文/劉麗麗 菏澤市市政工程管理處 山東菏澤 274000
在市政道路工程建設(shè)中,為了給人們帶來(lái)良好的出行體驗(yàn),促進(jìn)城市發(fā)展,對(duì)施工單位的專業(yè)能力提出了越來(lái)越高的要求。水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)的利用可以顯著提升施工進(jìn)度,加強(qiáng)道路承載能力,延長(zhǎng)道路使用年限,為人們出行和城市發(fā)展提供有力支持,這種優(yōu)良的材料在水泥混凝土路面基層及各級(jí)瀝青路面基層利用較多,以下對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析。
水泥穩(wěn)定碎石主要使用粗粒土和中粒土,其中粗粒土的顆粒最大粒徑在50mm 之內(nèi),并且小于40mm 的顆粒含量至少達(dá)到85%;中粒土顆粒的最大粒徑在30mm 之內(nèi),并且小于20mm 的顆粒含量至少達(dá)到85%,之后得到的混合料就是水泥穩(wěn)定碎石。在水泥穩(wěn)定碎石基層施工期間,利用的骨料為級(jí)配碎石,之后利用灰漿等材料填補(bǔ)碎石縫隙,以此提升結(jié)構(gòu)內(nèi)部穩(wěn)定性以及路面的抗凍能力。對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石基層技術(shù)來(lái)說(shuō),主要利用嵌擠原理促進(jìn)碎石與水泥砂漿的凝結(jié),提升道路穩(wěn)定性,需要說(shuō)明的是,在具體施工過(guò)程中不管是碎石結(jié)構(gòu)還是碾壓強(qiáng)度,都會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。
水泥穩(wěn)定碎石施工技術(shù)的主要施工流程為攪拌、攤鋪、壓實(shí)、養(yǎng)護(hù)。通常情況下,水泥穩(wěn)定碎石初期強(qiáng)度較大,隨時(shí)間推移,水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度進(jìn)一步加強(qiáng),加之骨料多為級(jí)配碎石,堆積后可形成嵌擠結(jié)構(gòu),這種穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)可以有效提升路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,并且碎石骨料之間的間隙使用灰漿填補(bǔ),由此提升碎石的抗?jié)B透性、抗壓性和抗凍性。在市政道路工程建設(shè)過(guò)程中,水泥穩(wěn)定碎石工藝流程包括材料準(zhǔn)備、測(cè)量放樣、原材料配比、混合料運(yùn)輸、攤鋪、檢測(cè)以及后續(xù)的養(yǎng)護(hù),每個(gè)環(huán)節(jié)都需要加以重視。
水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)是一項(xiàng)在道路基層處理中具有突出優(yōu)勢(shì)的技術(shù),主要可歸納為以下幾個(gè)方面:(1)施工所用原材料簡(jiǎn)單。其所用的材料主要有水泥、粗細(xì)集料等。在水泥的選擇方面,對(duì)于一般工程可直接選用硅酸鹽水泥;而粗細(xì)集料主要采用人工碎石與石屑等,其制備與獲取十分便捷,儲(chǔ)量豐富。但應(yīng)注意,在實(shí)際的道路工程中,材料的選擇應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況來(lái)確定,且考慮到各項(xiàng)材料的質(zhì)量,避免由于材料質(zhì)量不符合要求、種類有限導(dǎo)致的施工效果不佳。(2)施工操作簡(jiǎn)便。在水泥穩(wěn)定碎石施工時(shí),操作相對(duì)比較簡(jiǎn)單。在水泥穩(wěn)定碎石施工過(guò)程中,涉及許多機(jī)械設(shè)備的投入,智能化、自動(dòng)化程度比較高,這對(duì)于實(shí)現(xiàn)施工作業(yè)的規(guī)范化、高效化提供了有力的支持,同時(shí)也能夠很好地保障施工安全性。(3)施工質(zhì)量可控性比較好。該技術(shù)能夠?yàn)榈缆饭こ毯罄m(xù)建設(shè)提供高強(qiáng)度、穩(wěn)定的基層,同時(shí)在抗?jié)B、抗凍方面表現(xiàn)十分突出。
