六潛高速公路砂礫基層施工技術(shù)

何昌盛

六潛高速公路砂礫基層施工技術(shù)

何昌盛

(馬鞍山市公路局,安徽馬鞍山 245000)

水泥穩(wěn)定砂礫具有良好的力學(xué)性能和抗凍性等優(yōu)點(diǎn),因此,在六潛高速公路B段基層施工中得到廣泛應(yīng)用,但在具體施工中仍有許多需要注意的技術(shù)性問題,以達(dá)到提高質(zhì)量功效、縮短工期、降低成本的目的。

水泥穩(wěn)定砂礫;施工質(zhì)量;控制

水泥穩(wěn)定砂礫具有良好的力學(xué)性能和水穩(wěn)性以及抗凍性等優(yōu)點(diǎn)[1],在六潛高速公路B段范圍內(nèi)水泥穩(wěn)定砂礫被廣泛用于高等級(jí)公路路面基層或底基層。雖然優(yōu)點(diǎn)很多,使用范圍也比較廣泛,但是若對(duì)其特點(diǎn)了解不足,施工質(zhì)量控制不好,就不能充分發(fā)揚(yáng)其長(zhǎng)處,甚至?xí)粝鹿こ屉[患,造成嚴(yán)重后果。

1 砂礫基層施工準(zhǔn)備

1.1 路床

土路床表面應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí),具有規(guī)定路拱;路床表面高程、寬度、平整度、密實(shí)度等均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,有現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師對(duì)工序驗(yàn)收的合格簽認(rèn);路床表面不能有積水、松散、翻漿、橡皮土等情況,高填方路段應(yīng)有足夠的預(yù)留沉降期,路床表面的缺陷應(yīng)及時(shí)處理,基層施工前應(yīng)對(duì)土路床做全面檢查,建立嚴(yán)格的交接制度。

1.2 主要原材料

(1)水泥

水泥作為集合料的一種穩(wěn)定劑,其質(zhì)量性能對(duì)集料的質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用。為使穩(wěn)定土有足夠的時(shí)間進(jìn)行拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓以及保證其具有足夠的強(qiáng)度,不應(yīng)使用快凝水泥、早強(qiáng)水泥以及受潮變質(zhì)的水泥。施工時(shí)應(yīng)選用終凝時(shí)間較長(zhǎng)、標(biāo)號(hào)較低的水泥,一般采用3215級(jí)普通硅酸鹽緩凝水泥為宜,水泥初凝時(shí)間為3～4h,終凝時(shí)間5～7h,細(xì)度5.6%～7.4%,28d強(qiáng)達(dá)到42～43MPa。

(2)砂礫

土的類別和性質(zhì)是影響水泥穩(wěn)定砂礫強(qiáng)度的重要因素之一(這里的土指天然砂礫)。土的礦物成份對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫的性質(zhì)有重要影響,必須對(duì)取土場(chǎng)進(jìn)行分析。除限制有機(jī)質(zhì)含量少于5%、硫酸鹽含量少于0.8%外,砂礫土的塑性指數(shù)Ip小于6為宜,液限Wp應(yīng)小于25%,各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)符合要求。應(yīng)選取砂礫土質(zhì)均勻、雜質(zhì)少、土量大的取土場(chǎng),在拌合場(chǎng)應(yīng)有充足的存土,并用5cm篩過篩后備用。按路面底基層、基層施工的要求和用量,依據(jù)經(jīng)濟(jì)合理的原則,經(jīng)過對(duì)沿線料場(chǎng)的原材料的調(diào)查、試驗(yàn),經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求。

(3)含水量

廠拌混合料現(xiàn)場(chǎng),每天由現(xiàn)場(chǎng)專職試驗(yàn)人員在早上、中午、下午分別測(cè)定各種集料的含水量,根據(jù)施工配合比設(shè)計(jì)的最佳含水量指標(biāo),結(jié)合當(dāng)天的氣溫、濕度、運(yùn)距情況確定混合料拌和時(shí)的用水量。在現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)檢測(cè)壓實(shí)度的專職試驗(yàn)人員在混合料攤鋪整型過程中亦及時(shí)測(cè)定混合料的含水量,及時(shí)指揮壓路機(jī)碾壓,力求在最佳含水量條件下碾壓,盡量避免由于含水量過大出現(xiàn)“彈軟”、“波浪”等現(xiàn)象,影響混合料可能達(dá)到密度和強(qiáng)度,增大混合料的干縮性,使結(jié)構(gòu)層容易產(chǎn)生干縮裂縫,或由于含水量過小使混合料容易松散,不易碾壓成型,也會(huì)影響混合料可能達(dá)到的密度和強(qiáng)度。

