原创《骨架密实型水稳基层施工技术》
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摘 要：在公路工程施工过程中,水泥稳定碎石基层具有良好的水稳性和较高的强度,在公路建设中应用广泛.文章以实际工程为例,首先对骨架密实型水稳基层配比设计进行了分析,然后对骨架密实型水稳基层拌和施工、摊铺施工、压实施工等施工技术进行了探讨.
关键词：骨架密实；水稳基层；混合料摊铺；横缝设置；公路工程 文献标识码：A
中图分类号：U415 文章编号：1009-2374（2017）05-0174-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.084
在公路工程施工中,公路基层是路面结构中的承重层.路面基层主要用于保证公路路面稳定性与水稳定性,从而有效减少公路路面反射裂缝,避免出现病害,延长道路的使用年限.水稳基层作为一种常用的半刚性基层,具有长期性好、抗疲劳性好、强度高等优点,在公路工程中得到了广泛的应用,本文以实际工程为例对骨架密实型水稳基层施工技术进行了探讨.
1 工程概况
某公路工程对标段K178+100～K178+500（右幅）路面进行水泥稳定碎石上基层试验段施工,施工中严格按照水泥稳定碎石上基层试验段开工报告中的施工方案进行施工.通过试验段的施工,施工人员熟悉了水泥稳定碎石上基层的施工工艺,确定了施工机械的配套组合,完善了各种机械的组合方式及施工人员的配备,完成了施工松铺系数的选定,为后续大规模施工积累了经验.
2 材料混合比例
从组成结构状态来说,道路基层混合料可以划分为三种类型,即骨架密实型和骨架孔隙型以及悬浮密实型.骨架密实型混合料中粗集料用量至少占据总含量的75%,而细集料总含量比较少,该种压实混合料的主要特点是强度高和抗裂性强以及抗冲刷性好,常用于高速公路基层和一级公路基层的建设.
2.1 选择合适的施工原材料
2.1.1 建筑水泥材料最好使用P·C32.5的普通硅酸盐水泥,其中水泥各项指标参数如表1所示：
2.1.2 集料应当选择石灰岩,其中石灰岩可以划分为三种规格：石屑与直径为5～10mm和10～20mm的碎石.
2.2 具体的级配设计
按照有关的公路沥青路面的设计规定要求,应分别对三种集料进行筛分试验,运用电算法针对以上三档集料作矿物质混合料的级配组成设计,具体可参考下图1,通过图1可以看出矿物质混合料中的粉尘含量有所超标,应在实际的施工过程中加以控制.
2.3 选择合适的水泥材料用量
根据水泥稳定碎石混合料中的水泥剂量进行标准试验,通过实验方法来检测最大干密度和最佳含水率,其中试验结果如下表2所示.通过6d养生和1d浸水后对测量样本的抗压强度进行确定.根据试验测试结果和抗压强度测量结果判断出最佳水泥用量是5.0%,最佳的含水量为5.7%,最大的干密度为2.28g/cm3,施工时的压实度可按照98%进行控制.
2.4 压实度指标确定
上基层压实度采用灌砂法进行检测,共检测6个点,其合格率为100%、代表值为98.9%,满足≥98%的设计压实度要求,检测结果表明碾压顺序、遍数及压路机行驶速度能够保证上基层压实度.上基层试验段现场压实度汇总表如表3所示,压实度与压实遍数关系图如图2所示.
通过现场检测数据表明在碾压第5遍的时候,上基层压实度到达最高值,且压实度满足设计98%要求.
3 严格控制施工质量
道路水泥稳定碎石基层出现裂缝后,受到车辆荷载和外界环境等因素的影响,基层裂缝容易产生反射裂缝,因此,在实际施工中应当要采取防护措施,减少基层裂缝的产生.
3.1 加强对拌和站的控制和管理
3.1.1 拌和楼必须要严格按照施工需求进行建设,施工前需要对拌和站进行动态标定.
3.1.2 拌和站的场地需要进行硬化处理,并设置相应的排水设施,保证拌和场的干净整洁.
3.1.3 集料堆放场需建造水泥墙隔离带,避免串料；细集料应为其搭建雨棚,以防遭受雨淋.
3.1.4 所有的材料仓需具有非常瞩目的标识,便于施工人员进行辨认.
3.2 严格控制材料的拌和过程
3.2.1 水泥稳定碎石混合料必须要在拌和站并利用叶片拌和机等设备进行拌和,其中拌和设备的生产能力应当达到400t/h的施工标准.
3.2.2 在混合料开机拌和之前需要使用酒精燃烧法检查施工集料,根据施工现场实际情况调整水泥稳定混合料的比例.由于混合料在实际运输过程中受到气温和风力以及空气湿度等影响,可能会产生一些损失,因此导致混合料运送到施工现场后含水量没有达到施工标准,为了充分保证水泥稳定碎石混合料水含量,拌和场的外加水量与集料含水量的总和应当大于碾压施工的最佳含水量.