城市道路是市政重要的配套設(shè)施。根據(jù)以往的施工管理經(jīng)驗(yàn),城市道路施工應(yīng)遵循兩點(diǎn)基本要求:一是降低其對(duì)環(huán)境的影響。在進(jìn)行道路工程施工時(shí),必須要考慮對(duì)周邊環(huán)境的影響。這些指標(biāo)包括工程對(duì)沿線植被、景觀的影響,施工期間噪聲、揚(yáng)塵、廢水、建筑垃圾等是否管理得當(dāng)?shù)?。二是達(dá)到道路基層的質(zhì)量要求。(1)剛度與強(qiáng)度的要求。道路在施工完成后需要承受大量的車輛及行人的荷載。因而基層必須要滿足該道路的最大荷載要求,且能夠承受車輛及行人反復(fù)作用對(duì)其的影響,避免基層因?yàn)閯偠燃皬?qiáng)度不足而產(chǎn)生殘余變形、疲勞彎拉的現(xiàn)象。(2)水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性的要求。在城市道路的使用過(guò)程中,其表面會(huì)存在大量的路表水,它會(huì)通過(guò)毛細(xì)作用進(jìn)入土基或者路面結(jié)構(gòu)層,使得這些層面長(zhǎng)期處于潮濕的狀態(tài),若基層的水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性差,則會(huì)造成基層的整體剛度及強(qiáng)度下降,影響該道路的使用。(3)抗沖刷能力和抗裂性能的要求。根據(jù)氣候條件的不同,道路需要承受不同強(qiáng)度的水流沖刷。在沖刷作用的影響下,若基層的穩(wěn)定性不足,則會(huì)產(chǎn)生脫空,進(jìn)而產(chǎn)生路面坍塌等情況。另外,水泥穩(wěn)定碎石基層材料受溫度和濕度變化的影響會(huì)產(chǎn)生一定拉應(yīng)變,若拉應(yīng)變超出了材料能夠承受的范圍,則會(huì)導(dǎo)致基層開裂。所以,必須嚴(yán)格控制水泥穩(wěn)定碎石基層的水分散失,有效消除干縮裂縫。
首先,在施工前期的準(zhǔn)備過(guò)程中,要根據(jù)水泥施工方案的設(shè)計(jì)要求,嚴(yán)格按照混合原料的要求選定材料,應(yīng)選擇高強(qiáng)度且形狀有規(guī)律的砂礫石,且碎石粒徑不超過(guò)31mm,壓碎值不超過(guò)28%,有機(jī)物含量小于2%,道路施工主要使用的是硅酸鹽水泥,硅酸鹽含量低于0.25%,在嚴(yán)格控制品質(zhì)的基礎(chǔ)上,初凝時(shí)間不小于4h,終凝時(shí)間應(yīng)6 ~10h 之間,以保證基層工程的質(zhì)量水平。相應(yīng)地,應(yīng)通過(guò)加強(qiáng)試驗(yàn)確定水泥的施用量和含水量,還要根據(jù)施工地區(qū)的氣候情況和溫濕度條件確定水泥的用量,例如:當(dāng)水泥穩(wěn)定碎石骨料進(jìn)入固化狀態(tài)后,會(huì)進(jìn)行水化反應(yīng),極易受外部溫度的影響,當(dāng)溫度持續(xù)升高,水泥的內(nèi)部水化反應(yīng)速率也會(huì)隨之加快,據(jù)試驗(yàn)顯示,外部溫度每上升10℃,水化速率就會(huì)提升70%。還要合理控制水泥材料的使用量,以減少碎石基層收縮和龜裂的幾率。其次,為了確?;旌喜牧暇鶆蛞恢拢鶕?jù)水泥原料的組織和性質(zhì),合理把握各類原料混合的時(shí)間和頻率,一般情況下,會(huì)選擇20 個(gè)樣品進(jìn)行篩選,以此來(lái)進(jìn)一步確定碎石含量之間的差異性,檢查好攪拌設(shè)備的狀態(tài)后,把握好水泥碎石基層材料的攪拌時(shí)間,做好材料的準(zhǔn)備。最后,還要做好下承層的準(zhǔn)備,工作人員在正式開展水泥穩(wěn)定碎石操作前,應(yīng)徹底清潔下承層,確保將零散的材料和雜物及時(shí)清除干凈,保證后續(xù)攤鋪的下承層表面濕潤(rùn)。