1.3 水泥穩(wěn)定砂礫攪拌站

(1)水泥穩(wěn)定砂礫攪拌站應(yīng)安裝調(diào)試,具備正常生產(chǎn)能力。

(2)拌臺(tái)站人員、配套機(jī)械設(shè)備、材料準(zhǔn)備、原材料試驗(yàn)設(shè)備及人員都應(yīng)齊備。

(3)經(jīng)試拌、生產(chǎn)的水泥穩(wěn)定砂礫符合要求。

(4)水泥穩(wěn)定砂礫拌合站應(yīng)有足夠大的料場(chǎng),貯存一定數(shù)量天然砂礫,應(yīng)有貯存水泥的房間,應(yīng)有充足的水源。

1.4 施工機(jī)械設(shè)備

水泥穩(wěn)定砂礫施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配置壓路機(jī)、攤鋪機(jī)等機(jī)械,在工作面上進(jìn)行適當(dāng)組合。

1.5 水泥穩(wěn)定砂礫配合比

在實(shí)驗(yàn)室對(duì)所取土樣、水泥檢驗(yàn)合格后,進(jìn)行試配,制作試樣,根據(jù)試件養(yǎng)護(hù)7天的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度,得出試配結(jié)果?？紤]抗溫縮、抗干縮及經(jīng)濟(jì)性,最終確定配合比設(shè)計(jì)水泥用量,水泥用量一般為4%～5%,七天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值,最佳密實(shí)度(MDD)一般為1.9%～2.4g/cm3,最佳含水量(OMC)一般為5%～15%。隨著水泥水化作用的繼續(xù),水泥穩(wěn)定砂礫的強(qiáng)度會(huì)逐漸增加,最佳密度值將有所降低,應(yīng)在工地實(shí)測(cè)最佳密度。

1.6 試驗(yàn)路段(質(zhì)量試驗(yàn))

試驗(yàn)路段是檢驗(yàn)施工方案、水泥穩(wěn)定砂礫配合比,測(cè)定虛鋪厚度及施工機(jī)械性能的重要手段。一般由承包商會(huì)同監(jiān)理工程師根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,共同選擇具有代表性的路段作為試驗(yàn)路段,由承包商編制施工方案報(bào)監(jiān)理工程師審批后實(shí)施,在試驗(yàn)路段施工中,應(yīng)有針對(duì)性地收集虛鋪厚度、壓實(shí)度與碾壓機(jī)械碾壓遍數(shù)的關(guān)系等數(shù)據(jù),試驗(yàn)路段結(jié)束后,編制試驗(yàn)路段總結(jié),用以指導(dǎo)全面施工。

2 主要施工工藝及技術(shù)要求

2.1 路肩培土施工控制

在施工路面基層前應(yīng)先將兩側(cè)路肩土施工完成,以創(chuàng)造工作面,減少浪費(fèi)。路肩土測(cè)量放線可沿路線前進(jìn)方向每20m設(shè)一樁,測(cè)樁頂面標(biāo)高應(yīng)高于攤鋪層標(biāo)高20cm,以便人工量測(cè)。攤鋪素土可采用人工、機(jī)械兩種方法,但無論采用那種方法都要測(cè)量好虛鋪厚度,對(duì)路床受雨水沖刷寬度不夠部分要重新培土。機(jī)械碾壓合格后,由人工配合鏟車將填土內(nèi)側(cè)寬出部分切直。

2.2 基層測(cè)量放線

測(cè)量控制樁間距應(yīng)控制在10m一個(gè),控制樁測(cè)設(shè)完成后,在施工段的一端打入φ28鋼筋樁,把拉力器一端固定在鋼筋上,另一端固定好鋼絲繩,然后牽拉鋼絲繩,使拉力器拉力達(dá)到10N以上,鋼絲繩長(zhǎng)度以每施工段100～130 m為宜,一個(gè)施工段不得過長(zhǎng),鋼絲繩固定完成后,把鋼絲繩放入測(cè)樁頂部的凹槽內(nèi),用白線系好,如果鋼絲繩下垂過大,可在每?jī)蓚€(gè)測(cè)樁中間增加一個(gè)支撐,以防鋼絲繩因樁距過大而下沉。

