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關鍵詞: 水穩基層;雙層連鋪;施工工藝
中圖分類號:U416.1 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)16-0115-02
0 引言
近年來,隨著我國高等級公路路面建設的迅速發展, 在高等級公路路面基層施工中通過采用水泥穩定粒料半剛性基層的方式進行處理。水泥穩定粒料的優勢,主要體現在:早期強度高,水穩定性好。傳統的施工方式在攤鋪剛剛完成時,水泥沒有水化反應,強度比較低,需要養生,導致交通阻塞,因養生延長施工時間。當前道路工程技術人員特別關注提高水泥穩定粒料施工進度的問題。本文結合施工經驗,遵循國家、行業的相關標準和規范,經過準備和不斷試驗,采用較為實用的水泥穩定粒料基層連鋪的施工方法對即平高速公路基層進行施工。
山東省公路網主框架為“五縱、四橫、一環”,即平高速公路工程全長94.276km,路基寬28m,雙向四車道,設計時速120km/h,把青島市與同三高速、濰萊高速、威烏高速進行連接,北至京、津及華北大部分地區,西達山西、內蒙等地,是對山東省公路網的補充和完善。
即平高速公路路面底基層為18cm的水泥穩定砂礫;上、下基層為18cm水泥穩定碎石,基層設計強度為3.2Mpa。通過水泥穩定粒料基層連鋪的方式進行施工,在施工過程中,采用兩層同時攤鋪、同時施工,即上基層的攤鋪碾壓工作在下基層水泥穩定碎石初凝前完成。節省7天對下基層的養生時間,在一定程度上提高了施工效率,這是水泥穩定碎石的優勢所在。通過進一步研究水泥穩定碎石的雙層連鋪技術發現:采用雙層連鋪處理的水穩基層其整體力學性能十分良好,避免了因上、下基層連接處理不到位出現基層破壞現象,半剛性基層的路用性能得到有效提高。因此,研究水泥穩定碎石雙層連鋪工藝現實意義重大。
1 原材料
與傳統的水泥穩定碎石基層相比,雙層連鋪在水泥的初終時間方面存在差異。在雙層連鋪施工時,由于雙層連鋪時存在時間跨度,要在下層水泥初凝前完成上層施工。所以,該工藝受水泥初凝時間的長短影響較大。經論證水泥初凝時間達到6h以上,因此,施工時要詳細考慮到運距、攤鋪、碾壓等實際情況。
即平高速公路施工時,為了滿足初凝時間達到6h以上,通過采用添加緩凝劑的方式處理水泥,使水泥的初凝時間由189分鐘提高到312分鐘,符合了水泥的初凝時間的要求。
2 試驗段試驗
2.1 試驗段的目的
2.1.1 確定合適的工作段落。施工段落長度的合理性,要根據水泥初凝時間和施工效率進行確定。如果攤鋪段落過短時由于過于頻繁移動攤鋪機相應生產效率較低,當攤鋪段落過長,上基層很難保證在下基層水泥初凝時間內完成碾壓等工作。本工程通過不同段落的試驗段試驗,最終確定了雙層連鋪的合理段落長度為100m~150m。
2.1.2 檢驗各項指標能否達到規范與設計要求。上基層攤鋪完畢后,對下基層進行擾動和破壞,驗證各項指標是否滿足規范與設計的要求;為了縮短下基層的養生過程,下基層完成攤鋪后立刻對上基層施工,這樣對下基層的強度是否產生影響;7d驗收時鉆出的芯樣是否符合要求。
2.1.3 確定各項施工參數。通過試驗段施工,確定含水量、壓實遍數等施工參數。
2.2 試驗段的實施 取100米的施工段落,以正常施工速度進行施工,2小時完成下基層的施工,緊接進行上基層的施工。施工過程中隨機檢測混合料到場的含水量,及時與拌合場溝通,控制好混合料的含水量。保證混合料的供應及時,嚴格控制碾壓遍數,及時檢測壓實度,以保證碾壓密實。
3 相關試驗檢測
水泥穩定碎石的雙層連鋪試驗檢測主要有攤鋪過程中的壓實度、含水量和在雙層碾壓完成后強度試驗等。
3.1 碾壓過程中試驗檢測 水泥穩定碎石雙層連鋪過程中與常規攤鋪方法唯一不同的就是壓實度的過程檢測,本工程壓實度檢測控制標準為98%。
雙層連鋪的前提條件為下層壓實度必須滿足相關技術文件的要求。為此施工單位在進行雙層水穩基層連鋪作業時,應加強對攤鋪現場壓實效果的檢驗,特別是現在本標段工作面較多的情況下,適當增加了現場試驗技術人員,保證每一個作業面至少2名試驗檢測人員,在下層攤鋪完成后及時對碾壓效果進行檢驗。
3.2 雙層養生結束后試驗檢測 當雙層連鋪養生結束后,應按照要求對雙層水泥穩定碎石基層進行取芯,取芯結果應保證雙層連鋪的水穩基層完整、密實,能取出雙層水穩芯樣,該工作主要是驗證水穩碎石雙層連鋪成功與否。對不能取出完整芯樣的段落,首先對其進行分析、總結,然后確定出不能取出芯樣的段落重新進行鋪筑工作。
3.3 試驗段取樣結果及數據分析 7d后分別對四處不同位置進行取芯,調查數據如表1所示。
4 雙層連鋪水穩基層
芯樣強度采用7d無側限抗壓強度,對表1中數據進行分析可知:雙層連鋪的下基層芯樣強度全部合格,均大于設計強度;個別芯樣有缺邊現象但不松散,符合設計工藝結果。
本工程各合同段經過加長鉆頭取芯均能取出完整芯樣,常規施工方法相比雙層連鋪水穩基層間連接較好、兩層為一整體,分體現了雙層連鋪的優越性。同時大大縮短了施工工期。
經過本工程的實踐總結,可以看出水泥穩定碎石的雙層連鋪技術具有如下幾點優點:①雙層連鋪基層具有雙層基層連接效果佳,整體力學性能較好,能夠有效提高路面結構層整體承載力。②減少了下基層的養生工作,從而減少施工養護相關費用。③工序銜接緊湊,工作效率更高,明顯加快工程進度,大大縮短了工期。④及時噴灑透層油,使透層油充分滲透、封水,既減少了污染,又提高了保水養生能力,還提高了整體基層強度。
通過對水泥穩定碎石基層的雙層連鋪工藝在即平高速公路的應用可知,該工藝與傳統工藝相比具有明顯的優越性。因此廣泛推廣水泥穩定碎石的雙層連鋪工藝具有較為重要的現實意義。
參考文獻:
[1]JTJ034-2000.公路路面基層施工技術規范[S].
Abstract: This paper focuses on the strength mechanism of the cement stable macadam roadbase, the material properties of the mixture material and the material requirements, sums up the relevant experience of construction management, quality inspection of cement stable macadam roadbase by the practice of engineering. Through the exchange can improve the quality control experience of the cement stable macadam roadbase construction.