除了做好材料設(shè)備的前期準(zhǔn)備,還要做好水泥穩(wěn)定碎石基層施工的放樣工作,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況,做好相應(yīng)的樣本設(shè)置施工,以此來(lái)保證大型市政施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性和穩(wěn)定性。例如,在市政道路的建設(shè)中,有很大幾率會(huì)出現(xiàn)路面地基下沉的問(wèn)題,在施工前,必須對(duì)實(shí)際的施工環(huán)境進(jìn)行充分的質(zhì)量檢測(cè),當(dāng)出現(xiàn)地基凹陷的情況時(shí),在施工作業(yè)中可以采用中樁搭建的方法,在底基層安設(shè)中線、邊線,可以每25m 設(shè)置一個(gè)中樁,在曲線可以每12m 設(shè)定一個(gè)標(biāo)記,同時(shí)在外緣部分0.5m 處設(shè)置指示標(biāo)樁。在恢復(fù)中線后,還可以開始設(shè)計(jì)標(biāo)樁,并在標(biāo)樁上體現(xiàn)基層松鋪的厚度和基層高度,進(jìn)而確定傳感導(dǎo)線的直徑為0.3 ~0.6m。同時(shí),還要結(jié)合路面設(shè)計(jì)圖,在中心兩側(cè)設(shè)計(jì)標(biāo)樁,進(jìn)一步提升碎石基層的平整度,確保厚度和高度能夠滿足相關(guān)質(zhì)量工藝標(biāo)準(zhǔn)。
水泥穩(wěn)定碎石混合料是直接決定施工質(zhì)量的關(guān)鍵,需要引起重視并加強(qiáng)管理,重點(diǎn)關(guān)注混合料的配比、攪拌和運(yùn)輸。首先,混合料的配比應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際需求與環(huán)境來(lái)確定,經(jīng)過(guò)反復(fù)的計(jì)算、核查得到最終配合比,并在正式配制前開展試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)其各項(xiàng)性能是否與設(shè)計(jì)相符,保證配合比設(shè)計(jì)能夠滿足施工的實(shí)際需要。其次,在混合料的攪拌過(guò)程中可以采用預(yù)先、集中的方式來(lái)完成混合料制備,且在制備過(guò)程中應(yīng)將機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),并對(duì)拌和時(shí)間進(jìn)行控制。操作人員在拌和的同時(shí)關(guān)注混合料的狀態(tài),根據(jù)顏色、流動(dòng)性等指標(biāo)來(lái)判斷混合料的狀態(tài),并以此決定添加其他材料的時(shí)間與用量。當(dāng)混合料的攪拌工序結(jié)束后,應(yīng)立即對(duì)其質(zhì)量、性能展開檢測(cè),判斷其是否符合設(shè)計(jì)要求,只有滿足要求的材料方可用于道路施工。
混合料運(yùn)輸過(guò)程中,需要使用專用的運(yùn)輸車輛,裝料時(shí)間控制在3 ~6min,需要對(duì)材料表面進(jìn)行覆蓋,過(guò)磅時(shí)間控制在6min,裝料工作中需要對(duì)運(yùn)輸車輛進(jìn)行前后移動(dòng),防止混合材料出現(xiàn)離析情況。裝料工作結(jié)束后需要在表面鋪一層帆布,防止混合材料水分大量流失?;旌狭铣鰪S之后,需要填寫材料的出廠信息,主要包含材料規(guī)格、材料數(shù)量、運(yùn)輸車輛信息、運(yùn)輸車輛噸位以及材料的出廠時(shí)間等,并且在施工材料送達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)之后,計(jì)算材料的運(yùn)輸時(shí)間情況,判斷是否存在運(yùn)輸延遲等各種問(wèn)題,保證混合料不會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的性質(zhì)變化。對(duì)于運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)的原材料,如果存在比較嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題必須及時(shí)調(diào)換。在材料的裝卸工作中,需要由專業(yè)的人員現(xiàn)場(chǎng)指揮,并且需要保證材料、運(yùn)輸車輛和材料攤鋪機(jī)械設(shè)備之間形成對(duì)接,避免出現(xiàn)材料掉落等情況。