2.3 攤鋪機(jī)攤鋪質(zhì)量控制

攤鋪開始前,應(yīng)調(diào)整熨平板下面的墊木,按攤鋪標(biāo)高增加5～6cm為墊木總厚度,要注意路拱橫坡度變化,按照設(shè)計(jì)要求調(diào)整墊木橫向厚度。用水平儀控制攤鋪機(jī)啟動(dòng)時(shí)熨平板的標(biāo)高。墊木厚度調(diào)整準(zhǔn)確后,將熨平板放在墊木上,固定牢固,調(diào)整到正常攤鋪狀態(tài)。開始攤鋪3～6m長(zhǎng)時(shí),應(yīng)立即檢測(cè)攤鋪面標(biāo)高和橫向坡度,不符合設(shè)計(jì)要求時(shí),應(yīng)適當(dāng)調(diào)整熨平板標(biāo)高和橫坡,直到合格,再繼續(xù)攤鋪。正常施工時(shí),攤鋪機(jī)每前進(jìn)10m,隨車檢測(cè)人員應(yīng)檢測(cè)一次攤鋪面標(biāo)高、坡度。在攤鋪機(jī)前進(jìn)過程中,螺旋攪拌籠兩端的穩(wěn)定砂礫要保持飽滿充足,否則應(yīng)及時(shí)停止攤鋪,等穩(wěn)定砂礫輸送充足后再開機(jī)。攤鋪機(jī)行走時(shí),應(yīng)先傳送穩(wěn)定砂礫,再走行攤鋪。運(yùn)送拌合料的車輛向攤鋪機(jī)料斗內(nèi)卸科時(shí),嚴(yán)禁后車輪在倒車時(shí)撞擊攤鋪機(jī),運(yùn)料車輛應(yīng)距攤鋪機(jī)料斗10cm左右停車,由攤鋪機(jī)向前頂靠住汽車后輪,再起斗卸料。攤鋪機(jī)行進(jìn)時(shí),應(yīng)始終保持直線行駛,攤鋪機(jī)行走時(shí)標(biāo)尺桿上自然垂落的左右測(cè)平傳感器的中心應(yīng)對(duì)準(zhǔn)鋼絲繩以保證攤鋪寬度、厚度準(zhǔn)確。

2.4 配合機(jī)械施工人員

攤鋪機(jī)施工時(shí),設(shè)專人指揮運(yùn)輸車輛調(diào)頭、倒車,不得撞壞測(cè)量標(biāo)高樁,不得在倒車時(shí)撞擊攤鋪機(jī)。應(yīng)在攤鋪機(jī)攤鋪前,在路床表面灑水,灑水車應(yīng)由專人指揮,施工中路床表面不得干燥,不得灑水過多造成路面積水和泥濘,應(yīng)參照水泥配合比及作業(yè)時(shí)的氣候條件控制灑水量,以水泥土最佳含水量為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)灑水量。各類機(jī)械施工必須自始至終由專人指揮,不要多頭指揮,各行其事。應(yīng)配備足夠的整平、修邊人員,對(duì)機(jī)械不能處理到的邊角部位進(jìn)行修補(bǔ),同時(shí)測(cè)量攤鋪層的寬度、標(biāo)高、坡度、平整度,保證攤鋪面合格。

2.5 水泥穩(wěn)定砂礫碾壓成型的時(shí)限

水泥水化反應(yīng)直接影響到水泥穩(wěn)定砂礫最終強(qiáng)度,因此水泥穩(wěn)定砂礫施工有很大的時(shí)效性。水泥穩(wěn)定砂礫拌和完成后擱置時(shí)間過長(zhǎng),會(huì)使水泥喪失活性,從而降低水泥穩(wěn)定砂礫的強(qiáng)度。從水泥穩(wěn)定砂礫拌合到最后壓實(shí)成型,總時(shí)間應(yīng)控制在2.5h以內(nèi)。為此,施工流水段長(zhǎng)度不應(yīng)超過50m,成型時(shí)間嚴(yán)禁超過3.5h。拌和完成后,超過3.5h仍末攤鋪完成的水泥土應(yīng)視作普通素土;運(yùn)回拌合站重新拌合或用于路肩土。

