MPa/m占100%，孔隙率n<18%占100%，达到基床表层双控指标要求，此时压实厚度
18、为30～31cm，K30值及孔隙率N均符合设计要求。将级配碎石表面覆塑料薄膜进行养护，２４小时后，用K30检测3点，其中K30≥190MPa/m占100%，最大值K30>280MPa/m，K30及EVD值比前一天均有所增长，见表－8 DK58+630~DK58+670段碾压及检测情况表 表—8 压实遍数及时间 K30 动态变形模量Evd 孔隙率n（%） 静压2遍（及时） / / / 弱振3遍（及时） 175 、216 49.54、52.86 18.1、19.7、21.4 静压1遍（及时） 190、210 、280 60.03、68.2、78.94、77.20
19、7.59 13.3、12.4、13.8 14.0、15.6 24小时后 220、235、＞280 71.24、78.56、86.21、87.55． 注：颗粒密度为2740kg/m3 ；击实干密度为2410kg/m3；最佳含水量为5.2~6.5%。 实施效果：第四次在前三次试验的基础上改变级配，增加了细颗粒的含量，减少了粗颗粒。从试验的结果来看，既提高了K30值，又缩小了孔隙率。从现场开挖断面检查发现，粗颗被细颗粒包裹并粘结在一起，随着时间增长，板结更加的紧密，K30值和EVD值均在增加。本次试验结果达到了设计所要求的“双控”指标。 五、 效果 从实际的施工中检测的结果来看，本次试验达到了预期的“双控”指标，质量效果显著。现已按此级配和压实方法铺设的2公里级配碎石，均一次检测合格。大大减少返工和机械作业时间。在工期非常紧的情况下，为保证工期争取了时间。
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