第一,在攤鋪時(shí)應(yīng)選擇大功率攤鋪機(jī)進(jìn)行一次性的攤鋪,并搭配大型自卸汽車順利輸送到施工現(xiàn)場(chǎng),在正式攤鋪前還要對(duì)下承層進(jìn)行灑水,以提高表面的濕潤(rùn)度。第二,在攤鋪好第一層鋪筑時(shí),要在表面結(jié)構(gòu)層完全變干后再鋪設(shè)第二層,以此往復(fù),直到達(dá)到設(shè)計(jì)厚度為止。第三,在穩(wěn)定碎石的基層下承層,還要保持其表面的堅(jiān)實(shí)度和平整度,保證不存在軟弱地帶和松散材料,保證攤鋪滿足施工的實(shí)際要求,并及時(shí)對(duì)基層洞坑進(jìn)行填補(bǔ),使松鋪系數(shù)保持在1.24 ~1.27 的范圍內(nèi)。另外,為了避免出現(xiàn)橫線的接縫,在攤鋪時(shí)還要用兩臺(tái)以上的攤鋪設(shè)備,設(shè)備前后距離控制在6 ~10m 范圍內(nèi),行進(jìn)速度6 ~9m/min。考慮到基準(zhǔn)鋼絲繩垂度對(duì)平整度的干擾,還要合理縮短鋼樁垂直方向的距離,曲線距離5m,直線10m。
在碾壓施工的過(guò)程中,要從碾壓工作的試驗(yàn)入手,進(jìn)一步確定碾壓所需的時(shí)間,確??茖W(xué)的組織和部署。除此之外,還要確定碾壓的實(shí)際面積,工程建設(shè)人員要明確標(biāo)出各個(gè)需要碾壓路段的連接區(qū)域,嚴(yán)格要求不同連接區(qū)域的壓實(shí)度和密度,保證滿足碎石基層施工的相關(guān)要求,可先用振動(dòng)式壓路機(jī)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定一遍,待中下層達(dá)到壓實(shí)需要后,再用三輪壓路機(jī)碾壓數(shù)遍,保證路面達(dá)到無(wú)痕的效果。相應(yīng)地,施工建設(shè)單位還要配備專門的碾壓質(zhì)檢人員,及時(shí)查缺補(bǔ)漏,加強(qiáng)對(duì)碾壓后標(biāo)高的復(fù)檢,糾正在施工環(huán)節(jié)中的偏差,盡快補(bǔ)壓1 ~2 次。在第一車料攤鋪之前,要在熨平板底部放置適當(dāng)數(shù)量墊木塊,以確保攤鋪高度達(dá)到松鋪層高度。初壓時(shí),應(yīng)選擇1 臺(tái)單鋼輪壓路機(jī)前后振1 遍,速度在1.5 ~1.8km/h 范圍內(nèi);復(fù)壓時(shí)應(yīng)選擇2 臺(tái)單鋼輪壓路機(jī),前后2 遍,振速在2.0 ~2.4km/h 之間;終壓是采用1 臺(tái)雙壓輪壓路機(jī)靜壓1 遍,以達(dá)到光面效果。在碾壓時(shí),還要充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)氣溫情況和試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定碾壓段長(zhǎng)度,當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)氣溫較低時(shí),水分的蒸發(fā)速度也會(huì)比較慢,為了保證碾壓效果,可以適當(dāng)延長(zhǎng)碾壓段的長(zhǎng)度,在40 ~45m 為最佳,能夠有效避免平整度較差的問(wèn)題。反之,當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)氣溫較高時(shí),水分的蒸發(fā)較快,可以適當(dāng)縮小碾壓段的長(zhǎng)度。