關鍵詞:水泥砂礫;基層施工;質量控制
Key words: cement gravel;cement base construction;quality control
中圖分類號:TU71 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)29-0085-02
1概論
1.1 基層在路面結構中的作用縣道通榆至向海2K-27K,共25公里。該路段基層施工采用水泥穩定級配碎石,厚20cm。經多年使用后證明,該結構具有整體性強、承載力高、剛度大、水穩性能好等特點。故該路瀝青混凝土面層無明顯變化,使用正常無病害發生。因此,基層是公路路面主體,是路面抵抗車輛荷載作用的主要承重層、基層施工質量好壞對路面的使用壽命及服務水平將起決定作用。這是科學研究成果及長期公路工程實踐的總結。
為滿足公路重交通的使用要求,路面基層必需具備抗壓強度高,整體穩定性好,抗疲勞能力強。實踐證明用水泥穩定級配碎石、二灰碎石鋪筑的路面基層、底基層都具備抗壓強度高,整體穩定性好,抗疲勞、壽命長的特點。水泥穩定級配礫石、二灰碎石已成為我國高等級公路路面工程中理想的基層、底基層材料。
1.2 水泥穩定級配礫石基層的強度機理水泥穩定級配碎石的強度及整體穩定性由兩部分力組成:①級配碎石的良好嵌擠形成的嵌鎖力,它是基層,底基層的骨架;②水泥固結后形成的粘結力,起保證基層結構整體穩定性的作用。
如果碎石的級配不好,基層的嵌鎖強度低,承受荷載作用的能力就差;如果水泥用量不夠,基層結構的整體性降低,必然會導至基層、的初始強度低,抗疲勞破壞的能力下降。會大大縮短瀝青路面的使用壽命,嚴重的第二年就會出現瀝青路面開裂,變形破壞,極大地降低公路服務水平。因此公路的水泥穩定級配碎石基層施工非常重視碎(礫)石的級配和水泥的實際劑量,必須達到規范及設計文件的要求。
1.3 水泥穩定碎石基層對材料的要求
1.3.1 碎石料徑①底基層,顆粒最大粒徑30Mpa,壓碎值≯30%,針片狀顆粒含量≯20%(如用礫石軋制,破口率>50%)。②基層,顆粒最大粒徑
1.3.2 水泥作為級配碎石的穩定劑,水泥質量至關重要,采用32.5號水泥,在水泥進場過程中每批次或每500噸檢測一個樣品,進行水泥標號、初凝時間、終凝時間、安定性和細度模數指標的檢驗。
普通硅酸水泥,礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥均可,但應選用初凝時間>3h,終凝時間>6h的水泥,不應使用快硬早強水泥以及受潮變質的水泥。水泥標號宜采用32.5或42.5。
本標段所采用的水泥是普通硅酸鹽水泥,強度等級為42.5。做了如下試驗:標準稠度用水泥量(調整水量法)、凝結時間,安定性試驗(雷氏法)以及水泥膠砂強度試驗。
1.3.3 水用可飲用水。
1.4 水泥穩定級配碎石混合料的材料特性
1.4.1 時限性從水泥投料加水拌和到終止碾壓成型有明確的時間限制,它必須小于水泥終凝時間。這就要求我們在作施工組織設計時要認真考慮施工作業段的劃分,必須與水泥的終凝時間相匹配。如果選用的水泥終凝時間短,施工作業段又劃得較長,就必須在混合料中添加水泥緩凝劑,并應通過實驗明確緩凝的時間報監理工程師批準。否則,水泥穩定級配碎石終止碾壓成型的時間超過水泥終凝時間,監理工程師有權中止施工,并指令返工。
1.4.2 對水的敏感性從水泥穩定級配碎石的擊實曲線可知,95%密度的含水量的變化幅度很小,即圖1中的A、B點僅為6%。含水量偏少則混合料松散難以壓實;含水量偏大壓路機重復碾壓容易出現局部或大面積濕軟彈簧。因此在水泥穩定級配碎石的拌和施工中應重視對含水量的控制,一定要根據當天的氣候條件對用水量作適當調整。
1.4.3 離析性水泥穩定級配碎石混合料在運輸、攤鋪的過程中容易出現粗細料分離的現象。粗料集中的地方級與差、孔隙率大,碎石嵌鎖不好,缺乏水泥的水化固結;細料集中的地方水泥富裕,固結強度高,這就造成基層結構強度的嚴重不均勻性。因此,在施工中我們必須重視運輸及攤鋪過程中出現的粗細料離析現象,對粗集料“窩”,粗集料“帶”要組織專人進行及時處理。
1.4.4 缺乏再生性水泥穩定級配碎石的強度發展完全取決于水泥的固結速度。有別于二灰碎石,水泥一旦固結,遭到破壞的強度就不可再生。早期出現的毛發狀裂縫就不能象二灰碎石那樣能自行修復。也就是說,水泥穩定級配碎石基層成型安裝期必須封閉交通養生,一般不低于7d。
1.4.5 脆裂性水泥穩定級配碎石屬低標號半剛性材料,抗彎強度低且層間結合力差,當厚度
2水泥穩定級配碎石基層的施工
2.1 路床準備
2.1.1 路面基層施工必須在路基施工通過質量驗收且達到規范要求后方可實工。
2.1.2 清除路床上松散的土、石、灑水后用輕型壓路機進行整形碾壓,確保路床表面密實平整。
2.1.3 放樣,用生石灰粉放出基層的施工寬度范圍及當日計劃施工的作業段長度,并劃出自卸汽車運輸水泥穩定級配碎石混合料的倒料堆放位置。
2.2 原材料試驗
2.2.1 集料①顆粒分析:篩分曲線應滿足2#級配要求。②液限和塑性指數:基層要求液限28%,塑性指數
2.2.2 水泥,應檢驗水泥的標號和終凝時間進場材料必須滿足質量要求,且應分成不同粒徑,分級堆放。拌合時分倉進料。使其符合規范3#(基層)級配要求。
2.3 水泥穩定級配碎石混合料的組成
2.3.1 目標配合比設計利用進行篩分之后的骨料配合進行配合比設計。通過重型擊實試驗,無側限抗壓強度以及EDTA滴定繪制曲線來確定配合比。
重型擊實試驗,水泥穩定碎石水泥用量分別是4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%,按五種比例進行不同含灰量的擊實試驗,每組的含灰量分別為4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%、6.5%。含水量一般按經驗取值,但其中至少有兩大于和小于最佳含水量。見表3。
無側限抗壓強度試驗,按最佳含水量和計算的干密度制備試件。進行強度試驗時行為行試驗數量及強度偏差符合試驗規程的規定。如果試驗結果的偏差系數大于規定值。應重新試驗,并找出原因。如果不能降低偏差系數,則應增加試驗數量。試件在規定溫度下保溫養生6天,浸水1天后進行無側限抗壓強度試驗。
2.3.2 配合比的確定在滿足設計強度的配合比范圍內選擇最佳試驗室配合比。考慮到經濟效益,一般選擇即滿足設計要求,且灰劑量較小的配合比組合。經過試驗分析,選用最佳灰劑量為6.0%的配合比。水泥穩定碎石中水泥量的測定:采用EDTA滴定法,以EDTA消耗量為縱坐標,水泥劑量為橫坐標,繪制標準曲線(圖2)。
試驗結果該路段標準試驗的統計表明:灰劑量6.0%是該路段理想的水泥設計用量。
2.4 水泥穩定碎石施工方法及施工工藝
2.4.1 水泥穩定碎石基層施工采用集中廠拌混合料。根據有關要求和本項目的實際情況,選用山東濰坊WB500穩定礫料拌合機,其生產能力為500t/h。
2.4.2 水泥穩定碎石拌合機安裝完畢經調試正常后即對電子計量系統、水泥輸送泵及水泵進行檢測標定。以保證水泥和集料的準確稱量。
2.4.3 在拌合混合料之前要測集料的實際含水量,并根據實際含水量將試驗室配合比換算成施工配合比。拌料時的含水量要大于最佳含水量1%-2%。
2.4.4 為避免料倉中的集料串料,料倉上口間要用隔板隔開,裝載機的裝料斗寬應小于料倉上口寬度。
2.4.5 拌合料出場前,安排試驗人員水泥劑量,嚴禁不合格混合料出場。
2.4.6 下承層清掃:在攤鋪機后面設專人清除粗細料離析現象。此過程應一直延續到混合料碾壓結束方可停止。具體方法是設3-5人的小組,攜帶裝有新拌混合料的小車,跟在攤鋪機后面,及時消除粗細集料窩和粗集料帶。辦法:鏟除粗集料補以新拌的混合料,或用水泥細集料,并與粗集料拌合均勻。
2.4.7 碾壓:初壓為塑性階段。此階段混合料雖有密實度,但混合料顆粒間仍有較大空隙。如選用振動壓實很容易引起混合料的推移。應采用靜壓實使混合料穩定,為復壓創造條件。
復壓為彈塑性階段。混合料經初壓后顆粒間不存在較大空隙,而處于暫時平衡狀。此時顆粒間互相嵌擠,達到一定密實度。為使顆粒間進一步嵌擠,需克服顆粒間的內摩擦力,就需要較大壓實功。因此宜采用振動壓路機。
終壓為彈性階段。這階段混合料顆粒間已得到最大程度的擠壓,若繼續振動碾壓,壓實層基本不能吸收壓實功,容易造成顆粒壓碎。但在初壓和復壓過程中表層會出現裂縫、局部留有輪跡。故采用膠輪壓路機,能有效消除表層裂縫和局部輪跡。膠輪壓路機輪胎具有彈性,使各輪胎負荷相同,能使被壓段密實度均勻。
2.4.8 松鋪系數的確定松鋪系數S=碾壓前松鋪厚度/碾壓后實測厚度,試驗檢測數據見表4。
