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公路路面基层大厚度宽幅摊铺压实工艺

2021-01-15

山东交通科技 2021年3期
关键词:宽幅摊铺机摊铺

李 栋

(潍坊陆畅公路工程有限责任公司,山东 潍坊 261041)

1 工程概况

G206 威汕线寒亭北曹埠至安丘陈亭官庄段改建工程采用双向四车道一级公路标准设计,路面宽度24 m,设2 m 中央分隔带,路面基层结构型式采用3×18 cm 水泥稳定碎石,基层工程量为640 000 m2。为进一步提高路面基层整体强度和稳定性,研究推广应用新工艺、新技术、新设备,该项目的路面基层采用了27 cm 大厚度宽幅摊铺压实施工工艺进行施工。

2 路面基层大厚度宽幅摊铺压实工艺

目前,我国高等级公路的基层结构型式主要为水泥稳定碎石。受摊铺机的机械性能限制,以前无法实现大宽度、大厚度一次性摊铺,普通压路机无法满足厚度20 cm 以上水稳基层的压实要求,所以只能进行分层施工,每层层厚一般为18 cm 左右。

近年来,随着大功率摊铺机、压路机的应用,大厚度基层摊铺施工开始兴起,改善了基层分层施工带来的问题,大厚度摊铺施工技术相比于传统基层摊铺施工技术具有施工速度快、施工成本低及层间粘结性强等优点,能够有效地提高水泥稳定性和碎石混凝土基层的各种间接接合和经济性。

3 路面基层大厚度宽幅摊铺压实应用现状

国内大厚度宽幅路面基层施工在部分高速公路项目的应用已有十多年的历史。近年来,菏泽、滨州、潍坊等地陆续推广应用了大厚度宽幅路面基层施工工艺,一次压实厚度可达36 cm,摊铺机摊铺宽度可达12 m。其中,潍坊地区使用了徐工RP953-T 摊铺机,压实厚度27 cm,摊铺宽度6 m;使用了长城SP1860-3 摊铺机,压实厚度27 cm,摊铺宽度11.8 m。

4 与传统基层施工工艺比较

目前高等级公路路面基层结构型式一般为3×18 cm 水泥稳定碎石,传统摊铺工艺为分3 层摊铺,每层压实厚度18 cm,采用大厚度基层摊铺工艺后,可分2 层摊铺,每层压实厚度27 cm。

层厚18 cm 基层施工工艺:准备下承层→施工放样→侧模施工→摊铺机的调整与组合→水泥稳定碎石拌和→混合料运输→摊铺→碾压→接缝处理→养生→自检[1]。

层厚27 cm 基层施工工艺流程与18 cm 基层施工工艺流程没有差别,只是在机械配置、压实工艺、混合料拌和略有差别:(1)从机械设备配置比较,18 cm 基层施工常用的摊铺机型号一般为徐工RP951、ABG423、三一重工等机械;当进行27 cm 基层施工时,机械功率无法满足施工要求,通常采用徐工RP953-T、长城SP1860-3 型摊铺机,其中徐工RP953-T 型摊铺机在半幅施工(11.8 m 宽)时需要2台联铺,长城SP1860-3 型摊铺机可以真正实现大厚度宽幅(11.8 m)摊铺。(2)18 cm 基层施工一般需要配备4 台22 t 压路机,压实6 遍即可达到压实度要求,27 cm 基层施工的4 台压路机中,需要至少配备2 台26 t 压路机,压实遍数在6 遍以上才能达到压实度。(3)水泥稳定碎石基层施工对含水量控制要求非常严格,一般要求压实时含水量控制在最佳含水量,传统的18 cm 基层混合料含水量如果高于最佳含水量0.3%左右一般不会出现翻浆现象。但是在27 cm 基层大厚度施工时,由于压路机吨位增大,压实遍数和压实功增加,如果混合料含水量高于最佳含水量,很容易出现翻浆现象,这是由于试验室室内击实获得最佳含水量的试验方法与施工现场压实工艺区别导致。通过施工现场反复调查记录发现,夏季高温季节施工时,混合料含水量低于最佳含水量0.1%~0.3%时,压实后的基层表面并没有出现混合料松散现象,且取芯成型情况良好。(4)与徐工RP953-T 型摊铺机双机联铺相比,长城SP1860-3 型摊铺机可以一次性大厚度全幅摊铺,消除了路面基层纵向接缝,避免了两台摊铺机搭接处的离析带,提高了路面基层施工质量。(5)在路面设计中路面基层作为整体考虑,传统分层施工方法存在下承层光面,上层大料滚落造成层间结合不紧密,容易使上下层分离,使上基层底面的弯拉应力增大,对路面基层整体性能及结构的使用寿命产生不良影响。传统基层施工工艺存在3 层基层中有2 个滑动面,大厚度基层施工工艺可将滑动面减少为1 个,能够极大地改善基层的受力状态,提高路面结构的整体性。

5 效益分析

5.1 经济效益分析

大厚度宽幅基层施工工艺的经济效益主要体现在节约人工费、机械费、养护费用。以G206 威汕线为例,3×18 cm 水稳基层共计640 000 m2,若采用2×27 cm 大厚度宽幅基层施工,在人工费、机械费方面约节省费用20 万元。路面基层养护费用按1.5元/m2考虑,分3 层施工的养护费用大约97 万元,分2 层大厚度宽幅施工的养护费用大约65 万元,约节省费用32 万元。人工费、机械费、养护费用合计节约50 余万元。

5.2 社会效益分析

大厚度宽幅基层施工工艺的社会效益主要体现在工期的缩短。基层施工由3 层变为2 层,理论上可以节约1/3 基层施工时间,受拌合站的拌和速度限制,也会有一定程度的工期缩短。以G206 威汕线为例,18 cm 水稳基层640 000 m2,水稳拌合站产能为800 t/h,按传统18 cm 施工工艺摊铺大约需要65 d,采用27 cm 大厚度宽幅施工工艺摊铺仅用50 d,另外还节省了10 d 养生期,总工期节省了25 d。如果基层拌和站的产能足够大,总工期还可以进一步缩短。工期缩短能够使项目提前竣工,方便群众出行,有利于沿线地方政府经济发展,社会效益显著。

6 问题和建议

(1)大厚度宽幅基层施工时对混合料的含水量要求更加严格,一旦混合料含水量超过最佳含水量,极易出现翻浆现象,在施工时必须严格控制含水量。(2)通过G206 威汕线现场调研,在拌合站产能800 t/h、运距40 km 以内时,就可以满足大厚度宽幅摊铺的要求。如果拌合站产能过低或运距过长,则会出现停机待料现象,或者影响摊铺碾压时间,影响基层施工质量。(3)大厚度宽幅基层施工不仅需要使用特定的摊铺机械,还要配备大吨位压实设备。目前,可供采用的摊铺设备主要有徐工RP953-T 型和长城SP1860-3 型摊铺机。目前机械设备的社会租赁市场供给比较充裕,通过租赁完全可以满足施工的需要。(4)基层压实度检测通常采用灌砂法,基层厚度增加相应增加了检测试验所需时间,应相应增加检测人员和设备以保证检测频率。

7 结语

大厚度宽幅路面基层摊铺压实的施工工艺能够有效地提高水泥稳定性和碎石混凝土基层的各种间接接洽和经济性,节约成本,缩短工期,具有很高的适用性和可行性,并且有较好的研究推广和应用价值。缺点是需要使用大厚度宽幅摊铺机、重型压路机等设备,对拌和能力、混合料运距有一定要求,施工过程中更需加强含水率、压实度的检测和控制。

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