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公路路面水泥稳定碎石基层施工技术及质量控制

2021-01-26

四川水泥 2021年10期
关键词:方木摊铺机压路机

江 玮

(厦门中平工程监理咨询有限公司, 福建 厦门 361000)

1 路面水泥稳定碎石基层施工要求

水泥稳定碎石是属于半刚性板体结构,在实际施工中的应用具备强度高、水稳性高、成型速度快、收缩性小、施工便利和分布荷载大的特点,同时,水泥稳定碎石也可以较好的改进沥青路面层表面的弯拉应力与土基顶面的压应力,促使整个路面结构处于弹性状态,能够大幅提升路面的使用寿命。

1.1 材料要求

从水泥稳定碎石材料的要求来讲,由于水泥稳定碎石是属于半刚性板体结构,与石灰稳定类结构相比来说,水泥稳定碎石所具有的水稳性要更加适用于公路高等级路面基层,实际要求如下:

施工材料主要包括两种:其一是碎石,其二是水泥。在水泥材料选择上,公路路面基层施工通常使用的主要是普通硅酸盐水泥,在技术指标上也有着一定的要求,如对水泥胶砂强度要求,水泥安定性要求等,且要达到设计方案参数标准要求。一般来讲,水泥的初凝时间应大于3 小时,终凝时间大于6 小时且小于10 小时。碎石材料的选配需要结合工程项目实际情况,并严格控制碎石粒径。一般碎石粒径不可超过31.5mm,并采用级配规格料予以配制。集料软弱颗粒和针片状含量不可超标,级配、含泥量、压碎值应符合规范要求。

1.2 人员要求

水泥稳定碎石基层施工对于人员配置的要求,由于施工作业人数相对较多,所以,作为项目管理人员,必须要能够做到施工人员作业内容的明确划分,也要确保专岗专职。另外,还要重点进行施工技术岗位施工人员技术掌握程度和整体施工技术水平的考核与查验。在进行公路路面基层施工之前,必须要联合施工技术人员、施工管理人员、监理人员进行技术交底,并针对公路路面基层施工当中所存在的重点和难点进行仔细地全面分析,做到系统地培训,并真正将公路水泥稳定碎石基层施工部分相关标准做到明确,所有责任落实到施工一线的施工技术人员与管理人员身上,全面确保公路水泥稳定粒料基层施工的质量[1]。

1.3 机械要求

在公路水泥稳定碎石基层施工过程当中,施工机械设备极为重要,是实现公路路面基层施工质量的关键载体。在进行施工机械设备选择时,需要依据公路路面等级、公路路面水泥稳定碎石基层施工的实际情况和相关标准要求以及设计参数、路面功能进行侧重点分析,要全面掌握机械设备运行、调用、租赁或购买的成本因素,还要依据路面施工当中的实际施工规模、现场施工条件、施工环境和相关施工方案内容进行综合考量,确保机械设备作业功能能够达到相关施工标准要求,在保证公路路面基层施工质量的基础上,进行机械设备的合理挑选。

2 水泥稳定碎石基层施工技术及质量控制对策

工程概况:海沧货运通道(马青路—疏港通道段)工程A 标段,线路总长2.485km/2.5km (左线/右线)。本标段右线起止里程为YK0+370~YK2+870,左线起止里程为ZK0+370~ZK2+855。主要工作内容为标段范围内的:道路工程、隧道工程、管线工程、交通、照明、绿化及沿线设施等工程,其中海新一号隧道长度1.94km,海新路改造辅道A 长701.952m,海新路改造辅道B 长770m。

辅道路面结构:面层为4cm 沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13 型)上面层,5cmAC-20C 中粒式沥青混凝土中面层,7cmAC-25C 粗粒式沥青混凝土下面层,1cm 下封层+透层沥青,基层设计为25cm5%水泥稳定碎石,底基层为20cm 3%水泥稳定碎石,垫层为15cm 级配碎石。