為了保證施工面的整體穩(wěn)定性,必須做好養(yǎng)護(hù)處理,需要遵循以下幾個(gè)方面原則:(1)每一段基層壓實(shí)程度經(jīng)過(guò)檢測(cè)符合工程施工標(biāo)準(zhǔn)之后,在表面鋪蓋一層土工布材料,同時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)生。(2)在基礎(chǔ)面養(yǎng)護(hù)處理工作中,除了必要的灑水車輛可以在封閉段內(nèi)通行,其他車輛不能在其中行駛,并且灑水車輛在灑水過(guò)程中的行駛速度不能超過(guò)20km/h,要保證整個(gè)灑水工作緩慢均勻,不能出現(xiàn)急剎車或者緊急掉頭等問(wèn)題,避免對(duì)基礎(chǔ)面的平整度造成不良影響。(3)在養(yǎng)護(hù)工作中需要增配專業(yè)工作人員,對(duì)整個(gè)工作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)管,對(duì)養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的重要信息進(jìn)行記錄,其中主要包含路面的養(yǎng)護(hù)工作時(shí)間、路面灑水工作頻率等。路面養(yǎng)護(hù)時(shí)間需要超過(guò)7d,每天實(shí)際灑水次數(shù)要根據(jù)外部的環(huán)境條件來(lái)調(diào)整,要保證基礎(chǔ)施工面始終處于一種相對(duì)濕潤(rùn)的狀態(tài),避免產(chǎn)生干縮裂縫情況。
水泥穩(wěn)定碎石層和底積層施工過(guò)程中,由于半剛性基層的剛度和強(qiáng)度會(huì)隨著時(shí)間延長(zhǎng)而增大,所以在基層施工完成一段時(shí)間后,彎沉也會(huì)增長(zhǎng),并且檢測(cè)難度較大。此外,由于水泥穩(wěn)定碎石骨料為級(jí)配碎石,所以需要使用一定量的水泥進(jìn)行填充并攤鋪壓實(shí)。
離析問(wèn)題是水泥穩(wěn)定碎石基層施工中最為常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題,很容易導(dǎo)致粗集料之間缺乏細(xì)集料填充,進(jìn)而影響基層的強(qiáng)度。在離析部位,其結(jié)構(gòu)一般具有粗集料多、空隙大的特點(diǎn),在車輛、行人等載荷的作用下,往往會(huì)發(fā)生破碎,導(dǎo)致其完整性遭到損壞。同時(shí),在離析問(wèn)題嚴(yán)重的部位,考慮到空隙較大的影響,其密度也會(huì)有所下降,在積水的作用下很容易發(fā)生滲透,導(dǎo)致基層結(jié)構(gòu)損壞,使強(qiáng)度和穩(wěn)定性下降,尤其是在上部荷載水平超出設(shè)計(jì)的情況下更容易產(chǎn)生破壞,影響路面的平整度。為了降低離析現(xiàn)象的發(fā)生,應(yīng)當(dāng)做好以下措施:強(qiáng)化原材料質(zhì)量控制,尤其是應(yīng)注重集料的選擇,強(qiáng)化整體質(zhì)量控制;通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)確定最佳的骨料級(jí)配,集料粒徑應(yīng)滿足相應(yīng)的規(guī)范要求。
施工時(shí)對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石基層接縫應(yīng)采取合適的方式進(jìn)行處理,如果路面寬度過(guò)大,應(yīng)采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)對(duì)其進(jìn)行平行攤鋪,避免出現(xiàn)縱向接縫問(wèn)題。而當(dāng)基層寬度過(guò)大時(shí),應(yīng)選取分幅方式進(jìn)行施工,布設(shè)適量模板。在橫向接縫中需格外注重接茬處理作業(yè),應(yīng)進(jìn)行切齊處理,墊方木做好保護(hù)。
綜上所述,水泥穩(wěn)定碎石基層技術(shù)是市政道路建設(shè)項(xiàng)目中的重點(diǎn)技術(shù),也是保證施工質(zhì)量的重要手段。因此,在施工的過(guò)程中必須優(yōu)化路基路面的施工技術(shù),開展高質(zhì)量施工。相關(guān)的建設(shè)施工單位不僅要把握水泥穩(wěn)定碎石基層技術(shù)的要點(diǎn)、特點(diǎn)、加強(qiáng)材料的質(zhì)量控制,還要從技術(shù)應(yīng)用的各環(huán)節(jié)入手,落實(shí)相應(yīng)的要求和標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),切實(shí)提高市政道路建設(shè)工程的質(zhì)量水平。