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高速公路水泥稳定碎石基层双层连铺施工技术

2021-12-02王小勇

商品与质量 2021年44期
关键词:摊铺机下基层水泥浆

王小勇

山西路桥建设集团有限公司公路工程总承包分公司 山西太原 030006

纵观我国高速公路工程项目实际建设情况,水泥稳定碎石基层具备良好的抗冻性能、水温性能与力学性能,所以在高速公路工程项目底基层或者是路面基层施工中普遍应用。而水泥稳定碎石基层施工阶段为了能够保证基层的性能,就需要严格控制施工质量,以及合理采用原材料,确保水泥砂浆集料具备较强的黏结性,增强混合料骨架密实型。同时应加大混合料含水量控制力度,确保含水量达到最佳,从而提升高速公路工程项目的施工效果。水泥稳定碎石基层双层连续摊铺是一种全新的基层摊铺施工技术,其特点是:①采用双层连续摊铺施工方式,有利于解决覆盖层施工和下基层洒水等;②采用双层连续摊铺施工方式,实现施工流程的简化,无需实施模板搬运;③采用双层连续摊铺施工方式,能够在很大程度上控制施工污染问题,而且实现了上层与下层之间的有效衔接,从而保证水泥稳定碎石基层的摊铺质量;④采用双层连续摊铺施工方式,能够在一定程度上缩短施工工期,从而为施工单位创造更多的经济效益。本文结合高速公路工程项目实际情况,重点研究了水泥稳定碎石基层双层连续摊铺施工技。

1 项目背景

此高速公路工程项目的全线长度是18.34km,起讫桩号是K108+227--K126+567,采用的是双向四车道,限定的行车速度是100km/h。路面基层设计的是水泥稳定碎石(其厚度为36cm),结构类型属于半刚性基层,强度级别是5.0MPa,选择的是整体式路基断面,其中基层宽度是23.5m,同时路缘带与行车道的横坡率是2%。此项目于2015年7月开始进行水泥稳定碎石基层施工,但是参考多年的气象变化报告情况,预计11月初的最低气温小于5℃,此条件并不满足路面施工要求,所以为了能够追赶施工进度,通过综合分析、讨论之后确定水泥稳定碎石基层采用双层连铺施工技术。

2 施工技术

此高速公路项目中水泥稳定碎石基层双层连铺施工技术流程详见图1所示。

图1 水泥稳定碎石基层双层连铺施工技术流程

2.1 施工准备

(1)水泥准备。此项目中准备的水泥材料,需要保证初凝时间>180min,终凝时间处于360min至600min,所以选择P.0.42.5#硅酸盐水泥[1]。在水泥材料进入施工现场时必须安排专业技术人员进行严格检测,确保水泥各项技术指标符合要求。

(2)碎石准备。此项目中半刚性基层选择的碎石相关技术性能指标要求详见表1所示。

表1 碎石相关技术性能指标要求

(3)下承层准备。首先严格检查下承层的宽度、平整度以及压实度等,确保符合规定要求后,采用清扫机对下承层的表面进行打扫处理,使下承层表面达到整洁、干净状态。针对下承层中的横向裂缝,应通过土工格栅或是橡胶乳化沥青进行填补处治。

2.2 拌和运输

(1)厂站准备.此项目中拌和设备选择的为水稳拌和机(其型号为WCB--800,数量是2套),以装载机的方式进行装料,各料斗必须与固定装载机进行对应上料。为了能够避免混合料的大粒径料与杂质偏多,需要从料斗的上方安装隔离网,且配置备用料斗,以确保生产顺利进行。

(2)机械准备。此项目中下基层施工选择的设备为液压式摊铺机(其型号为WTD9500,数量是2台);单钢轮振动式压路机(重量为22t,数量是2台),单钢轮振动式压路机(重量为26t,数量是1台),胶轮式压路机(重量为26t,数量是1台)[2]。上基层施工选择的设备为液压式摊铺机(数量是1台)进行全断面摊铺;单钢轮振动式压路机(重量为22t,数量为2台),胶轮式压路机(重量为26t,数量为1台),双钢轮压路机(数量为1台)。此外,混合料运输选择的是后八轮自卸车。

(3)运输与卸料。装料阶段必须按照需要进行排队等候,当备满一储仓之后就要卸料。同时装车过程中车辆需要前后进行移动,划分成多次进行装料,以防止混合料出现离析。当运料车抵达项目施工现场之后,通过专业人员进行指挥掉头。以200m为间隔单位标划调头区。卸料过程中自卸车的车斗应缓慢升旗,保证卸料速度和摊铺施工相契合。待卸料完成后,将车斗缓慢放下。

2.3 下承层表面水泥浆洒布

从下承层和下基层间铺设水泥净浆粘结层,通过粘结层良好的渗透性能与粘结性能,进一步提升上、下层的整体性能,从而强化高速公路路面结构承载力。水泥浆中的水灰比控制是1:1,结合水泥浆配合比合理控制洒布车的行驶速度与水泥浆洒布量,通常洒布量≥1.0kg/m2至1.5kg/m2。在水泥浆粘结层施工阶段需要选择喷洒车进行雾状喷洒,以免喷洒时水泥浆发生沉淀与结块等现象,从而造成喷头堵塞。同时喷洒车必须配置相应的强制搅拌设备,然后通过人工方式进行修整。