2.1 材料选择

对于公路路面水泥稳定碎石材料的选择需要注意以下两方面:

第一,普通水泥、硅酸盐水泥、矿渣水泥或火山灰水泥都可以运用于水泥稳定碎石,通常会选用低标号水泥,例如325#,在实际施工过程当中,对于终凝时间较长、快硬早强及潮湿变质水泥就不能使用。碎石骨料的最大粒径不可超过31.5mm,组成需要符合要求,级配曲线相对较为平顺。另外,对于碎石的压碎值要不超过30%,有机物含量不可大于2%,硫酸盐的含量要低于0.25%。

第二,依据水泥稳定碎石相关要求进行混合料组成设计。水泥稳定碎石7 天无侧限抗压强度大于3.5MPa 的标准需要通过试验进行最合适混合料的选择,要确定水泥剂量和混合料最佳含水量,此环节极为重要,需要做到严格地把关与质量控制。此外,还要进行试验段铺筑,以确定施工过程中材料配合比松铺系数、标准施工方法、混合料配合比控制方法、材料摊铺拌和与机械设备的适应性、整平整型方法与机械设备适应性、混合料含水量控制方法、压实时机选择以及组合压实顺序、速度、压实次数、压实度。

本案例水泥稳定碎石配合比设计中水泥剂量参照标准5%,但经过实际勘查后,在实际施工中增加到6%水泥剂量,原因在于,水泥剂量的控制是当前水泥稳定材料生产拌合控制的盲点,水泥剂量增加到6%后,其初期强度高,且强度随龄期而增加,会很快结成板体,因而具有较高的强度,抗渗度和抗冻性较好,而且水泥稳定碎石水泥用量达到6%后,7 天无侧限抗压强度可达3.5MPa 的保证率有所提高。有利于水泥稳定碎石路面基层质量控制。

2.2 摊铺

公路路面水泥稳定碎石基层施工过程当中,关于摊铺环节的施工需要使用摊铺机严格依据相关设计方案标准要求来进行摊铺执行。在进行摊铺之前,首先要仔细检查下卧层的具体情况,如标高、轴线、横坡、平整度等,再根据公路路面摊铺的宽度和横坡来进行摊铺机熨平板的宽窄调整。当正式进行摊铺施工时,则需要辅以滑靴沿钢绞线予以找平,控制好摊铺的厚度。一般情况来讲,摊铺的速度需要与混合料供应速率保持一致,通常约为2~6m/min,主要目的在于能够在最大限度上降低停机待料时间,运料车卸料时,也必须要保持与摊铺机设备一致的速度,还要保持不超过40cm 的距离,防止发生撞击而影响摊铺设备的稳定和准确施工。

本案例工程中,因辅道路幅宽度为11.5m,水泥稳定碎石混合料采用RP900J 摊铺机1 台、WLT8500B 型摊铺机一台、呈梯队式摊铺,每台摊铺机作业宽度设定为6.25m,中间搭接10~30cm。依据拌合机产能和运输量确定摊铺机行进速度为2.5m/min,可确保摊铺连续。梯队联合摊铺有效地减少了水泥稳定碎石基层的纵向接缝,增强了基层的整体性,增加了摊铺工作效率。

2.3 碾压

对于公路路面水泥稳定碎石基层施工的碾压环节质量控制,需要注重其工序的严控,参照其他等级公路施工方法和公路具体标准要求,可以进行碾压施工密实度调整和碾压次数设计。一般会选择使用初压、振压、重压、稳压这一顺序。初压主要目的是使混合料相对稳定,以便于后续整型施工;而振压则是确保水泥分布更加均匀,粒料组合更加密实;重压方能够达到最佳密实度,使公路路面基层能够获得足够的强度;稳压则是进一步实现表面粒料稳定性的提升,消除由于重压而产生的轮辙。