由表4看出:松鋪厚度為24.04cm,壓實后為19.86cm,與設計相差0.14cm,松鋪系數S=1.21。
2.5 機械設備配置
2.5.1 后場設備公路基層混合料施工。必須采用集中場拌法進行水泥穩定級配碎石混合料的拌制。因此,后場必須配置能準確計量的穩定土拌和機和用于上料的輪式裝載機,臺數根據承擔的工程量大小及設備生產能力按需配置。
2.5.2 運輸車輛用大型翻斗車,臺數應根據運距、拌和機生產能力,平地機或攤鋪機的生產能力綜合考慮,以后場不積料,前場不待料為原則。
2.5.3 前場設備①平地機或攤鋪機,臺數與后場能力匹配。②壓路機一個作業段必須配置自重12t以上的振動壓路機各1臺。
甄磊
日照市公路事業發展中心 山東省日照市 276826
摘要
公路大中修工程是現代公路維修以及公路施工的重要工作環節,對于公路的安全使用有重要的意義。在實際的工程施工過程中,要求使用水泥穩定碎石基層施工技術,可以提升公路的使用質量。在水泥穩定碎石基層施工技術應用過程中,主要完成集料選擇、混合料拌和、攤鋪壓實工藝控制等多方面技術內容,把握各項技術環節的工藝要點,能夠最大程度上提升工藝應用效果。本文主要的研究對象是水泥穩定碎石基層施工技術,并以S313日滕線東港區煙墩嶺至莒縣下袁官莊段及莒縣城區至沂南界段大中修工程施工為例,總結了技術的應用要點。
關鍵字;公路大中修;水泥穩定碎石;基層施工技術
1.工程案例的簡要分析
1.1項目概況:S313 日滕線日照段起點位于日照萬平口風景區,路線自動向西,終點是莒縣至沂南界。該線是連接日照市的東西交通大動脈,近年來路段交通量不斷增加,重載車、超載車占比較大,路面破損嚴重,存在塊裂、龜裂、縱橫縫、車轍、波浪擁包、唧漿、坑槽等病害。路面損壞狀況指數PCI及路面結構強度指數PSSI 主要評價為中、次、差,服務水平較低。
1.2項目實施方案:原路面結構:(2.5+3+5)cm 瀝青混凝土+3×16cm 水泥穩定碎石、(4+2.5+3+4)cm 瀝青混凝土+2×16cm 水泥穩定碎石+16cm 水泥穩定風化砂或(4+6)cm 瀝青混凝土+3×17cm水泥穩定碎石。
1.3.1挖除重鋪段:挖除老路面層、上下基層,挖補底基層病害后,加鋪4cm 瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA-13)+8cm 廠拌熱再生SBS 改性瀝青混凝土(AC-25)+18cm 水泥穩定碎石+18cm 廠拌冷再生水泥穩定碎石。
1.3.2銑刨加鋪段:銑刨原路面層,加鋪4cm 瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA-13)+8cm 廠拌熱再生SBS 改性瀝青混凝土(AC-25)+18cm 水泥穩定碎石+18cm 廠拌冷再生水泥穩定碎石+現場冷再生原路16cm 水泥穩定碎石。
1.3.3銑刨重鋪段:銑刨行車道面層、上基層,處理病害后回補8cm 廠拌熱再生SBS 改性瀝青混凝土(AC-25)+19cm 水泥穩定碎石至原路標高后,全幅鋪筑4cm 瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA-13)。
1.3.4中修罩面段:處理病害后,全幅鋪筑4cm 瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA-13)。
2.水泥穩定碎石施工技術要點分析
2.1水泥穩定碎石配合比設計
2.1.1 水泥穩定碎石混合料的配合比設計,根據七天抗壓強度試驗確定?;鶎佑盟喾€定碎石的水泥參考劑量為5.5%,壓實度≥98%,7天無側限抗壓強度不小于4MPa。混合料中碎石集料最大粒徑不應超過31.5mm;二級路段集料壓碎值不大于30%,一級路段集料壓碎值不大于26%。
2.1.21.本項目病害處治(挖補)路段:水泥穩定碎石底基層的水泥用量為4.5%,壓實度≥97%,7天無側限抗壓強度不小于3MPa。混合料中碎石集料最大粒徑不應超過40mm;二級路段集料壓碎值不大于30%,一級路段集料壓碎值不大于26%。2、本項目加鋪路段:對原路16cm 水泥穩定碎石上基層進行全深式(現場)冷再生,再生后結構層作為大中修后路面底基層使用,7d無側限抗壓強度應在2.0~4.0Mpa 范圍內(設計取值3.0Mpa 控制)。
2.2集料選擇
在水泥穩定碎石施工技術應用過程中,需要完成集料的合理選擇應用,碎石采用堅硬、清潔、干燥、無風化、無雜質的碎石,通過集料的綜合應用管控,最大程度上提升施工技術效果,確保施工更加合理。①本次施工中選擇粗集料,由顆粒之間的嵌擠所形成的,因此在進行集料的選擇時就尤其要注意粗集料的棱角,這一點是非常之重要。②細集料的選擇也非常關鍵,本次水泥穩定碎石施工技術應用過程中,選擇應用天然砂,天然砂具有較好的保水性,確保水性快速成型,也能夠提升集料的應用效果。另外,細集料使用過程中,需要完成對去含泥量進行控制,提升石料應用效果。
3.2完成水泥穩定碎石拌和施工
在進行水泥穩定碎基層施工過程中,需要做好對水泥穩定碎石料的綜合拌和施工,提升施工效果。①水泥穩定碎石拌和施工中,完成比例控制。要求比例控制中按照低粘結的施工控制技術進行應用,提升施工效果。②水泥穩定碎石拌和施工應用過程中,還可以完成對水量的控制應用??刂扑槭浚瑢崿F對集料的粘結度控制,確保其溫度和濕度的設計合理,提升水泥穩定碎石的應用效果。要求在實際的施工應用中,可以完成土體的綜合應用管控。提升技術效果。③在實際的水泥穩定碎石施工控制過程中,還應該做好拌和控制。需要施工人員在進行操作時堅持較長時間的攪拌過程,使得出料完全不再發生離析以后才能夠停止攪拌。良好的控制攪拌施工,能夠確保施工技術應用更加合理[1]。
3.3水泥穩定碎石運輸工作要點控制
水泥穩定碎石拌和施工完成還應該做好對其運輸的控制。①在水泥穩定碎石運輸過程中,應該避免發生集料的離析現象。所以,在實際的控制過程中,應該做好水泥穩定碎石的運輸管控。尤其是物料堆放中,可以選擇多處堆放方法進行物料堆放,以確保物料使用中完成合理的管控。②在水泥穩定碎石運輸過程中,保證運輸車輛的道路平整,安全平穩的運輸混合材料。
3.3水泥穩定碎石路基施工技術的具體應用控制
在完成物料配比以及物料運輸之后,還需要針對路基施工進行綜合應用管控,提升技術的應用效果,在水泥穩定碎石路基施工技術應用過程中,還可以針對其路基施工技術效果進行綜合應用分析,確保其施工更加合理。另外,在水泥穩定碎石路基施工技術應用中,主要完成攤鋪和壓實兩部分工藝。
(1)針對攤鋪工藝進行施工技術應用
①施工前還是要做好放樣測量,施工中根據設計圖紙確定路基中線,并規劃好攤鋪機的工作線路。②攤鋪工藝實施過程中,應該注重松浦系數的嚴格管控,提升松浦的應用效果,并且進行技術應用過程中,可以完成對碎石攤鋪技術的綜合優化分析,確保其工藝的應用更加合理。③攤鋪工藝進行分析研究過程中,可以實現對攤鋪技術工藝應用效果控制,同時也能夠最大程度上提升攤鋪應用效果。
(2)壓實工藝應用管控
①本次碾壓施工中選擇應用Lr25輪胎壓路機進行施工。要求復壓遍數為4-6遍,確保壓路施工更加合理,提升技術的應用效果。②碾壓過程中,要求控制拌合料的碾壓溫度,要求其溫度控制在70℃以內,從而提升了壓路效果,最大程度上提升集配碎石基層施工質量[2]。
3.技術質量控制措施分析
在公路工程水泥穩定碎石基層施工技術應用過程中,還應該做好相關的技術監理工作,通過技術監理工作展開,提升技術的應用效果,同時也能夠最大程度上提升施工質量。
①在碎石技術應用過程中,應該做好對集料的采購和控制,嚴格控制集料的質量,能夠確保實際的公路工程施工技術應用更加合理,提升公路施工質量。
②在水泥穩定碎石基層施工技術應用過程中,還應該完成對施工人員進行相應的技術培訓,包括集料拌和工藝培訓、施工安全培訓、攤鋪工藝培訓以及壓實工藝技術培訓等相關內容,提升技術的應用效果,也能夠最大程度上提升攤鋪施工技術效果,確保其施工技術研究更加合理。
③在水泥穩定碎石基層施工技術應用過程中,為了提升施工技術質量。需要做好施工技術的監督工作,工程監督部門可以完成對施工技術的應用監督,其監督工作實施過程中,主要針對技術施工要點、技術施工誤差進行實際的管控,通過水泥穩定碎石基層施工技術的應用,提升施工技術效果,確保工藝技術的應用更加合理[3]。
結束語
本文筆者針對公路大中修水泥穩定碎石施工技術進行總結,其中包括集料配比、集料應用、攤鋪和壓實工藝控制等多方面內容,提升技術的應用效果,確保施工應用更加合理。
參考文獻
[1]門江泰, 柳歡. 公路工程水泥穩定碎石基層施工技術分析[J]. 技術與市場, 2019, v.26;No.310(10):172-173.