2.4 下基层摊铺

水稳碎石下基层选择2台摊铺机(保证型号一致)进行梯队式联合摊铺(详见图2所示)。其中下基层的厚度是18cm,结合施工经验以及项目要求合理确定松铺系数。2台摊铺机通过靠路肩一侧的钢丝与摊铺机中间导梁进行路面高程的有效控制。待起步之后检查2台摊铺机的虚铺厚度与绞笼转速是否相同。同时摊铺机起步后应有序对夯锤频率进行调整,2台摊铺机的夯锤频率必须确保相同,以使摊铺面的初始密度一致[3]。若是已摊铺完成的部分混合料含水量比较大,则应采用换填方式进行处治,而含水量比较小的部分则应以喷壶等方式进行补水处理。摊铺施工完成后,组织专业人员对摊铺面中的大粒径集料、集料离析问题进行处理,针对局部粗集料“窝”问题,需要铲除并填补新混合料。

图2 双机梯队摊铺

2.5 下基层碾压

待2台摊铺机前进接为近40m后,需要根据碾压工序实施碾压。其中下基层碾压施工参数情况详见表2。

表2 下基层碾压施工参数

2.6 上基层摊铺机与碾压

此项目中上基层摊铺施工选择的是液压式摊铺机(其型号为SP1850),摊铺方式是全断面摊铺。而上基层碾压施工和下基层碾压基本一致,待胶轮压路机碾压施工完成之后,需要选择双钢轮压路机进行1遍静压,实现收面处理,此阶段双钢轮压路机的行驶速度保证在1.5km/h至1.7km/h。以水泥稳定碎石基层碾压施工为例,必须在表面达到干燥状态前完成碾压施工,若是表面蒸发速度比较快,则需要选择喷雾型喷壶实施补水处理,且合理缩短碾压施工距离,控制在20m至30m[4]。下基层和上基层的摊铺机间需要合理预留一段长度,同时严格管控摊铺机的行驶速度,不可间隔过长,以防止水稳料初凝后碾压施工未结束。

2.7 养生

待碾压施工完成且检测达标之后,应通过透水土工布实施保湿养生。从土工布的周围与接缝位置以砂袋方式进行压紧,以防止被大风吹起,从而影响养生效果。基层覆盖土工布后的4h至5h进行洒水养生,保证基层达到潮湿状态,且养生时间≥7d[5]。而养生结束之后,则要将土工布清除干净。此项目中养生阶段选择喷雾式洒水车进行养护,每天的喷洒次数控制在4次至5次,若是遇到大风或者是高温天气,则需要合理增加洒水次数。

2.8 芯样检测

此项目中水泥稳定碎石基层双层连铺施工后,且7d养护阶段结束,需要实施上基层与下基层的取芯检测。根据检测结果可知,采用的双层连铺施工技术明显优于分层单次摊铺技术,且上基层与下基层紧密连接。养护期完成后实施芯样强度检测,其中强度代表数值>设计规定要求。

3 质量控制

以高速公路工程中水泥稳定碎石基层双层连续摊铺施工为例,为了能够确保基层的施工质量,就必须在施工阶段采取合理、可行的质量控制措施。

3.1 篷布自动升降装置

此项目中混合料运输车篷布应以自动升降装置进行覆盖处理,以防止人工覆盖篷布出现不密实现象,突遇大风天气将篷布掀开,从而保证运输阶段不会影响到混合料的性能及质量。此外,使用自动升降装置能够显著提升混合料运输效率,从而为缩短施工工期创造有利条件。

3.2 路面清扫

此高速公路工程项目中下承层清扫处理,主要使用的设备是路面清扫机(其型号为WS60),将下承层表面上的松散颗粒等打扫干净,同时配合使用鼓风机把下承层表面灰尘清理干净。针对泥土污染比较严重的路段,则选择高压水枪进行清理,详见图3所示。

图3 高压水枪清理方式

3.3 水泥浆洒布车

此高速公路工程项目中混合料的水泥浆水灰比控制是1:1。首先通过混凝土拌和站进行水泥浆的搅拌处理,然后以水泥罐车方式实施现场洒布作业。考虑到混凝土拌和站的搅拌时间比较长,运输距离相对偏远,且成本高,所以通过综合分析后确定选择水泥浆洒布车,详见图4所示。水泥浆洒布车配置了自动搅拌桶,同时车尾的两侧具备喷雾型喷口,安排专人负责对喷口清理处理,以免发生堵塞现象,结合水泥浆配合比情况合理调整洒布车的车速与水泥浆洒布量。

图4 水泥浆洒布车

4 结语

本文结合高速公路工程项目实际情况,重点分析了水泥稳定碎石基层双层连铺施工技术,主要包含了施工准备、拌和运输、底基层洒布水泥浆、下基层摊铺与碾压、养生、芯样检测等。实践表明,此项目中采用的水泥稳定碎石基层双层连铺技术合理、可行,既保证了高速公路工程施工质量,又提升了经济效益,为后续类似项目施工提供了借鉴。

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