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中分带预留车道路基水泥土施工技术探究与应用

2021-03-22田昱

工程建设与设计 2021年3期
关键词:平地机试验段压路机

田昱

(中国公路工程咨询集团有限公司,北京 100195)

1 工程概况

海口绕城高速公路项目起点位于澄迈县白莲镇白莲互通,终点位于海口市美兰区接机场互通,全长32.69km。建设内容包括将预留的10.5m宽中央分隔带改建增加两车道,并对原4车道旧路面进行改造,完善全线交通安全设施,增设道路照明系统、监控系统及沿线服务设施等。

2 试验段的确定

本项目路基上路床主要采用掺拌水泥土施工,在项目大面积施工前首先开展2处试验段的施工。其主要目的有以下几点。

1)掌握在目前施工条件下,满足施工需要的人员机械配置及工艺流程,优化施工工艺,为后续大面积施工提供最佳施工方案;

2)确定压实机械的选择和最佳组合及相应的压实遍数,土的压实层厚度,达到要求压实度所需的碾压遍数等参数;

3)根据试验段施工情况,确定日施工进度,为总体施工计划提供基础。

本项目选择2个段落作为试验段,第一段试验段桩号为K611+580.265~K611+780,此段长199.7m,路基平均宽度10.5m,最大干密度为1.975g/cm3,最佳含水量为11.0%,水泥掺量为3%。第二段试验段桩号为K611+320~K611+570,此段长250m,路基平均宽度10.5m,最大干密度为1.970g/cm3,最佳含水量为10.6%,考虑到该路段含水量大,水泥掺量为5%。

3 施工工艺简介

施工流程为:施工准备—测量放样—整平—布水泥—拌和—整形—碾压。

3.1 施工准备

1)技术准备。根据设计规范及施工规范要求,结合相关的机械操作要求,做好对施工作业队的技术交底工作,确保施工的规范性、安全性和工程质量。试验段施工时,认真记录压实机具规格、碾压遍数、碾压速度、最佳含水量、组合最佳设备及劳力方式,保证工序顺利衔接,为后期大面积施工提供参数。

2) 测量准备。高程点按四等水准测量要求进行闭合后加密至试验段附近200m处。

3) 试验准备。根据规范要求,检测原材料、设计配合比、确定水泥土最大干密度、最佳含水量等技术参数。

4) 场地准备。保持便道畅通,做到晴天不扬尘、雨天不泥泞。

3.2 测量放样

施工现场配备GPS 1台,水准仪1台。施工放样过程如下:

1)使用GPS恢复中线桩,放出边桩;

2)在路基上恢复中桩,按20m间距放出的路基中线及边线,并在边缘外0.3~0.5m的位置设指示桩;

3)进行水平测量,在两侧指示桩上用明显标记标出水泥土边缘的设计高程。

3.3 平整及含水量检测

初步平整首先用平地机粗平,然后由测量人员按照设计高程打出边桩并挂线,最后采用平地机进行精平。平整完毕后,检测填料的含水量,含水量控制在大于最佳含水量2%以内。当含水量不足时,用洒水车补充洒水,使含水量接近,以便于路基的压实。如含水量过大应进行翻晒,翻晒过程中每隔1h进行1次含水量的检测。本次试验段施工含水量检测结果为第一段含水量11.8%,水泥掺拌量为3%,第二段含水量15.5%,水泥掺拌量为5%。

3.4 水泥布料

在检查完含水量使其达到最佳含水量+2%以内后,在路基上重新用白灰打出方格。根据设计水泥剂量计算水泥用量,并计算出2袋(50kg/袋)撒铺的面积,并用白灰线打方格,然后在方格内采用人工布撒水泥,人工摊平,做到布灰均匀,确保无空缺。计算公式如下:

1)3%掺量水泥土每1m2水泥用量:

式中,t为压实厚度;p为水泥土的最大干密度;k为规范规定的压实度;G为水泥质量。

由此可知,每100kg水泥撒铺的面积为:S=100/11=9.1m2。为便于施工,可按9m2进行控制,方格大小定为3.5m×2.5m。

2)5%掺量水泥土每1m2水泥用量G=tpk×5/103=0.20×1.970×0.96×5/103=0.018t。

由此可知,每100kg水泥撒铺的面积:S=100/18=5.6m2。为便于施工,方格大小定为3.5m×1.6m。

3.5 拌和

水泥撒布完成后,采用路拌机进行拌和。先拌和1遍将水泥全部拌入土中,拌合深度达到下层2cm处,并设专人跟机检查、监督、控制。混合料拌和均匀后色泽需一致,没有灰条、灰团和花面,无明显粗细集料离析现象,水分合适和均匀。路拌机行走速度约3m/min,幅宽2.2m,拌和时,横向重叠30cm,注意行驶时要尽量避免路拌机轮子陷入旁边的拌槽,以防由此引起路拌机后桥歪斜,影响拌和效果[1]。