店韓公路山亭西集段公路工程是山東省公路規劃的重點工程之一,設計標準為一級公路,共分三個合同段。二合同段沿線有儲量豐富的風化砂,其顆粒均勻、質量好、開采方便。征得監理工程師同意后,在工地中心試驗室,按照試驗規程,在不降低原設計標準的原則下,利用風化石進行了基層和底基層的結構比試驗,取得了其主要技術指標,這些技術指標表明用水泥穩定風化砂取代水泥灰土穩定砂,作為路面基層技術上是可行的。為此,我們還對兩種方案做了工藝和經濟上的比較。
二、主要技術指標(強度)
1.為了獲得水泥穩定風化砂結構層的強度指標,進行了結構配比試驗。擬采用的水泥穩定風化砂結構層厚度與原結構層相同。
(1)材料試驗
在進行水泥穩定風化砂結構配比試驗前,應在確定的料場中提取有代表性的試樣,按照試驗規程進行下列材料試驗:
顆粒分析試驗,包括含泥量試驗;
重型擊實試驗;
碎石的壓碎值試驗。
通過材料試驗,得到試樣的顆粒級配、最大干密度、最佳含水量、碎石壓碎值。
(2)水泥穩定風化砂底層配比試驗
①底基層設計強度不小于1.5MPa,擬按4、4.5、5、5.5四種水泥劑量進行試驗。
②把風化砂用四分法分成三份,按8、9、10三種含水量加水,計算每份試樣中應加的用水量灑入試樣中拌勻、浸潤。
③將每份試樣用四分法分成四份,按四種水泥劑量加入到浸潤好的試樣中拌勻。
④采用重型擊實法,確定不同劑量的混合料的最佳含水量和最大干密度。試樣的試驗結果應符合JT034+94第2.2.1條規定后方可采用。
⑤制備試件。底基層設計壓實度為95,則試件應有的最小干密度為:最大干密度×95。按計算得的干密度、最佳含水量和試模體積,算出制備一個試件的試件重量。
將拌好的試樣按比例分三層裝模,邊裝邊插搗,裝完后兩邊壓頭等長進入試模,然后放到反力框架上,用千斤頂均勻地將壓頭壓入試模,至剛好壓入時停止。停1分鐘后取下試模,在脫模器上取下試件,并稱取質量、量取試件尺寸、編號。
⑥養護和壓件。試件脫模后,應在標準養護條件下養生6天,飽水24小時后取出試件,擦干其表面水分,稱質量、測定其尺寸后進行無側限抗壓強度試驗,試驗時,應使試件的形變等速增加,并保持速率為1mm/min,記錄破壞時最大壓力。
⑦用各種水泥劑量的試驗強度與設計強度進行比較,選擇合適的水泥劑量,施工中采用的水泥劑量應增加0.5.
(3)水泥穩定風化砂摻碎石基層配比試驗
①根據基層設計強度不小于2.5MPa,擬按4.5、5.5、6四種水泥劑量進行配比。
②摻碎石含量按原基礎設計含量:30,其規格、質量應符合規范要求。
③將風化砂用四分法分成三份,按比例加入碎石拌勻,按7、8、9三種含水量加水。將應加的水均勻灑入備好的試樣中,拌勻、浸潤,加入計算好的水泥用量,拌勻,準備做件。
試驗過程和方法同底基層。
2.強度指標對比
為了說明水泥穩定風化砂結構的合理性,又將原設計結構按設計配合比進行抗壓強度試驗,并把兩種結構層的抗壓強度值進行比較,列表如下:
表1
表2
通過表1、表2中取得數據的比較可以看出,水泥穩定風化砂做底基層結構,水泥劑量從4到5.5,其強度全部可以滿足不小于1.5 MPa的設計要求,水泥穩定風化砂摻碎石做基層,水泥劑量從4.5到6,其強度全部滿足不小于2.5MPa的設計要求。原設計水泥灰土穩定砂底基層水泥劑量是4的強度值為2.33MPa,而水泥穩定風化砂底基層水泥劑量是4.5的強度值為2.38MPa,其水泥劑量僅多0.5;原設計水泥灰土穩定砂摻碎石基層水泥劑量是5的強度值為3.38 MPa,而水泥穩定風化砂摻碎石基層水泥劑量是5的強度值為3.17 MPa,均能滿足使用要求。
三、施工工藝
水泥穩定風化砂底基層和水泥穩定風化砂摻碎石基層,采用路拌法施工工藝,其施工工藝程序為:
施工測量備風化砂、碎石掛線攤鋪風化砂、碎石布鋪水泥灑水機拌二遍掛線整平穩壓平地機刮平碾壓養生。
與水泥灰土穩定砂底基層和水泥灰土穩定砂摻碎石基層施工工藝相比,其施工工藝程度減少了粘土、石灰的備料及攤鋪、灑水悶料、干拌等工藝、操作簡單,受天氣影響較小,可以加快施工進度,且容易保證施工質量。
四、經濟效益
1、所用材料比較
水泥穩定風化砂的水泥用量僅比原設計結構多0.5;風化砂儲量豐富,開采簡單、方便,運距短,價格比砂低;不用粘土、石灰、少占耕地,且沿線石灰產量很少,質量難以保證,須從20km以外購進,價格較高;兩種結構碎石用量相同。
2.工序比較
不用粘土、石灰、減少拌合工序,節省了人工和機械臺班,降低了成本。
3.經濟比較
以兩種結構層的底基層每平方米材料造價進行比較。每平方米材料用量。
計算式:最大干容重×結構層厚度×各種材料的百分比。
水泥灰土穩定砂底基層每平方米材料用量:水泥:0.0231噸;石灰:0.0208噸;粘土:0.1088立方;砂:0.2696立方。水泥穩定風化砂底基層每平方米材料用量:水泥:0.0267噸;風化砂:0.4038立方。
工地材料平均價格:水泥:240.00元/噸;石灰:105.00元/噸;粘土:8.00元/立方;砂:10.00元/立方;風化砂:8.00元/立方。
水泥灰土穩定砂底基層每平方米材料造價:
0.0231×240.00+0.0208×105.00+0.1088×8.00+0.2696×10.00=11.29(元/平方米)
水泥穩定風化砂底基層每平方米材料造價:
0.0267×240.00+0.4038×8.00=9.64(元/平方米)
兩種結構層每平方米材料差價:
11.29-9.64=1.65(元/平方米)
二合同段基層、底基層的工程量分別為164.45千平方米和176.98千平方米,可節省投資50多萬元。
從以上三方面的比較可以看出,水泥穩定風化砂結構其經濟效益顯著。
五、結束語
通過以上分析比較,結合施工經驗,總結出了水泥穩定風化砂結構具有以下優點:
1.水穩性好。一旦上部油層有局部滲水現象,其結構層強度不會因遇水潮濕而降低。而水泥灰土穩定砂結構層,遇水潮濕后其強度會逐漸降低,形成局部油層縫隙擠漿,進而形成下沉、破壞現象。已建成通車的東(營)紅(花埠)公路沂水段,有許多路段的油層毀壞,就是由此原因而造成的。
2.該結構層施工工藝簡單,易操作,減少了拌合工序,且容易控制施工質量。
【關鍵詞】市政道路;水泥穩定碎石;施工
【中圖分類號】U416.214 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158(2013)01―0244-02
市政道路是城市中的最主要的道路,它是連接城市內部各地區的重要環節,如果沒有市政道路,市民的生活就得不到切實的保障,城市的經濟活動就無法正常有序地開展。因此,采用好的筑路方式對市政道路有著十分重要的影響,對市民的生活更是影響深遠。
一、水泥穩定碎石基層的技術特點
水泥穩定碎石基層施工工藝是建造道路的重要工藝,其通常是以級配較高的碎石為施工骨料,采用一定數量的膠凝材料和足夠的灰漿體積進行充填骨料空隙,依照嵌擠原理將混合料攤鋪壓實形成公路基層結構的施工工藝。
這種施工工藝通常使用的材料為碎石粒料、粉煤灰、水泥等,然后對其進行充分的混合攪拌,然后再攤鋪、壓實,從而形成密實性高強度的板體結構。在鋪設道路時,將其與水泥結合在一起,此時水泥就會與該混合物進行化學反應,并且在碎石之間形成嵌擠鎖結作用,從而形成了抗滲度和抗凍性較好的半剛性基層。這種結構經過鈣化非常結實,即使連水分的不斷侵蝕都不怕。
在使用水泥穩定碎石基層施工工藝筑路時,在合理的范圍內,當水泥含量增多的時候,泥穩定碎石的強度越高,穩定性越好。施工人員可以結合道路的需要通過調節原料和碎石間隙的方法來調節道路的抗壓強度,以便于適應不同等級道路以及不同路面結構層位對材料的強度要求。
采用水泥穩定碎石基層施工工藝鋪設的市政路面的承載力會更高且穩定性更久,同時具有良好的抗水性和耐凍性、施工工期短、使用壽命更長,從而更好地維持市民生活需要。
二、水泥穩定碎石基層容易出現的問題
雖然水泥穩定碎石基層施工工藝比普通的筑路工藝要好上很多,但是它仍然存在著很多的問題,主要表現為:
(一)水泥穩定碎石基層會出現裂縫