本案例工程初压采用关闭振动的钢轮压路机,振压采用打开振动的钢轮压路机,重压采用胶轮压路机,稳压采用关闭振动的钢轮压路机。案例工程选择使用1 台CA6-2D 振动压路机、1 台徐工220 振动压路机、1台30T 胶轮压路机、1 台24T 光轮压路机、1 台21T 压路机,依据试验段确认的机械种类予以施工。经过初压、振压、重压、稳压后,水泥稳定碎石基层的压实质量得到了强有力地保证。

2.4 接缝

公路路面水泥稳定碎石基层的接缝主要可以分为纵向接缝与横向接缝。纵向接缝是属于平行于道路中线的接缝,纵向接缝与横向接缝的处理与公路路面水泥稳定粒料基层施工质量有着直接的关系[2]。

横向接缝主要是指垂直于道路中间的接缝,在实际水泥稳定碎石基层摊铺施工过程中,施工缝或摊铺过程中中断两小时以上时,就必须设置横向接缝,横向接缝的质量控制主要是在摊铺水稳料时不宜中断,要人工将末端含量较为合适的水稳料进行找齐,紧靠水稳料放两根方木,高度与水稳料压实厚度相同,整平紧靠方木的水稳料。另一侧要使用砂或碎石进行回填,高度要高出方木,将水稳料碾压密实。重新进行水稳料摊铺前,需要将沙与碎石和方木模板去除,并将下层顶清理干净,再重新开始摊铺碾压。如摊铺中断没有按上述方法进行横向接缝处理,中断时间超过两小时,则需要将已压实且高层符合相关要求的末端挖成与路中心线垂直并向下垂直的断面,再重新进行新水稳料的摊铺[3-5]。

对于道路纵向接缝应设置在道路中线处,而且接缝应做成阶梯形,梯级宽不小于1/2 层厚。施工前应当凿除松散部分水泥稳定碎石,确保接缝处施工质量,应尽量采取全幅摊铺或梯队摊铺以避免纵向接缝的产生。

本案例中对横向接缝处理做法为:在作业接近完成时,将摊铺机的熨平板提起,驶离混合料末端,人工将料摊开,铺筑厚度要略超过摊铺机摊铺厚度,仅靠混合料防止长方木,方木高度要与混合料的压实厚度相同,在方木下方设置一道沟槽,使方木固定,在方木另一侧使用砂砾与碎石回填3~5cm 长,高度要略高于方木高度,整平方木两端填料后再进行碾压,成形后进行洒水养护,在进行下次摊铺施工前将砂砾与碎石清除。从外观来看,其接缝处理后表面平整、严实,无坑洼。

2.5 养护

公路路面水泥稳定碎石基层摊铺完成后,还要及时进行覆盖养护并洒水,如果养护期间洒水量不足,或出现忽干忽湿的现象,对水稳基层的质量产生严重地影响。所以,在进行基层养护时,通常可采用土工布进行覆盖养护,尤其要注意保证整个养护期间路面基层表面维持湿润状态,采用洒水保湿养护时,其时间要不低于7 天,养护期间要封闭交通,除洒水车之外,禁止其他车辆通行。

本案例项目中,水泥稳定碎石基层的养护主要使用土工布覆盖保湿养护,在覆盖后进行洒水,土工布可吸水且保水时间较长,气温较高的夏季只需洒3~5 次水即可,可取得良好的养护效果。养护应不低于7 天。

3 结束语

综上所述,水泥稳定碎石作为公路路面基层的施工材料可以通过合理的配合比组成具有良好的板体性及水稳定性混合料,从而提高公路路面质量和稳定性以及强度。而要充分发挥出水泥稳定碎石作为路面基层施工混合料的优势和特性,必须要仔细掌握公路路面水泥稳定碎石基层相关标准要求,并严格进行质量控制。根据相关规则和施工流程以及施工标准进行规范化施工,精确控制每一施工环节的质量,狠抓其施工要点,以确保公路路面的质量和施工进度。

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