摘要:水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)是公路路面基層施工的主要技術(shù)之一。為滿足公路施工要求,保證公路工程整體質(zhì)量,達(dá)到社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益提升的目的,施工企業(yè)必須對(duì)公路路面水泥穩(wěn)定碎石基層應(yīng)用理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)加以借鑒,并與工程實(shí)際情況相結(jié)合,對(duì)公路工程路面基層水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)的作用原理、施工準(zhǔn)備及施工工藝進(jìn)行充分分析。
關(guān)鍵詞:水泥穩(wěn)定碎石技術(shù);公路工程;路面基層;施工工藝;施工準(zhǔn)備 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):U416 文章編號(hào):1009-2374(2016)03-0097-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.03.049
水泥穩(wěn)定碎石基層為現(xiàn)階段我國(guó)高等級(jí)公路的主要基層類型。水泥穩(wěn)定碎石的力學(xué)性能與板體性較好,早期具有較高強(qiáng)度,伴隨齡期增加其強(qiáng)度也會(huì)加大,根據(jù)工程需要可對(duì)水泥穩(wěn)定碎石力學(xué)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好、抗凍能力強(qiáng)、干縮性小為水泥穩(wěn)定碎石的主要特點(diǎn)。由此可見,在公路路面基層應(yīng)用水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)具有良好的施工效果。但伴隨公路路面使用時(shí)間的增加,因其具有較大脆性,將導(dǎo)致溫度、濕度敏感性強(qiáng),進(jìn)而造成路面裂縫、唧泥冒漿等情況的大量出現(xiàn)。為此,施工單位在做好施工準(zhǔn)備工作的同時(shí),必須重視水泥穩(wěn)定碎石施工工藝,以此對(duì)公路路面基層施工質(zhì)量進(jìn)行有效提升,實(shí)現(xiàn)公路工程建設(shè)的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。
1 水泥穩(wěn)定碎石的作用原理
水泥穩(wěn)定碎石選取的骨料為級(jí)配碎石,通過相應(yīng)數(shù)量的膠凝材料、灰漿對(duì)骨料間的空隙進(jìn)行充分填實(shí),其碾壓鋪筑時(shí)則需遵循嵌擠原理,一般水泥穩(wěn)定碎石壓實(shí)度與密實(shí)度具有相似性。早期水泥穩(wěn)定碎石具有較高強(qiáng)度,伴隨齡期的增加強(qiáng)度需進(jìn)行板體結(jié)成。根據(jù)施工規(guī)定,要求水泥穩(wěn)定碎石內(nèi)具有3%~6%的水泥混合料用量。5MPa為其7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。與一般路基材料相比,水泥穩(wěn)定碎石材料強(qiáng)度更高。
2 工程案例
某高速公路工程自建立以來,交通量逐年上漲,伴隨交通量規(guī)模的不斷加大,其公路服務(wù)水平已無(wú)法適應(yīng)交通通行需求,同時(shí)路面已出現(xiàn)大量縱橫縫,路況較差。根據(jù)長(zhǎng)期交通需求預(yù)測(cè)結(jié)果分析,該路段2011年小客車交通量已達(dá)到每天47316輛,預(yù)計(jì)2030年每天小客車交通量將達(dá)到98650輛。為對(duì)急速增長(zhǎng)的交通量需求進(jìn)行最大限度的滿足,相關(guān)管理部門提出對(duì)該路段進(jìn)行改擴(kuò)建施工,將原有雙向四車道進(jìn)行雙向八車道兩側(cè)拼寬施工。其具體數(shù)據(jù)如下:該高速公路工程路線總長(zhǎng)度為119.638公路;路面上面層為改性瀝青(SMA-13,4cm);中面層為中粒式改性瀝青混凝土(AC-20,6cm);下面層為ATB-30(12cm);下封層為改性瀝青同步碎石封層(1cm);基層為水泥穩(wěn)定碎石(36cm);底基層為水泥穩(wěn)定碎石(18cm)。
3 公路路面基層施工中水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)的施工準(zhǔn)備
3.1 施工機(jī)械準(zhǔn)備