水泥穩定碎石基層會出現裂縫,這是因為施工初期的強度較高以及水泥的水化作用發出的熱量,使得該結構出現干縮和溫縮的裂縫。更壞的是,當后期鋪設完瀝青時,這些裂縫則會反射至瀝青路面,產生反射裂縫,這就使瀝青路面同樣也出現了裂縫,造成了或大或小的破壞,從而影響道路的使用壽命和穩定性,對市民生活和經濟活動非常不利。
(二)水泥穩定碎石基層平整度很難把握
水泥穩定碎石基層的主要原材料為碎石,碎石本身都是或大或小的且石體都非常小非常不穩定。當碎石的級配不符合要求,并且有時還有超大粒徑碎石存在時,就會導致鋪設路面時很難將其鋪放平整。不僅如此,當碎石中含有雜物時以及其他不利施工的有害物質時,碎石就不能很好的和水泥等膠凝材料混合。當這些石料和超大粒徑碎石在重力作用下分類聚集產生離析時。就會影響水泥穩定碎石表面的平整度,進而引起路面不平整的情況發生。
除此之外,水泥穩定碎石混合料的攤鋪厚度對于公路路面平整度的影響也是非常大的,如果基層施工中混合料含水量與級配比率變化過大,造成與基層壓實系數落差過大。最終致使混合材料厚薄不均,造成路面的不平整,不但影響道路的美觀度,更對市民生活帶來不便。
(三)水泥穩定碎石基層的強度不夠
道路的強度關系到其承載力和使用壽命,很多普通工藝建造的道路都存在著道路強度不夠的問題,嚴重影響道路的壽命。而水泥穩定碎石基層也存在這一問題。有些水泥穩定碎石基層出現強度不足的原因是基層樣芯質量不達標,無法滿足需要。而當混合料級配不合理以及水泥灰劑量或細顆粒偏小時都會導致水泥穩定碎石基層的強度不夠,進而影響道路的承載力和使用壽命。
三、完善水泥穩定碎石基層施工工藝方法探討
如果采用水泥穩定碎石基層工藝建造市政道路的話,就需要對該工藝進行完善以此來保證市政道路的質量,具體說來,可以做到以下幾點:
(一)做好規劃,制定科學嚴謹的施工方案
施工方案對施工具有重要的指導意義。因此,施工單位應該制定科學嚴謹的施工方案,以此使工程有明確的施工目標和進度,進而從整體把握工程質量和預算,進而保證工程又好又快地完成。
(二)避免基層裂縫的出現,全方位預防裂縫現象產生
為了避免水泥穩定碎石基層出現裂縫,應該在前期做好配合比設計,嚴格控制水泥用量,并要嚴格控制水泥的質量,以保證其能夠符合工程要求。此外,還應該嚴格控制基層的含水量。在施工時,應根據天氣情況適當增加或減少拌和用水量,防止基層因混合料內部發生水化作用和水分的過分蒸發引起表面的干縮性裂縫現象。
不僅如此,當基層出現裂縫時,還應該掌握如何補救的措施,要先將較大的裂縫切縫,然后填灌瀝青膠。而對較小的裂縫則可以直接鋪上土工布。區別對待,使裂縫問題得到很好地治理,進而保證道路質量。
(三)加大對原材料的選擇力度,加強對基層設計質量的控制
俗話說,好的開始是成功的一半。因此,想要保證道路質量就要對選擇原材料更加嚴格,避免不合格的原料造成工程質量下降的情況出現。要對碎石集料的粒徑大小、壓碎值、清潔度以及耐壓強度有嚴格的限制,保證碎石可以與水泥更好地結合,并且保證碎石大小不會相差太大,從而保證路面平整。
此外,施工人員要根據公路墊層與面層結構的性質特點,預測路面基層的平整度、承載力等技術參數,來制定相應的施工方案、確定施工細節并合理配置與選擇相關施工材料,從而保證道路工程更好地開展下去,保證道路質量。
(四)全面控制工程施工,保證基層的強度
水泥穩定碎石基層的強度關系到道路的質量和壽命,關系到其是否可以承載很強的力度,保證城市經濟活動的良好運行以及市民生活的穩定。因此,應該全面控制工程施工,保證基層的強度。具體說來應該對施工的原材料和施工過程以及道路的養護進行全面的控制。
在對混合原料進行拌和時應該嚴格按照合理的配比度和含水量進行,從而使原料能夠滿足筑路的需要,提高水穩碎石的強度和穩定性。而在施工過程中,應該嚴格按照施工程序進行施工,要嚴格控制混合料松鋪的均勻性,及時找補低洼凸出部位,處理接縫問題,保障基層結構的平整度和壓實度。
道路初步建成時,要把養護工作落到實處,使道路的質量和承載力達到最大化,進而保證城市可以良好地運轉。
(五)要科學合理地對工程進行養護
在施工過程中以及施工完成后一定要對工程進行養護,以此保障水泥穩定碎石基層設計強度。一般情況下,按照水泥穩定碎石層施工進度及不同層問的特點確定養護方式。要積極做好養護基礎準備工作,要根據水泥穩定碎石基層施工現場的需求來確定養護方法并要積極應對養護中所需水源的來源等進行準備,從而確保原材料地良好供應。不僅如此,在施工期間要嚴格限制人員進入,從而保證工程質量。
結論:隨著經濟的不斷發展,交通運輸量日益增多,使得道路需要承載的重量越來越大。因此,采用更為有效的道路鋪設工藝對城市發展和保證人民生活水平有著重要的作用。如今,水泥穩定碎石基層已被廣泛應用,這在很大程度上提高了市政道路的質量和美觀程度。但是,泥穩定碎石基層工藝仍舊存在著很多不足之處。因此,施工單位應該在施工過程中注重引進新技術、新材料以及新設備,充分,總結出現問題的原因,并找出相應的對策。只有這樣,才能有效保證工程質量,保證市政道路可以更好地為市民服務。
參考文獻
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【關鍵詞】水泥穩定;砂礫基層;注意事項
水泥穩定砂礫基層做為瀝青面層的主要承重層有很多優點,但在施工過程中還應層層把關,嚴格要求,防止出現原材料不合格、配合比不準確、拌和不均勻、攤鋪不平整、集料離析、碾壓不密實,接縫不平整等質量問題,避免形成起皮、松散、裂縫、彈簧、翻漿、強度不合格等質量缺陷。下面就以筆者在工作中所總結的經驗來談談施工過程中控制水泥穩定砂礫基層工程質量應注意的一些事項。
1 基層混合料配合比的組成設計
在進行基層混合料配合比組成設計過程中,其設計應符合《公路路面基層施工技術規范》(JTJ034-2000)的有關規定,要保證使用在配合比中的原材料都是合格的,要滿足設計要求,抗裂性最優且便于施工,無機結合料劑量合理,集料的級配應以集料數量達到靠攏而不緊密為原則,其空隙讓無機結合料填充,形成各自發揮優勢的穩定結構。使基層混合料達到強度要求,具有較小的溫縮和干縮系數,施工和易性好。
這在基層混合料原材料的準備上應注意以下問題:
1.1 砂礫
砂躒土的礦物成份對無機結合料穩定土性質具有重要的影響。一般規定土的液限不大于40,塑性指數不大于20。級配良好的土用于無機結合料時,既可節約無機結合料又可取得滿意的效果。水泥穩定土用作基層時最大粒徑不超過31.5mm?;旌狭现兴槭偷[石的壓碎值高速公路和一級公路不大于30%,二級及二級以下公路不大于35%,硫酸鹽含量超過0.25%的土,不能用作水泥穩定基層料。水泥穩定基層施工前,應取所定料場中有代表性的土樣按《公路土工試驗規程》(JTGE40-2007)進行顆粒分析、液塑限、相對密度、擊實試驗、壓碎值、有機質含量和硫酸鹽含量試驗。
1.2 水泥
水泥的礦物成份和分散度對其穩定效果具有明顯的影響。對同一種土硅酸鹽水泥要比鋁酸鹽水泥的穩定效果好。選用水泥時應選用水泥初凝時間1h以上和終凝時間較長(6h以上)的水泥。不應使用早強水泥和快硬水泥。宜采用32.5級低標號水泥,進入工地后試驗室對其做水泥物理力學性能檢驗。
1.3 水
凡是飲用水(含牲畜飲用水)均可用于水泥穩定土的拌制。但來自可疑水源的水取樣后應按《公路工程水質分析操作規程》(JTJ056―84)的要求做工程水質分析,合格后方可使用。
2 水泥穩定砂礫基層混合料的拌和質量
水泥穩定砂礫的拌和廠不應離施工路段太遠,且采用集中廠拌法為宜。拌和機應與攤鋪機的生產能力相匹配。穩定土拌和機安裝完成后,在正式拌和之前,應對設備進行調試,首先要進行骨料秤和水泥秤的校準,確定在允許誤差范圍之內后再開始試拌,試拌過程中首先要對當天要用的骨料的含水量進行測定,及時調整生產配合比,拌和過程中每隔半小時測定一次含水量和水泥劑量,對含水量的控制考慮到溫度和運輸影響,提高0.5%-1%,通過篩分及時調整配合比,保證混合料級配滿足規范要求。
3 混合料的運輸
