黃林 陳偉
摘 要:2002-08,針對320國道玉山段路面損壞嚴(yán)重的情況,上饒市公路管理局和同濟(jì)大學(xué)道路與機(jī)場工程系共同組成課題研究組,利用320國道玉山段修復(fù)工程的機(jī)會,對“現(xiàn)有水泥混凝土排水探究以及路面的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)”這一課題作了深入探討,為320國道所有的上饒段水泥混凝土路面修復(fù)積累了一定的設(shè)計和施工經(jīng)驗,并找出了一個既經(jīng)濟(jì)又可行的修復(fù)方案,本文即為研究成果的一部分。
關(guān)鍵詞:水泥處治;排水基層;配合比;混合料
中圖分類號:U416.214 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-6835(2014)20-0065-02
1 排水基層(CTPB)材料的性能
1.1 透水能力
對于CTPB而言,其材料的組成設(shè)計相當(dāng)煩瑣,首先要符合一定的排水需求。依據(jù)美國的相關(guān)研究,排水層材料的設(shè)計滲透系數(shù)K值要控制在0.18~0.36 cm/s。受試驗和施工環(huán)境等不穩(wěn)定因素的影響,室內(nèi)試驗的K值一般要設(shè)置在0.4~2.0 cm/s的范圍內(nèi)。在《公路排水設(shè)計規(guī)范》中,建議透水材料的滲透系數(shù)不低于0.35 cm/s。
在實際操作當(dāng)中,也需要遵照《公路排水設(shè)計規(guī)范》中的方式,依據(jù)設(shè)計滲入率、排水層寬度、厚度等一系列的條件計算和確定所需材料的滲透系數(shù)。
1.2 強(qiáng)度和抗變形性
根據(jù)力學(xué)分析可知,由于荷載的作用,排水層的底部通常要承受拉應(yīng)力。此次探究以劈裂的強(qiáng)度視為強(qiáng)度的指標(biāo)。根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》,水泥碎石的劈裂強(qiáng)度為0.4~0.6 MPa。另根據(jù)Bisarpc2.0程序的計算分析結(jié)果可知,確定排水基層底部的拉應(yīng)力還要考慮到試驗和施工的變異性。
CTPB材料需要具有一定的抗變形性能,其抗變形性主要是采用抗壓回彈模量來測試,可參考《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》當(dāng)中的水泥碎石抗壓回彈模量的設(shè)計參數(shù)。排水基層的設(shè)計回彈模量一般在1 300~1 700 MPa之間。
1.3 CTPB級配要求和設(shè)計思路
CTPB材料的集料級配主要采用的是開級配的方式,也就是粗集料多,細(xì)集料少,粗骨料之間點與點融合,就出現(xiàn)了一種嵌擠的構(gòu)造。開級配計算主要采用的是“變K法”,按照不一樣的K值來確定CTPB的級配區(qū)域。依據(jù)國內(nèi)外的相關(guān)實踐經(jīng)驗,只有2.36 mmCTPB集料的通過率低于20%時,才達(dá)到了符合條件的空隙率,所以,使用“變K法”調(diào)整級配的時候,可以將其視為一個合理的控制點。此次探究擬采取10 cm厚的排水基層,最大粒徑為31.5 mm。
2 水泥處治排水基層的修筑
2.1 集料施工的配合比
根據(jù)供料料場的細(xì)集料和粗集料的級配情況和設(shè)計級配的范圍要求,并通過一系列的有效試驗來確定粗、細(xì)集料的施工配合比。
根據(jù)《公路排水設(shè)計規(guī)范》當(dāng)中的第5.3節(jié)確定級配碎石排水墊層的相關(guān)材料要求和配比情況,主要目的是滿足該層材料的反濾要求。
在排水基層中,下承層應(yīng)該是不透水層,比如利用石灰-粉煤灰等材質(zhì)來穩(wěn)定碎石、水泥,從而達(dá)到穩(wěn)定碎石基層的目的。其表面應(yīng)當(dāng)堅實、平整,擁有一定規(guī)定的路拱,且表面沒有松散材料。待下承層的施工全部完成之后,按照《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》當(dāng)中的第8.5節(jié)安排驗收工作。只有達(dá)到了基層的合格標(biāo)準(zhǔn)后,方可做排水基層的鋪筑工作。如果有一些特殊的設(shè)計要求,也應(yīng)該在排水基層底面鋪灑上乳化瀝青封層或鋪筑細(xì)粒式瀝青封層,然后再做排水基層的施工工作。
