青藏铁路沥青油渣的施工配合比及施工工艺
            
    摘要：沥青油渣是青藏铁路桥涵施工中的一种新工艺，它主要作用是防止土体冻胀对基础的破坏。
关键词： 沥青油渣   冻胀    桥涵基础        
1、        沥青油渣的使用原因
众所周知，水结成冰，体积要增大9%。在青藏高原，土中水体处于一种冻融交替的过程中，在寒季土中水份冻成冰后，整个土体会发生膨胀，这种现象称之为冻胀。
   在土体冻胀过程中，不仅原来位置上的水份冻结成冰，而且在渗透力的作用下，水份将从未冻区向冻结锋面迁移，并在冻结锋面结成冰，使土体的冻胀更加剧烈。在自然条件下，由于地基土质条件、水份含量和冻结情况等的不同，导致基础的冻胀的不均匀。不均匀的冻胀是青藏高原多年冻土区的建筑物破坏的中主要原因。
埋于地基中的基础，在地基土冻结过程中与地基土冻结在一起。地基土的冻胀对于基础将产生作用力即冻胀力。冻胀力依其作用于基础的部位和方向可划分为以下三种：
1.  切向冻胀力：即平行作用于基础侧面的冻胀力；
2、 法向冻胀力：即垂直作用于基础底面的冻胀力；
3． 水平冻胀力：即垂直作用于基础侧面的冻胀力。
在约束条件下，水冻结时所产生的这三个方向的力相当大。根据专家试验表明：切向冻胀力的作用是多年冻区建筑物破坏和变形的主要原因。据试验，细颗粒土的最大切向冻胀力可达2.05kg/cm2,粗颗粒土可达0.64kg/cm2。法向冻胀力比切向冻胀力还要大得多，最大法向力可达43kg/cm2。为了消除或减少这样巨大的法向冻胀力，对埋设于多年冻土上限以下的桥涵基础，大大减少了土体因再次冻胀而产生法向冻胀力。水平冻胀力是作用于多年冻土区挡墙上的主要力系，它比土体对它的压力要大几倍甚至几十倍。
为了防止这样大的冻胀力在冻胀时对桥涵基础的破坏，故在桥涵基础施工时应特别注意加以防范。归纳起来主要有下面几种防治方法：
1.  化学方法  采用某种化学材料来降低冰点如NaCl等从而减少冻胀。据悉，青藏线开心岭极地低温在-43℃，冬季夜里一般均在-20℃左右。采用这种做法显然是不太科学。
2.  用粗骨料换填细骨料 采用这种方法可使粗骨料土种含有水也产生均匀冻胀。也可大大减小冻胀时所产生的切向冻胀力。
3.  改变基础表面的形状和亲水程度 如用沥青油渣对基础表面处理，可使冻胀力减小70%—95%
在施工中，我们采用了换填粗骨料和在基础侧面涂抹沥青油渣来防冻胀。下面主要介绍一下油渣的配合比和施工工艺。
2、沥青油渣的配合比
由于沥青油渣的配制属于新工艺，所以需要我们在试验中不断摸索配制。首先对材料的要求，对沥青的要求，针入度越高沥青越硬，这样不便于施工；针入度越低，沥青越软，配制的油渣防冻层就很难刷到设计要求的10 mm厚度，以至达不到防冻胀的目的。试验证明，沥青采用10#为宜，石棉粉和滑石粉要求拌和前干燥，不得受潮和结块。经多次试验，并在施工中反复实践，得到了沥青∶石棉粉∶滑石粉最佳质量比为1∶0.34∶0.11。
3、沥青油渣的施工工艺
首先用仪器称出沥青的质量M1，然后将沥青放入容器中徐徐加热，然后按照沥青、石棉粉和滑石粉质量比1∶0.34∶0.11在仪器上称取石棉粉和滑石粉的质量M2和M3。将石棉粉和滑石粉混合均匀，使之完全能通过5mm的方孔筛。待沥青完全熔化后，将石棉粉和滑石粉的混合物缓缓放入容器中并不断搅拌，待沥青不出现气泡和石棉粉、滑石粉、沥青三者混合充分均匀后为止。然后用灰板将三者的混合物在基础侧面自上而下均匀涂抹，待第一层均匀涂抹15分钟后涂抹第二层。一般抹3-4遍即可达到10 mm厚的设计要求。特别注意在涂抹沥青油渣的同时应持续用小火给混合物加热以防止沥青硬化。
结束语：经过中铁一局中心实验室根据该配合比和施工工艺进行防冻胀层试验与观测，该施工工艺与配合比均满足防冻胀的要求。

    参考文献：《青藏铁路高原冻土区冻土及施工技术基础》 张鲁新
         《铁路工程材料试验》