拌和機(jī)、壓路機(jī)、自卸汽車、灑水車與裝載機(jī)等為公路路面基層水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)施工的主要機(jī)械設(shè)備,施工前期應(yīng)確保施工機(jī)械、配件的正確性,其保養(yǎng)、試機(jī)工作也應(yīng)在該階段進(jìn)行,以此避免機(jī)械故障出現(xiàn)在施工過程中。一般選取集中廠拌、攤鋪機(jī)攤鋪與分層施工的方式進(jìn)行路面水泥穩(wěn)定基層施工,同時(shí)確保各類機(jī)械數(shù)量符合施工規(guī)定。各層壓實(shí)厚度必須控制在20cm以內(nèi),根據(jù)單幅2層梯隊(duì)攤鋪方式進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石基層
施工。
3.2 施工材料準(zhǔn)備
水泥:經(jīng)項(xiàng)目業(yè)主同意后,才能確定水泥廠家。水泥穩(wěn)定碎石路面基層施工選取的水泥為普通硅酸鹽水泥,不能選用快硬、早強(qiáng)及粉煤灰水泥。要求采取的水泥強(qiáng)度、安定性等技術(shù)指標(biāo)必須與施工設(shè)計(jì)規(guī)定相符,一般3h為水泥初凝最短時(shí)間,6h為其最短終凝時(shí)間。
碎石:根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況,可進(jìn)行4種不同規(guī)格粒徑材料的準(zhǔn)備,如9.5~31.5mm、4.75~9.5mm、2.36~4.75mm、0~2.36mm,通常情況下,必須將碎石粒徑控制在31.5mm以下。
28%為碎石最大壓碎值,要求20%為粗集料針片狀最大含量比例,碎石內(nèi)如顆粒在0.6mm以下,需進(jìn)行液限、塑性指數(shù)試驗(yàn),一般需在28%以下控制液限,9以下控制塑性指數(shù)。合成碎石的顆粒組成應(yīng)與表1相符。
水:選取飲用水即可,如水質(zhì)存有問題,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)鑒定。
4 公路路面基層水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)的施工工藝
伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,我國(guó)公路工程事業(yè)也得到了極大的發(fā)展。水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)作為公路工程路面基層施工的重要技術(shù)之一,其施工技術(shù)水平的高低將直接影響到工程建設(shè)的整體質(zhì)量。為此,施工企業(yè)必須結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況,在充分了解水泥穩(wěn)定碎石作用原理的前提下,做施工準(zhǔn)備工作,規(guī)范施工工藝,只有這樣才能確保施工應(yīng)用的規(guī)范性、合理性,才能推動(dòng)公路工程建設(shè)的快速發(fā)展。其工藝流程如下:準(zhǔn)備下承層→施工放樣→培路肩(立模板)→配料拌合→覆蓋運(yùn)輸→攤鋪整形→碾壓→檢測(cè)→覆蓋養(yǎng)生→驗(yàn)收。
4.1 準(zhǔn)備下承層
底基層如選取水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行施工,需準(zhǔn)備下承層。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定,應(yīng)埋置中央分隔帶的橫向排水管,并對(duì)應(yīng)邊坡泄水槽。應(yīng)確保路基路床施工質(zhì)量,并具有堅(jiān)實(shí)平整的表面。
4.2 放樣
根據(jù)設(shè)計(jì)樁號(hào)對(duì)中線、邊樁進(jìn)行恢復(fù),并對(duì)路床標(biāo)高準(zhǔn)確測(cè)量。按照測(cè)量結(jié)果與設(shè)計(jì)底基層或上、下基層標(biāo)高、松鋪系數(shù)進(jìn)行底基層與上、下基層分層鋪筑厚度進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)對(duì)松鋪標(biāo)高與壓實(shí)后標(biāo)高控制標(biāo)高進(jìn)行分別布設(shè)。
4.3 立模
鋪筑底基層時(shí),可選取土模(培肩)對(duì)外側(cè)進(jìn)行施工。當(dāng)培肩土壓實(shí)度超過90%后,內(nèi)側(cè)可進(jìn)行垂直面切割,應(yīng)確保線形的順直性。底基層壓實(shí)度厚度應(yīng)與培肩土壓實(shí)后高度及立模高度一致,選取鋼模進(jìn)行中央分隔帶一側(cè)立模。
鋪裝基層時(shí),可選取木質(zhì)材料、鋼模對(duì)外側(cè)進(jìn)行立模作業(yè),鋼模也可用于中央分隔帶一側(cè)立模,并做好固定支撐工作。
4.4 配料拌和