3.2.3 开机搅拌后需要对材料配合比进行取样检查,保证施工材料配合比满足施工要求.正式出料时需要每隔两小时对混合料的拌和情况进行检查,检查混合料配合比与含水量是否满足要求.如果是高温环境下进行作业就需要提高混合料含水量的检测频率.
3.2.4 若是雨季时节进行施工需要制定相应的施工措施,避免集料遭受雨淋而影响混合料的含水量.同时,还需要加强混合料含水量的检查频率,根据混合料含水量的实际状况采取相应的调整措施.
3.3 混合料摊铺过程中的质量控制
3.3.1 在摊铺前应在底基层或者基层下层适当进行洒水处理.
3.3.2 摊铺前应针对摊铺机所有部分的运转情况进行检查,而且这项工作需要每日重复进行.
3.3.3 准确调整传感器臂和导向控制线的关系；通过对基层厚度与高程的严格控制来保证路拱横坡满足实际要求.
3.3.4 摊铺过程中宜连续作业.若拌合机的生产能力较小,则应在进行摊铺的过程中选用最低速度进行作业,从而避免出现摊铺机停机待料的现象.按照经验,摊铺机的摊铺速度通常在1m/min左右时较为适应.
3.3.5 基层的混合料摊铺需使用两台摊铺机进行梯队作业,前后速度保持一致,确保摊铺的厚度、路拱坡度、平整度等达到实际要求.
3.3.6 摊铺机的螺旋布料器需有大部分埋入混合料中.
3.3.7 在摊铺机后应有专人处理集料的离析现象,需重点铲除个别位置粗集料形成的“窝”,并及时用新拌混合料进行填补.
3.4 碾压过程
3.4.1 碾压过程中应使用20t单钢轮压路机跟随摊铺机之后进行初压,前静后振各一遍,然后使用26t单钢轮进行两次复压,每次均强振两次,然后再使用26t胶轮压路机进行揉压,最后利用双钢轮压路机进行收光,合计碾压6次.要求碾压过程应一次完成,中途不允许出现停顿,碾压需要持续进行,试验员应及时对压实度进行取样检测,在直线段时应由两侧向中间碾压.
3.4.2 在超高段时应由内侧向外进行碾压.压路机要紧随摊铺机后呈梯形不断向前推进,形成流水作业之势.
3.4.3 禁止压路机在已完成或者正在碾压的路段掉头或者刹车,确保稳定土层的表面免受破坏,若发现有松散、起皮等现象时宜及时给予换料压实处理.
3.4.4 在碾压过程中水泥稳定碎石的表面应始终保持相应的湿度,若水分蒸发较快时则需要及时进行水分的补充,但严禁采用大量洒水的方式进行碾压.
3.4.5 碾压过程应在规定的时间之内完成,同时不允许出现有明显的轮迹现象.
3.4.6 桥头10m范围内必须进行横向碾压,边角用双钢轮压路机压实；其中横向接缝处严格要求按照45度角进行碾压,纵向接缝处需要从旧面处下向未压实面进行碾压,先大部分碾压旧面,碾压新面10～30cm,并逐步碾压新铺.
3.4.7 待碾压完成后应及时开展压实度的检测.碾压的过程中应随时取样进行压实度的试验,待压实度停止增长时确定最佳的碾压遍数,以此作为水泥碎石大面积施工的参考依据,碾压成型后对路面的标高、横坡度和平整度等指标进行检查.
3.5 横缝的具体设置
横缝的设置应与路面车道中心线进行垂直,具体的设置如下：
3.5.1 采用人工形式将混合料的末端处理整齐,再使用两根方木紧靠混合料,其中确保方木高度和混合料压实厚度完全一致,最后再将紧混合料进行整平.
3.5.2 方木的另一侧需采用砂石或碎石回填,且略高于方木.
3.5.3 碾压混合料末端,使之达到密实程度.
3.5.4 当重新开始摊铺混合料前需将砂砾或碎石与方木清除干净.
3.5.5 当摊铺机返回到已压实层末端位置时就可重新开始新的摊铺任务.
3.5.6 若摊铺过程中断时间超过2h且未按照上述方法对横向接缝进行处理,则需将摊铺机附近未压实的混合料进行铲除,并将已压实的符合要求混合料挖成垂直断面后再进行新的混合料摊铺.
4 结语
综上所述,骨架密实型水泥稳定碎石基层具有整体强度高、嵌挤能力强、抗裂性好、收缩系数小等优点,多应用于高等级沥青路面基层.在施工过程中,为了保证施工质量,要重点对配合比进行设计,对施工中的各个环节进行控制,只有这样才能保证水泥稳定碎石基层的施工质量.本工程施工后对基层施工质量进行了检测,通过检验表明,基层均匀性已经达到优良等级的要求,其中下基层回弹模量是控制值的3～5倍,而刚度与强度也达到了施工要求,具备着良好的均匀性和强度,施工质量达到了预期要求.
参考文献
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作者简介：夏春建（1982-）,男,湖北随州人,中铁十一局集团第二工程有限公司中级工程师,研究方向：工程施工.
（责任编辑：小 燕）
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