混合料拌和好后,在較短的時間內運到攤鋪現場,混合料運輸時,車輛應裝載均勻,能夠盡快的將混合料運送至鋪筑路段現場,為攤鋪、碾壓節約時間。以減少水分損失。拌和好的混合料運輸采用大噸位自卸翻斗車,運輸車的數量根據拌和能力、運距、道路狀況、攤鋪能力等因素綜合確定,使攤鋪作業連續進行。裝料時,要求車輛時刻移動,保證混合料在裝車時不致產生離析。卸料時自卸汽車掛空檔,靠攤鋪機推動前進。
4 基層混合料的攤鋪
綜合考慮拌和站的生產能力,混合料的運輸能力等因素確定攤鋪機的速度,并根據攤鋪的速度、厚度和寬度等因素綜合考慮,確定攤鋪機夯錘頻率,保證碾壓前攤鋪的混合料有一定的密實度并根據攤鋪厚度、混合料類型及現場測量結果,確定松鋪系數,并檢測路面橫坡情況,據此調整攤鋪機橫坡儀,保證基層橫坡度達到設計要求。攤鋪后隨時揀除土塊和超尺寸顆粒,消除集料的離析現象,特別要注意鏟除局部粗集料“窩”,并用新拌制的混合料填平。
5 基層混合料的碾壓成型
水泥穩定土的結構層應用12T以上的壓路機碾壓,用12-15T的壓路機碾壓時每層的厚度不超過15;用18-20T的三輪壓路機碾壓時每層的厚度不超過20cm。穩定土整形后應先用輕型壓路機碾壓1-2遍,然后再用重型振動壓路機碾壓,壓路機碾壓時輪跡應重疊1/2輪寬。目前,壓路機械較為先進,品種齊全,除正確使用壓路機外,必須注意壓實方法。根據該路結構層的設計現總結如下:
5.1 碾壓順序及具體要求
初壓:YZ14振動式壓路機進行靜壓一遍,然后弱振一遍;
復壓:YZ14振動式壓路機強振兩遍;
終壓:YZ14壓路機進行靜壓一遍,用來消除輪跡及光面;
碾壓速度要求:初壓1.5km/h,復壓2km/h,終壓2.5km/h;
碾壓段落長度宜為30-50米,防止表面風干。
5.2 碾壓時應遵循先輕后重,先慢后快的原則
直線段,由兩側路肩向路中心碾壓,即先邊后中;平曲路段,由內側路肩向外側路肩進行碾壓。開始碾壓時邊部留下30cm不壓,待內側已壓實后,再將其壓實,以免邊部混合料橫向推移。
5.3 在碾壓過程中,為保證每個碾壓段接頭的平整度,壓路機碾壓方式要求緩慢均勻碾壓,碾壓折回隨攤鋪方向呈階梯形狀,避免在同一橫斷面折回。碾壓過程中,出現“彈簧”、松散、起皮等現象時,及時進行人工處理,如翻開重新拌和、加適量的水泥等,使其達到質量要求。
5.4 在壓實過程中,壓路機慢起動,空檔停車,起動后起振,停車前停振,禁止壓路機在碾壓路段調頭和急剎車,嚴禁壓路機在原地振動,以保證結構層穩定和表面平整度。
5.5 從加水、拌和、運輸、攤鋪、整形、碾壓不得超過水泥的終凝時間。
6 接縫施工
6.1 橫向接縫
施工中盡量減少橫向接縫的設置,施工段落盡量控制在兩橋之間。作業施工結束必須設置時,盡量做到橫向接縫在一條直線上且控制與路線走向垂直;攤鋪接近結束時,適當打高攤鋪機控制標尺。碾壓前人工對接頭部分進行修理平整,碾壓結束后用三米直尺反復量測將斜坡和松散部分切除。
6.2 縱向接縫
攤鋪機縱向鋪筑的混合料留下20-30cm不碾壓,嚴禁人為踩踏,作為攤鋪機后鋪的基準面,并與前鋪面重疊5cm以上,并跨縫碾壓,直至把縱縫壓平壓實,消除縫跡。
7 養生及交通管制
7.1 每一段碾壓完成并經壓實度檢查合格后,應立即開始養生。養生宜采用草袋、麻布、鋪砂和塑料薄膜灑水覆蓋,碾壓(下轉第322頁)(上接第319頁)完的基層待混合料終凝后,即可用塑料薄膜全面覆蓋養生,減少水分蒸發,保持基層表面始終處于濕潤狀態,養生期為7天。
7.2 覆蓋養生時,如基層表面水分蒸發嚴重,表面干燥立即灑水濕潤。
7.3 為防止風力將塑料薄膜掀起,用砂礫土在其上布置網格進行蓋壓。
7.4 養生期間,除灑水車外應封閉交通,在采用覆蓋措施的穩定土層上,不能封閉交通時,應限制重車通行,還應設置限速帶,其它車輛的車速不超過30Km/h。養生結束后應及時鋪筑油面,防止干縮裂縫,同時免遭施工車輛的破壞。
8 結語
在公路路面工程中選擇一種合適的基層類型它不但可以提高油面的承載能力,而且還可以延長路面的使用壽命,水泥穩定砂礫依它自身獨特的優點,已廣泛的被使用在基層中。但是在施工過程中,還是應認真做好施工工序的每一步,使鋪筑的基層達到最佳狀態,各項指標都滿足規范要求。本文只是自己在工程實踐中總結的一點經驗,供同行們參考。
關鍵詞:水泥穩定碎石 基層 施工質量
Abstract: cement stabilized crushed stone in the road surface structure is used as the base, with its strong integrity, high bearing capacity, high rigidity, better water stability is widely used in highway pavement, this paper describes some of the key points and methods of construction quality control of cement stabilized macadam.
Keywords: the construction of cement stabilized macadam base
中圖分類號: U213.1 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
一、原材料的質量控制
1、碎石質量要求
水泥穩定碎石基層的強度主要是依靠碎石本身的強度、石料的嵌擠鎖結作用和水泥材料的穩定膠結作用而形成的。根據《公路規范》要求:水泥穩定碎石單個顆粒的最大粒徑不應超過37.5mm;而碎石強度以集料壓碎值表示,一般不得大于30%。碎石的外觀(針片狀含量):碎石采購時應選取具有棱角且近于立方體,碎石料中扁平細長的顆粒含量不得大于15%。
2、水泥的品種及規范要求
由于不同類型的水泥具有不同的干縮性,經多次對各種水泥使用效果比較,其中道路用普通硅酸鹽水泥干縮性較礦渣水泥干縮性小,因此,選用干縮性小的水泥,可在一定程度上降低裂縫的機率
《公路路面基層施工技術規范》JTJ034-2000版(以下簡稱《公路規范》,主要要求水泥穩定碎石基層用的水泥初凝時間在3h以上,終凝時間在6h以上。其他水泥指標與普通混凝土相同。
3、石屑
通過篩分設備最小篩孔的集料,一般為0mm—5mm,其作用是作為碎石間填充材料,以保證達到水泥穩定碎石基層要求的密實度和強度。
《公路規范》要求石料中粒徑小于0.075mm的顆粒含量不應超過7%。
二、集料級配的控制
水泥穩定碎石基層混合料中集料級配的好壞不但對基層強度有影響,而且對其他的路用性能也有影響。從理論上來說,介于規范級配范圍上下限內的級配曲線有許多條。一般情況下,在水泥劑量、石料的強度、石料形狀等滿足相應規范要求的前提下,根據這些級配曲線配置的混合料7d抗壓強度大都符合要求。但各個級配混合料的抗裂性能和抗沖刷性能卻有較大的差異。近些年來,實踐證明,對于用水泥穩定碎石這類半剛性材料作基層的道路,在使用中發生破壞的原因,除了極少數是為因抗壓強度不足引起的以外,大多是由于其收縮性大或抗沖刷能力不足所致。雖然規范中對水泥碎石基層材料的抗收縮性能、抗沖刷性能沒有明確的要求,但是在配合比設計中應該有所考慮。
在實際使用中,如果同時要求水泥碎石基層材料的抗壓強度、抗裂性和抗沖刷性都達到最好的狀態非常困難,因此所選用的配合比應該是在充分考慮道路沿線地質、水文、氣候以及施工難易程度的條件下,抗壓強度、抗裂性和抗沖刷性之間的一種平衡
實踐證明,用同一劑量的水泥穩定級配良好的碎石,其強度和耐久性要比用級配不好的碎石的強度和耐久性高。為保證顆粒組成合理密度,在施工期間應在現場設專人負責隨機抽樣檢測石料級配,若發現不符合上述要求時,及時通知拌合站調整級配,使其符合級配標準。
三、混合料含水量的控制