混合料拌制過程中,應(yīng)對(duì)其配合比進(jìn)行準(zhǔn)確掌握,通過計(jì)量工具對(duì)投入拌和機(jī)的材料,如粗細(xì)集料及水泥等進(jìn)行稱量,要求對(duì)用水量進(jìn)行有效控制,拌和前可遵循天氣狀況,對(duì)施工材料含水量進(jìn)行有效測(cè)量,并對(duì)具體用水量進(jìn)行調(diào)整拌制。根據(jù)材料投放順序,進(jìn)行減水劑的添加,可同時(shí)進(jìn)行投料與攪拌施工。遵循攪拌機(jī)特性與拌合物的和易性進(jìn)行拌和時(shí)間的確定。
4.5 覆蓋運(yùn)輸
按照工程施工具體情況,可選取自卸汽車(10~15噸)進(jìn)行混合料運(yùn)輸,高廂板與槽幫不得加設(shè)到運(yùn)輸車輛,車廂必須進(jìn)行徹底清理,在車廂底部不能存在積水情況。為確保攤鋪施工的連續(xù)性,施工中攤鋪機(jī)前方必須有1~2輛運(yùn)料車等候卸料。
4.6 攤鋪整形
基層鋪筑前,必須對(duì)路基質(zhì)量進(jìn)行檢查。如路基質(zhì)量與設(shè)計(jì)要求不符,應(yīng)選用切實(shí)可行的措施進(jìn)行施工?;鶎愉佒氨仨殞?duì)底基層質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。并對(duì)拌和樓、裝載機(jī)等使用情況進(jìn)行隨時(shí)檢查。為保證底基層、下基層或上、下基層間具有良好緊密性,必須對(duì)下承層在攤鋪施工前期進(jìn)行濕潤(rùn)灑水,并進(jìn)行水泥凈漿的噴灑,要求控制在1.2~1.5kg/m2之間。以灑布均勻作為確定水泥凈漿稠度,應(yīng)避免花白塊出現(xiàn)在水泥漿噴灑過程中。
按照具體混合料類型、施工機(jī)械與施工工藝等進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石松鋪系數(shù)的確定,攤鋪施工時(shí)必須對(duì)攤鋪層厚度、路拱與橫坡等內(nèi)容進(jìn)行隨時(shí)檢查,同時(shí)根據(jù)混合料具體使用量和攤鋪范圍進(jìn)行平均厚度的檢驗(yàn),如與施工要求不符,必須選取行之有效的措施進(jìn)行處理。
4.7 碾壓
混合料強(qiáng)度提升的決定因素為碾壓。碾壓方式、遍數(shù)與時(shí)間是否正確、合理對(duì)現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)檢測(cè)結(jié)果至關(guān)重要,是提升工程建設(shè)整體質(zhì)量的關(guān)鍵。因此在攤鋪整形混合料后,必須及時(shí)、全范圍地對(duì)施工路面基層進(jìn)行碾壓施工。要求碾壓施工中必須確?;旌狭媳砻婢哂辛己玫臐駶?rùn)程度,當(dāng)水分不足時(shí),應(yīng)立即進(jìn)行灑水作業(yè)。水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和施工后,必須在60min內(nèi)完成碾壓施工,以此確保其密實(shí)度符合施工規(guī)定。當(dāng)彈簧、松散與起皮現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí),必須做好處理工作。通常將50~80m定為一次碾壓程度,如使用重型壓路機(jī)進(jìn)行施工,20cm以下為其分層壓實(shí)厚度。根據(jù)該工程實(shí)際施工情況,選取的壓路機(jī)不同,其碾壓速度也不盡相同,具體情況如表2所示:
碾壓施工中碾壓重疊寬度為30%~50%之間,在停車前壓路機(jī)應(yīng)先停止振動(dòng),每個(gè)碾壓段終點(diǎn)為斜線錯(cuò)開狀。壓路機(jī)碾壓順序?yàn)橥鈧?cè)一中心。如擋板、路緣石、路肩等支擋存在于邊緣,碾壓應(yīng)與支擋相近。
4.8 覆蓋養(yǎng)護(hù)
施工單位應(yīng)做好養(yǎng)護(hù)濕潤(rùn)工作,在路面上選用透水土工布進(jìn)行覆蓋,一般養(yǎng)護(hù)時(shí)間為一周,該階段應(yīng)確保路面濕潤(rùn),并做好交通管制工作,避免車輛在養(yǎng)護(hù)路面通行。
5 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快,我國(guó)公路事業(yè)規(guī)模也隨之?dāng)U大。水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)作為公路路面基層施工的重要技術(shù),其施工是否規(guī)范對(duì)工程建設(shè)至關(guān)重要。為此,施工企業(yè)必須重視水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)的應(yīng)用,在做好施工準(zhǔn)備工作的同時(shí),規(guī)范施工流程,尤其是碾壓施工,只有這樣才能推動(dòng)公路工程建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介:蔡寶成(1973-),男,河南焦作人,焦作市公路管理局工程師,研究方向:交通工程。
(責(zé)任編輯:黃銀芳)