3.6 整形

拌和均匀后,用平地机刮平,平整采用灰点跟踪法,先快速恢复出标高点,用平地机仔细刮平至要求值或比要求值略高。直线上平地机由两侧向中心刮,曲线上由内侧向外侧平刮,精平时严禁薄层贴补,若有低洼处,人工将此处水泥改善土松动5cm以上,补料找平。

3.7 碾压

在碾压设备的支持下,及时开展相应的施工作业,并通过对压路机作业下弱振、强振次数的充分考虑,保持施工路段良好的碾压状况。压路机最后静压1遍收面,碾压由外向内,由低向高,重叠1/2轮宽,达到无漏压、无死角。碾压与人工补填坑槽土方同步进行,碾压前后无明显轮迹。试验人员在碾压第二遍后,每碾压1遍检测1次压实度,并将检测结果及时通知路基负责人并做好记录。压路机振动的开启及压路机调头必须在行进中进行,以免将水泥土表面挤搓起皮,同时,碾压必须在含水量合适的情况下进行,以免压实度达不到要求或是表层起皮[2]。

3.8 接头处理

通过对衔接处及现场情况的综合考虑,强化不同施工路段之间的科学处理意识,实施好切实有效的处理计划,并采用搭接拌和、碾压的方式,增强接头处理效果。

4 数据总结

从拌和开始到碾压完成共历时5h,外观检查后发现路基平整密实,无坑洼现象,无碾压轮迹。实践中通过对行业技术规范的考虑,及时开展作业现场的数据分析及记录工作,全面了解施工路段的碾压情况,并通过对压路机弱振及强振压实次数的考虑,实施好相应的作业计划,提高路面压实度。同时,需要注重压路机的匀速前进,加强碾压作业完成后的压实度检测,从而提高路面应用质量。

碾压时含水量宜控制在大于最佳含水量的2%以内,压实效果良好。该段试验段检测数据如表1所示。施工单位通过对现场情况、环境因素及设备、人员配置方面的综合考虑,高效地完成了施工计划,且达到了行业技术规范及施工要求。

1)3%水泥土试验段最大干密度1.975g/cm3,最佳含水量为11%,最佳碾压方式为:静压1遍,弱振1遍,强振3遍、静压1遍。压实度为97.7%,弯沉值平均值82.1,代表值171.1,均满足设计要求,水泥剂量3%。

2)5%水泥土试验段最大干密度1.970g/cm3,最佳含水量为10.6%,最佳碾压方式为:静压1遍,弱振1遍,强振3遍、静压1遍。压实度为97.6%,弯沉值平均值84.2,代表值

表1 碾压遍数与压实度的增长关系表

5 施工注意事项

施工注意事项包括:

1)碾压前含水量略大于最佳值,使水泥土拌和后碾压时的含水量不小于最佳值。

2)水泥要用塑料布进行覆盖,防止雨淋。

3)人工布水泥要均匀。

4)严禁压路机在已完的或正在碾压的路段上“调头”和急刹车,保证水泥土表面不受破坏。

5)碾压过程中由于日晒风吹、表层失水较快,可用喷雾器适度补水,以减少表层松散,促使表面潮湿,可以消除起皮现象。拌和好的改良土含水量比最佳含水量适当大一些,具体数据根据当时天气情况,在施工过程中总结确定。

6)水泥土自掺入水泥至碾压成型时间必须控制在4h之内,故作业面一般控制在约100m为宜,时间过长水泥硬化失效,早期形成的强度被破坏,无形中降低了水泥的使用效果[3]。

6 结语

通过试验段数据分析,可得到如下结论:141.2,满足设计要求,水泥剂量5%。

3)水泥土的水泥掺量根据现场含水量而定,当素土含水量小于15%,采用掺3%的水泥拌和,当含水量大于或等于15%,采用掺5%的水泥拌和。

本文结合G98海南环岛高速公路白莲至龙桥段及S82联络线改扩建工程项目实际,通过对该项目水泥土试验段的施工及数据分析得到了一些结论,希望对国内以后类似工程有所帮助和借鉴。

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