摘要:水泥稳定碎石作为半刚性材料,以其整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好等特点在高等级公路路面基层施工中被广泛应用。本文结合工程实际,对高速公路水泥稳定碎石基层施工的质量控制谈一些体会。
关键词:高速公路 水泥稳定碎石 基层 施工 质量控制
水泥稳定碎石作为半刚性材料,以其整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好等特点在高等级公路路面基层施工中被广泛应用。虽然其优点很多,使用范围也比较广泛,但是若对其特点了解不足,施工质量控制不好,就不能充分发扬其长处,甚至会留下工程隐患,造成严重的后果。本文结合工程实际,对高速公路水泥稳定碎石基层施工的质量控制谈一些体会。
一、工程概况
某高速公路双向四车道,宽28m,全互通、全立交、全封闭,路面结构上面层为4cm沥青混凝土ak-16a,中面层为5cmac-20中粒式沥青混凝土,下面层为6cmac-25粗粒式沥青混凝土;1cm厚沥青中砂下封层,18cm水泥稳定碎石上基层,18cm水泥稳定碎石下基层,20cm水泥稳定粒料底基层,15cm级配碎石垫层。
本工程水泥稳定碎石基层采用中心站集中拌合法施工。施工顺序为:准备下承层、施工放样、厂拌混合料、混合料运输、摊铺、碾压、养生。
二、施工质量控制要点
1、原材料的质量控制
(1)水泥。普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都可以用于拌制水泥稳定碎石混合料。宜采用强度等级不低于42.5级的早强、缓凝水泥,3d胶砂强度应不小于18mpa。其它受外界影响而变质的水泥不得采用。水泥各龄期强度、安定性等应符合规定;水泥初凝时间应不小于3小时、终凝时间不小于6个小时。
(2)碎石。最大粒径不超过31.5mm(方孔筛)。一律采用规格料配制。集料符合规范要求,软弱颗粒和针片状含量不超标,不含山皮土等杂质,各种材料堆放整齐,界限清楚。
2、混合料的组成设计
(1)在满足设计强度的同时尽量限制水泥的用量,以减少基层的干、湿缩的等非荷载裂缝。本工程的水泥稳定碎石基层设计时就充分考虑了这一点。具体做法为:通过实验确定水泥采用5%(施工中,集中拌和增加0.5%,现场拌和增加1%)。
(2)对几种规格的碎石进行筛分试验,通过试算、试配确定满足级配要求的配比,同时按上述原则严格控制0.6mm档以下筛孔的通过率。
(3)用以上比例水泥和碎石做击实试验确定最佳含水量和最大干密度。在规定条件下(保湿养生6h、浸水24h)作无侧限抗压强度试验满足3-5mpa要求。
3、准备下承层
施工前要对下承层的中线、标高、压实度、弯沉、厚度等作必要的复测,埋设横向排水管,并做好记录。
4、施工放样
在进行水泥稳定碎石基层施工前,必须对底基层进行质量验收,各项技术指标符合设计要求后。用全站仪恢复中线,直线段每10m设一桩,平曲线段每隔5m设一桩,同时将两侧边桩放出,在两侧路肩边缘外0.3m-0.5m设边桩。对两侧边桩进行水准测量,按设计标高标出水泥碎石稳定层顶面的施工标高(考虑压实系数)。在施工过程中,标桩如有丢失或移动,及时补桩抄平。
5、拌和
在正式拌制水泥稳定碎石混合料之前,必须先调试所用的厂拌设备,使用混合料的颗粒组成和含水量都达到规定的要求。集料的颗粒组成发生变化时,应重新调试设备。应根据天气情况和运输的远近,适当将含水量增加0.5-1%,严格控制水泥的掺入剂量,剂量太小,不能确保水泥稳定基层的施工质量;剂量太大,既不经济,还会合基层的裂缝增多,增宽,从而引起反射裂缝,影响路面的使用质量及使用寿命。
6、混合料的运输
拌好的混合料采用自卸车运至施工路段,根据拌和站的生产能力及摊铺能力配合好自卸车的数量,装车时,保证车斗内装载高度均匀,以防离析;运输时对车上的混合料用塑料布加以覆盖,以防运输过程中水分蒸发;运输混合料的自卸车,在已完成的铺筑层表面上通过时,速度要缓,禁止急刹车,以减少不均匀碾压或破坏表层强度;拌合好的混合料要尽快运到现场摊铺。
7、摊铺混合料