在瀝青下封層的鋪筑過程中,施工的氣溫不得低于10 ℃,且要保持路面干燥,不可有臟物、塵埃等雜質(zhì)。
2.2 CTPB的拌和工作
對于CTPB混合料而言,適合采取強(qiáng)制式拌和機(jī)或臥式葉片拌和機(jī)等廠拌設(shè)備進(jìn)行拌和,并要注意嚴(yán)格控制混合料的配合比、集料的級配、水泥的用量和水灰比。
2.3 CTPB的攤鋪工作
依據(jù)所使用的攤鋪機(jī)具和試鋪情況來確定松鋪系數(shù)。在平地機(jī)鋪時,要將松鋪系數(shù)控制在1.18左右。攤鋪機(jī)攤鋪工作時,也控制在1.15左右,然后按照確定的松鋪系數(shù)進(jìn)行施工放樣工作。
攤鋪工作之前,要在CTPB石屑反濾層的表面灑水濕潤。將材料運(yùn)至施工現(xiàn)場之后,要按放樣來標(biāo)高,再使用攤鋪機(jī)、平地機(jī)或者是其他一些合適的設(shè)備將混合料均勻地鋪在規(guī)定的寬度范圍內(nèi),應(yīng)保證表面平整度,且要有達(dá)標(biāo)的橫坡。
攤鋪的寬度應(yīng)盡可能地避免縱接縫,并全面考慮攤鋪設(shè)備的類型、CTPB的寬度和碾壓工作的進(jìn)度問題。在分幅攤鋪時,應(yīng)采取施工接縫處理或采取兩臺攤鋪機(jī)前后間隔5~8 m的方式,同步向前攤鋪CTPB混合材料,并同時進(jìn)行碾壓工作。攤鋪進(jìn)度的控制應(yīng)以表面的平整度和CTPB混合料不會發(fā)生離析為前提。
碾壓1 h后,在距壓實層的末端10 cm以上的位置的垂直路中心線處切割壓實層,以此形成垂直向接縫面?;蛘咴陬A(yù)定長度末端的垂直路中心線處安置方木或鋼模板,其基層和高度的壓實厚度應(yīng)當(dāng)一樣。在繼續(xù)施工前,應(yīng)拆除支撐方木或鋼模板,攤鋪時,應(yīng)確保排水基層表面除碾壓器械以外沒有其他車輛通行。
2.4 壓實工作
在攤鋪整形工作之后,采取6~8 t的光輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓工作。碾壓時,從橫坡的下側(cè)向橫坡的上側(cè)處推進(jìn),禁止壓路機(jī)在碾壓表面時出現(xiàn)調(diào)頭或調(diào)向的現(xiàn)象。碾壓時的來輪軌跡應(yīng)重疊1/3的輪寬。
在完成第一遍碾壓之后,應(yīng)該查看碾壓的表層是否有超標(biāo)的凸起或低洼情況。如果有,就需要進(jìn)行填補(bǔ)工作,然后再進(jìn)行第二遍的碾壓工作。待碾壓完畢之后,如果表層印有輪跡,就要再做第三遍碾壓工作,直到壓實表面沒有松散材料和印痕后,才可停止碾壓工作。
碾壓工作應(yīng)該緊接攤鋪工作而進(jìn)行,從混合料開始加水拌和起的2 h之內(nèi)完成初碾工作,2.5 h之內(nèi)做完終碾工作。壓路機(jī)的工作速度通常為1.3~4.0 km/h,第一遍碾壓的速度為2~2.5 km/h。碾壓時,應(yīng)按照實際情況來安排碾壓設(shè)備的數(shù)量和施工進(jìn)度。
3 質(zhì)量管理和檢驗
3.1 原材料
對集料的粒徑進(jìn)行分析,并測定含泥量和壓碎值。每批供料使用前要測2個樣品,使用過程中每300 m3測2個樣品。然后依據(jù)測定結(jié)果判定集料質(zhì)量是否合格,并按設(shè)計級配要求確定施工配合比。
3.2 混合料
混合料的組成設(shè)計首先要選定設(shè)計級配,包括水泥含量(170 kg/m3)和水灰比(0.40)。測定混合料的干密度、空隙率(有條件時進(jìn)行滲透系數(shù)測定試驗)、抗壓強(qiáng)度(水泥碎石)和回彈模量,為施工提供質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。
3.3 試鋪階段
在正式開工前,要進(jìn)行鋪筑試驗,以確定合適的松鋪系數(shù)。要使拌和、運(yùn)輸、攤鋪和碾壓機(jī)械相互協(xié)調(diào)、配合,保證碾壓質(zhì)量。
4 結(jié)束語
排水基層的修建,解決了水泥混凝土路面接縫地表水滲水問題,但是造價相對較高,施工工序也復(fù)雜。
〔編輯:王霞〕