實際施工中,拌合物施工含水量應比試驗最佳含水量高0.5%-1.0%即可,如含水量過低(小于最佳含水量2%),混合料難以成型,壓實度達不到設計要求,鉆芯取樣松散,板結性差,其強度達不到設計要求。如含水量偏高,水泥水化后剩余水分會因蒸發而引起水穩層自然收縮,產生裂縫?;旌狭系暮颗c氣溫有著密切的關系,氣溫在5~10℃時,以設計含水量為準;氣溫在10~20℃時,含水量應加大2%~3%;氣溫在20℃以上時,含水量應加大3%~5%,隨著氣溫的變化應及時調整混合料的含水量。此外影響拌合料含水量的因素還很多,施工過程中必須做到勤測,在動態中找到平衡。
四、混合料運輸與攤鋪的控制
為了節省倒車、拌合料攤鋪時間,一般采用15t以上的自卸汽車運輸較好,并要求車況良好,每天上班前應對車輛進行常規檢查,排除故障,防止裝滿料后不能卸車,時間太長,引起水泥穩定級配碎石混合料凝固而造成浪費。同時應用篷布覆蓋,一方面減少運輸途中的灑漏,污染路面;另一方面,減少運輸途中的水分蒸發。
混合料攤鋪前應將下承層充分灑水濕潤,干燥的下承層會吸收混合料下部的水分,使得混合料底層難以壓實成型。
瀝青攤鋪機攤鋪水泥穩定碎石混合料時,應將螺旋布料器進行調整,宜將布料器定位在高位,以適應厚層攤鋪的要求。布料器中部采用大葉片,邊部采用小葉片,以使攤鋪過程中布料器內各處料位一致。
在攤鋪過程中偶爾出現離析現象時,應及時調整布料器內料位等方面,通過攤鋪機解決離析現象,而不宜采用人工挖補。
五、混合料的碾壓控制
碾壓的順序應為:靜壓一振壓一再靜壓。因為攤鋪機攤鋪虛鋪厚度較厚,碾壓時容易壅包,故碾壓時應成鋸齒狀,不能在同一直線上壓齊,同時碾壓時,應重疊1/2輪寬,后輪必須超過兩段的接縫處,穩壓階段行走速度應控制在1.5km/h-1.70km/h,壓實階段速度應在2.0km/h-2.5km/h,細壓階段壓路機行走的速度應控制在2.5km/h。起步和制動應做到慢速度起動、慢速剎車杜絕快速起動及急剎車現象。
在碾壓過程中,若發現局部蠻包,應用人工或平地機刮平處理后再繼續碾壓,碾壓全過程應控制在45min內完成。若碾壓時間超過45min,則應增加壓路機臺數。碾壓完成規定的遍數后,應及時檢測壓實度,如果壓實度沒有達到規范要求,則應繼續碾壓,但碾壓時間與前面拌和、碾壓時間之和不能超過水泥的終凝時間。
六、養生及交通管制
1、每一段碾壓完成并經壓實度檢查合格后,應立即開始養生;
2、養生方法:應將麻袋事前濕潤,然后人工覆蓋在碾壓完成的基層頂面。每天適當時間用灑水車灑水,在15天內始終保持麻袋處于濕潤狀態。不得用濕粘土、塑料薄膜或塑料編制物覆蓋。上一層路面結構施工前方可移走覆蓋物,期間應定期灑水。養生結束后,必須將覆蓋物清除干凈;
3、用灑水車灑水時,灑水車的噴頭用噴霧式,不得用高壓式膠管,以免破壞基層結構,每天灑水次數應視氣候而定,整個養生期間應始終保持養生覆蓋物表面濕潤;
4、安排專人經常翻開麻袋片檢查水穩基層表面潮濕狀態、灑水的均勻性,根據天氣情況隨時調整灑水遍數。同時認真觀察裂縫產生情況,并做好記錄和標記。
5、基層養生期不應少于15天,養生期內灑水車必須在另外一側車道上行駛。
6、在養生期間應封閉交通,嚴禁一切車輛通行;
7、養生結束后宜盡早做下封層,,盡早鋪筑面呈,未鋪筑面層的路段不宜開放交通。
有了上述的各種控制再加上有序的施工組織就可以將水泥穩定碎石的缺點減少到最少,從而發揮它的優點。
七、結語
對于重型交通道路結構的承重層,從目前發展趨勢來看,水泥穩定級配碎石是首選材料,許多高等級公路用這種材料作為路面基層。通過施工過程不斷地摸索,不斷地總結經驗教訓,積累更多的資料,使水泥穩定級配碎石作為高等級公路基層材料充分地發揮優勢。
參考文獻
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[2] 戴程林,余小晴.淺談水泥穩定碎石底基層的施工管理[J].河南建材,2010(03)
關鍵詞:水泥穩定粒料;無側限飽水抗壓強度;壓實度;材料級配
水泥穩定粒料以其良好的力學性能和穩定性及抗凍性等優點,被廣泛用于修建等級較高的公路、城市道路路面的基層或底基層。宜昌市一些主干道的基層或底基層也多數采用水泥穩定粒料結構層。下面以我公司承建的宜昌市體育場路延伸段市政工程水泥穩定粒料基層的施工為例,來探討一下水泥穩定粒料的施工與試驗檢測。
1工程概況
宜昌市體育場路延伸段市政工程是2007年宜昌市的一項重點工程,起點為綠蘿路,終點為西陵二路,道路全長574.3m。道路橫斷面形式為:3.5m人行道+1.5m綠化帶+15m車行道+1.5m綠化帶+3.5m人行道,雙向四車道。道路結構層從下往上依次為:20cm厚3%水泥穩定層+20cm厚4%水泥穩定層+20cm厚5%水泥穩定層+7.5cm厚AC-20C瀝青砼下面層+4.5cm厚AC-13C改性瀝青砼上面層。
2水穩層配合比設計
2.1原材料選用
水泥作為唯一的穩定劑,其質量十分重要。施工應選用終凝時間較長(宜在6h以上)、強度等級為32.5Mpa的水泥。為使穩定碎石有足夠的時間進行拌和、運輸、攤鋪、碾壓,不應使用快凝水泥、早強水泥以及受潮變質水泥,使用前必須對水泥進行復試。本工程使用的當陽城堡水泥廠生產的32.5Mpa強度等級的普通硅酸鹽水泥。
集料采用3種單粒級經經混合組合成連續級配,其中1#料為10~25mm碎石、2#料為5~10mm碎石、3#料為0~5mm碎石。
混合料拌合用水采用自來水。
2.2混合料組成設計
①因為設計圖紙已確定水泥劑量為3%、4%和5%,試驗室只能對3種集料的比例進行調整、試配、篩分,最終確定一組符合規定組成范圍的摻配比例。試驗室初步擬定了3種方案,具體摻配比例見表1。
然后將3種集料按擬定的比例混合,分別進行篩分,篩分結果見表2。
根據篩分結果分析,只有方案C的級配曲線落在標準級配范圍內,所以最終確定原材料中各種規格碎石的用量比例為:1#料:2#料:3#料=40:25:35(%)。
②將配好的集料分別摻入3%、4%、5%的水泥,形成3個樣品,分別對每個樣品進行擊實試驗(求出最佳含水量和最大干密度)和無側限抗壓強度試驗(7天飽水抗壓強度),試驗結果如表3。
通過上表我們可以看到3%、4%、5%水泥含量的所有試件7天飽水平均抗壓強度均達到設計要求,且隨著水泥含量的提高,強度富余值越大。由此可見,水泥含量對水泥穩定粒料基層的強度起著至關重要的作用。
3混合料的拌和、攤鋪、碾壓、養生
混合料的拌和、攤鋪、碾壓、檢測、養生的工藝流程如圖1所示。
3.1混合料的拌和
根據技術規范要求,混合料采取集中攪拌站拌制。拌和過程中各種材料嚴格計量,嚴格按試驗確定的配合比進行。特別應嚴格控制水泥劑量,水泥劑量過少,不能保證基層施工質量;過多則容易引起基層表面裂紋增多且不經濟。實際水泥劑量可比室內試驗的水泥劑量增加0.5%(考慮現場與室內試驗的條件差),混合料采用強力式攪拌機拌和,拌和時間不少于60s,拌和過程中還應重視含水量的影響,考慮混合料在運輸、攤鋪、碾壓過程中的水分損失,拌和含水量應根據原材料含水量、天氣、現場施工經驗進行稍微調整。
3.2混合料的運輸、攤鋪
①運輸。混合料宜采用大噸位車輛運輸,并盡量縮短運距,修建好運輸通道,減少中途停車及顛簸,避免混合料凝固或離析,并根據天氣情況考慮做好防止水分喪失的措施??傊瑧骱檬┕そM織安排,做到隨拌隨鋪。
②攤鋪?;旌狭蠑備伹皯獙ν粱母叱?、寬度、橫坡進行全面檢查,對于不合格的要堅決處理。攤鋪前應對土基進行全面清理,確保土基干凈。
攤鋪前應準確進行施工放樣,按每幅攤鋪寬度準確放出軸線及高程,內外側直線段每20米各放一個樁,曲線段每10m各放一個樁,樁上用紅油漆劃出壓實后的基層高程。
為確保攤鋪的質量和減少接縫,基層采用攤鋪機攤鋪混合料?,F場試驗人員應隨時檢查運至現場的混合料的配比及含水量,并及時將情況反饋到拌和站。通過試驗段確定虛鋪系數,攤鋪時要嚴格控制虛鋪系數,隨時檢查松鋪厚度,如與試驗數據不符,要及時進行調整。同時攤鋪機兩邊各派一人消除粗細集料分離現象,如果發現粗集料成窩應予鏟除,并用新拌和的混合料填補。采用人工填補時,不能揚鏟。此項工作必須在碾壓前完成,嚴禁薄層找平。