本工程基层施工采用1台全幅作业宽度4.5m的摊铺机进行摊铺施工,根据本标段的结构层厚度,我部决定采用一次摊铺碾压成型的施工工艺,保证基层的压实厚度,严禁用贴补的方法进行施工。选用拌和机的最小生产能力为每
小时200立方米,而选用的摊铺机最小摊捕能力是每小时220立方米。正好满足施工生产的要求,不会发生摊铺机停机待料的情况。始终保持摊铺机前有1到2台运输车辆等候,保证基层施工的衔接性。摊铺机摊铺时速度匀速行驶,不宜间断,以避免底基层出“波浪”和减少施工缝,试验人员要随时检测成品料的配比和计量,并及时反馈拌和站。摊铺机配合人员要随时检查松铺厚度,如与实际不符及时调整。在摊铺机后面应设专人将杂物挑拣出去,同时避免粗集过分集中的情况发生。施工全过程采用小段成型,机群作业的施工方法。
为了保证面层表面的平整,将采取下列措施:(1)保持熨平板前的混合料的高度不变。保持螺旋分料器有90%的时间的在工作状态。(2)减少停机/开动的次数,避免运料卡车碰撞摊铺机。(3)做好横向接缝,立即用直尺检验。(4)经常检验控高钢丝和调整传感器。(5)经常用直尺检验表面平整度。(6)保持摊铺机在良好工作状态。
8、混合料的碾压
(1)每台摊铺机后面,应紧跟三轮或双钢轮压路机,振动压路机和轮胎压路机进行碾压,一次碾压长度一般为50m-80m。碾压段落必须层次分明,设置明显的分界标志,有监理旁站。
(2)碾压应遵循生产试验路段确定的程序与工艺。注意稳压要充分,振压不起浪、不推移。压实时,可以先稳压(遍数适中,压实度达到90%)→开始轻振动碾压→再重振动碾压→最后胶轮稳压,压至无轮迹为止。碾压过程中,可用核子仪初查压实度,不合格时,重复再压(注意检测压实时间)。碾压完成后用灌砂法检测压实度。 (3)压路机碾压时应重叠1/2轮宽。
(4)压路机倒车换挡要轻且平顺,不要拉动基层,在第一遍初步稳压时,倒车后尽量原路返回,换挡位置应在已压好的段落上,在未碾压的一头换挡倒车位置错开,要成齿状,出现个别拥包时,应专配工人进行铲平处理。
(5)压路机碾压时的建议行驶速度,第1-2遍为1.5-1.7km/h,以后各遍9应为1.8-2.2km/h。
(6)压路机停车要错开,相隔间距不小于3m,应停在已碾压好的路段上。(7)严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车。
(8)碾压宜在水泥终凝前及试验确定的延迟时间内完成,并达到要求的压实度,同时没有明显的轮迹。
(9)为保证水泥碎石基层边缘强度,应有一定的超宽;对用方木或型钢模板支撑时,也应有一定的超宽。
9、横缝设置
(1)水泥稳定类混合料摊铺时,必须连续作业不中断,如因故中断时间超过2h,则应设横缝;每天收工之后,第二天开工的接头断面也要设置横缝;要特别注意桥头搭板前水泥碎石的碾压。
(2)横缝应与路面车道中心线垂直设置,其设置方法:①压路机碾压完毕,沿端头斜面开到下承层上停机过夜。②第二天将压路机沿斜面开到前一天施工的基层上,用三米直尺纵向放在接缝处,定出基层面离开三米直尺的点作为接缝位置,沿横向断面挖除坡下部分混合料,清理干净后,摊铺机从接缝处起步摊铺。
③压路机沿接缝横向碾压,由前一天压实层上逐渐推向新铺层,碾压完毕再纵向正常碾压。④碾压完毕,接缝处纵向平整度应符合附表规定。
10、养生
水泥稳定碎石基层在养生期间应保持一定的温度,同时在水泥稳定碎石基层碾压完成后立即用土工布进行覆盖。养生期间不应过湿(每天喷洒水的次数随气候条件而定,一般喷洒四五次),一般养生7天。养生期间水泥稳定碎石基层不应忽干忽湿,确保整个养生期间基层表面始终保持潮湿状态。养生期间应封闭交通并及时进行下封,在养生期和下封前,一定要加强水泥稳定层的保护,设专人防护,严格禁止大吨位载重车辆通行。养生用洒水车的行速度不宜大于15km/h。
三、结束语
总之,高速公路基层施工质量的控制虽然受到人员、机械、材料、水文、气候、施工工艺等多种因素的综合影响,但只要严格按要求施工,完全能够保证工程质量。
参考文献:
1、胡同银、张志强,高速公路水稳碎石基层配合比设计及施工质量控制探讨,《中国新技术新产品》2011年14期