接縫:本工程為雙向四車道,在施工過程中為盡量減少縱向接縫,按道路中心線劃分為左右兩幅進行攤鋪。在攤鋪過程中若因故中斷時間較長,應設置橫向接縫。對橫向接縫,人工將末段含水量合適的混合料弄整齊,緊靠混合料放兩根方木,方木的高度與混合料的壓實厚度相同,整平緊靠方木的混合料,碾壓密度。重新攤鋪混合料前,將方木取出,將下承層頂面清掃干凈。施工縱向接縫必須垂直,嚴禁斜接,縱向接縫處理方法同橫向接縫。養生結束后,在攤鋪另一幅之前拆除支撐木。
③壓實。本工程共安排18t輪胎壓路機二臺、40t振動壓路機二臺。先用輪胎壓路機初壓一遍,基本整平,再用振動壓路機碾壓兩遍(帶振),最后用輪胎壓路機碾壓一遍。靜壓速度為1.5km/h,振壓速度2km/h,碾壓時輪跡重疊不小于1/2輪寬。遵循先輕后重、先兩邊后中間的原則,嚴禁在已完成或還在碾壓的路段上“調頭”和“急剎車”。
④養生。每段碾壓完成并經壓實度檢查合格后應立即開始養生,養生采取覆蓋灑水濕養,灑水要均勻、充足,確保養生期間水泥穩定混合料始終保持濕潤。養生期不少于7天。
⑤檢測試驗。對水泥穩定粒料混合料的質量檢測從兩個方面控制:壓實度檢測和無側限飽水抗壓強度檢測。
壓實度:采用灌砂試驗法,根據規范要求,每1000m2檢測3個點。為了配合現場指導施工,采用酒精燃燒法測出混合料的含水量,現場計算壓實度,判斷是否達到標準。如不合格,則立即要求壓實機械繼續碾壓,直到滿足要求為止。
無側限飽和抗壓強度:在混合料運到施工現場后隨機取樣,然后送至試驗室成型試件。試件在標準養護條件下養護6天,飽水1天后進行試壓檢測無側限抗壓強度。
為了更好的控制混合料的配合比及拌和情況,還需做水泥劑量測定(EDTA滴定法),判斷水泥劑量是否達標或者攪拌是否均勻,以此來調整配合比和拌和時間,這樣才能確?;鶎拥氖┕べ|量。
4結語
通過對宜昌市體育場路延伸段市政工程水泥穩定碎石基層的施工經驗,總結出以下幾點說明:
①對水泥穩定層的施工一定要控制原材料的質量及混合料的組成設計、拌和、運輸、攤鋪、養生、試驗檢測等環節,合理組織施工,強化管理,才能確保工程質量,滿足規范的要求。宜昌市體育場路延伸段市政工程還被評為湖北省優質工程。
②進行水泥穩定粒料基層設計時,建議設計單位只須提供混合料中水泥劑量的范圍或者飽水抗壓強度要求,具體水泥劑量由施工單位通過試驗確定,而不必兩者都進行限定,以免造成因水泥劑量偏高導致資源浪費,或者因水泥劑量偏低出現強度不滿足要求的情況。
關鍵詞:水泥穩定碎石基層;全厚式;攤鋪施工工藝;高速公路;道路工程建設 文獻標識碼:A
中圖分類號:U416 文章編號:1009-2374(2016)22-0106-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.22.052
20世界70年代中期開始,水泥穩定材料作基層開始廣泛使用,其憑借優良的性能,得以在道路建設中廣泛應用。半剛性基層中,水泥穩定碎石基層是其重要形式之一,因其厚度范圍在25~36cm之間,各方面技術、器械等不成熟條件,鋪筑時分為攤鋪及碾壓兩層進行。在實際施工過程中,存在整體性較差、施工工期相對較長、基層容易出現早期損傷等諸多問題。科學技術的不斷完善、發展,讓水泥穩定碎石基層全厚式一次攤鋪碾壓得以實現。此次根據我公司某項目實驗路段,采用相應技術、器械,對施工過程及質量等情況進行記錄。
1 材料選擇
原材料的選用,我們選擇P?C32.5級的硅鹽酸水泥,在選擇水泥時,需要注意篩選不符合使用條件的水泥,如快硬水泥、變質水泥等。在投入使用前需對材料細度、安定性等各項情況進行試驗,確保各項指標滿足使用規范要求。采用潔凈淡水、飲用水等用作水泥穩定碎石混合料的配合比設計和施工,并對水泥中硅鹽酸含量、含鹽量、pH值進行實測,對各項實測結果指標確保均滿足相關要求后方可使用。水泥穩定碎石基層級配范圍如表1所示。
2 施工工藝
2.1 施工準備
根據施工需求,需配備相應需求器械,且滿足每日每項工作正常不間斷的施工要求及總工期要求,如拌合、運輸、攤鋪、壓實機械、自卸汽車、灑水車等。水泥穩定碎石下承層應符合相關規范規定要求,表面堅實平整,各項指標需符合設計。根據不同碾壓工藝的實驗長度,應在全厚式抗裂型水泥穩定碎石基層鋪筑前,選擇除兩端外三個橫斷面,每個橫斷面均等設5個測試點并測出標高,側標高應在基層攤鋪前進行。為加強底基層與基層黏合度,對作業表面進行清除、灑水濕潤并對底基層表面進行灑水等,且注意底基層進行此項時需保證在攤鋪基層之前。
2.2 混合料的生產與拌合
在混合料的拌合與生產中,依照相關規定嚴格控制,確保水泥用量、含水量等各項指標均符合規定。為確保材料規范要求,拌和前取適量混合料進行篩分及各項實驗。根據施工當天現場情況、燃燒法測定的碎石含水量等各項情況,控制攤鋪碾壓時含水量為最佳含水量及水泥用量在計量范圍內。
所用設備調試完成后,確保設備正常運行及計量的準確性后,正式拌制至材料含水率滿足規定要求。根據材料顆粒組成產生的變化,重新調試設備,確保拌和機與攤鋪機匹配。確保集料最大粒徑與級配符合使用連續級配要求。加料順序應嚴格按照二分之一碎石、砂、水泥、二分之一碎石進行,拌和前應注意外加水與天然含水量總和大于等于最佳含水量,確保級配碎石能在接近最佳含水量下碾壓。攪拌時加水量與室內振動擊實獲得的最佳含水率比例根據氣溫高低可適當調整,潮濕天氣超過最佳含水量的0.5%~1%,干燥天可超過最佳含水量的1%~2%,峰值為2%。每1~2小時,抽取攪拌后,出料時的樣品進行一次檢查,確保符合設計的配合比,高溫作業時,根據天氣含水量需及時調整。延遲時間實驗,對拌制水泥穩定碎石展開實驗,確?;旌狭洗娣艜r間等,加水攪拌至碾壓密實應在規定時間內完成。
2.3 混合料的攤鋪
進行一次性全厚度攤鋪時應注意的各種情況,如應控制每車卸料至結束時間在210秒;松鋪系數、一次性鋪筑厚度、松鋪厚度三項指標分別為1.3cm、35cm、45.5cm;并安排專人負責對攤鋪機兩邊接觸器和基準線;作業面清理時,灑水在表面適當濕潤,嚴禁有積水;攤鋪前檢查機械各部情況,確保傳感器臂與導向控制線調整無誤;根據設計要求,對厚度與高程進行嚴格把控保障其符合設定要求;在施工中進行聯系攤鋪時,應減少停機待料;在攤鋪過程中為減少離析,螺旋布料器3/2應當埋入混合料中,并安排人員針對離析現象進行新拌混合料填補;平地機或人工整形在初平的路段上快速初壓,暴露潛在不平整。
2.4 混合料的碾壓
整形完成后用壓路機在結構層全寬內進行碾壓。壓路機在碾壓面上不允許猛打方向、急轉彎,攤鋪機后折返應成階梯形。碾壓長度分為30m、40m兩種。穩壓充分,振壓不起浪、不推移。碾壓完成后用灌砂法檢測壓實度。攤鋪混合料時不宜中斷,中斷時間超過3小時,機械應離開混合料末端,避免出現縱向接縫。因攤鋪厚度較大,在對攤鋪邊緣進行碾壓時,易致邊緣出現坍塌,影響碾壓整體效果及平整度,在初次碾壓時應稍微靠內進行。在碾壓后檢測合格后應立即采取保養措施,并定期灑水保持水分。
2.5 養護
根據相關養護要求,養護期不應少于7天,并在養護期內根據天氣等各項因素情況,每天進行灑水養護,灑水次數根據具體情況而定。在規定養護期限內,基層提前達到設計要求時,可進行下一步工作。在期限內未達到設計要求,則延長養護時間。
3 施工質量控制和檢測
施工中,進行各項試驗,檢測各項指標是否達標。為確保最佳含水量,采用壓實度檢查和鉆芯取樣核查雙控,嚴格控制碾壓過程,對碾壓時間、碾壓含水量等各項情況進行嚴格把控。壓實度檢測應達到規范要求,鉆芯取樣核查每200m進行一次。
4 結語
通過此次施工中,對各項施工環節、設計、工序、質量等各方的把控及詳細的分析,整理出一套適用于大厚度水泥穩定碎石施工的質量控制要求和措施,對大厚度全幅水泥穩定碎石基層的施工具有一定的指導意義。
參考文獻
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[2] 孟勇軍,蔣允田,等.水泥穩定碎石基層全厚式攤鋪
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