2.6 攤鋪間隔時(shí)間控制

攤鋪間隔時(shí)間不得超過30min,超過30min時(shí),應(yīng)將己卸車的水泥穩(wěn)定砂礫及時(shí)整平、碾壓,設(shè)置工作縫。每個(gè)工作段碾壓結(jié)束后,應(yīng)將壓實(shí)成型的混合料修整成垂直于地面的豎直面。

2.7 混合料攤鋪接縫的處理

接縫有縱向接縫和橫向接縫兩種,當(dāng)攤鋪機(jī)寬度足夠時(shí),整幅攤鋪時(shí)不存在縱縫接縫問題。當(dāng)攤鋪機(jī)的寬度不足時(shí),采用2臺(tái)攤鋪機(jī)一前一后同步向前攤鋪混合料,并一起進(jìn)行碾壓,這樣也可以避免縱向接縫。如有特殊,需設(shè)置橫向接縫,其處理方法是將攤鋪機(jī)附近及其下面未經(jīng)壓實(shí)的混合料鏟除,將已碾壓密實(shí)且高程和平整度符合要求的末端挖成一橫向垂直向下的斷面,攤鋪機(jī)返回到壓實(shí)層的端部,用木墊板墊至虛鋪高度,再攤鋪新的混合料,繼續(xù)下一步施工。

2.8 碾壓質(zhì)量控制

在壓路機(jī)初壓后,應(yīng)檢測(cè)水泥穩(wěn)定砂礫基層表面高程及路拱橫坡,檢測(cè)合格后,在混合料的含水量等于或略大于最佳含水量時(shí),應(yīng)立即用壓路機(jī)在路基全寬內(nèi)進(jìn)行壓實(shí)。直線橫坡路段,應(yīng)由兩側(cè)路肩向道路中心碾壓,超高路段,應(yīng)由內(nèi)側(cè)路肩向外側(cè)路肩進(jìn)行碾壓,總之,應(yīng)由低處向高處逐步碾壓。碾壓時(shí),配合人員要跟機(jī)作業(yè),要求碾壓時(shí)碾壓輪橫向錯(cuò)半輪,碾壓時(shí),壓路機(jī)行走速度為1115km/h～2km/h,密實(shí)度增大后,可適當(dāng)增大碾壓速度。往返一次為一遍,一般碾壓遍數(shù):靜壓一遍,振動(dòng)壓3～5遍。達(dá)到規(guī)定遍數(shù)后,由實(shí)驗(yàn)人員檢測(cè)密實(shí)度,不合格時(shí),應(yīng)繼續(xù)碾壓直到合格,壓實(shí)度合格后,靜壓一遍即可。全部碾壓操作應(yīng)在穩(wěn)定料運(yùn)送到工地2～3h內(nèi)完成,碾壓過程中要求滿幅碾壓,不得漏壓,各部位碾壓次數(shù)應(yīng)相同,路幅兩邊應(yīng)適當(dāng)增加碾壓遍數(shù)。在電信井、電信管道周邊和橋頭搭板邊角處,應(yīng)認(rèn)真指揮操作壓路機(jī),不得撞擊成品。邊角處機(jī)械碾壓不到的部位,應(yīng)由人工夯實(shí)。嚴(yán)禁壓路機(jī)在己成型的或正在碾壓的路段上調(diào)頭、急剎車,防止破壞成品。在各施工段端頭4～5m范圍內(nèi),壓路機(jī)應(yīng)沿路面橫坡由低向高適當(dāng)橫向碾壓,以防止縱向碾壓端頭時(shí)使混合料向端頭方向滑移,形或裂縫或松散現(xiàn)象。碾壓過程中,應(yīng)適當(dāng)灑水,使水泥穩(wěn)定砂礫表面始終保持潮濕,炎熱氣候,混合料表面水份蒸發(fā)過大時(shí),應(yīng)及時(shí)灑水,適當(dāng)增大灑水量。碾壓過程中,如果出現(xiàn)“彈簧”、松散、起皮、“臃包”等現(xiàn)象,應(yīng)用人工及時(shí)翻開重新拌合或換填新的混合科,使其達(dá)到質(zhì)量要求。施工段結(jié)合部位,碾壓時(shí)應(yīng)壓過分界線4m左右,保證結(jié)合部的密實(shí)度。碾壓分段界線處、電信管邊緣、電信井、橋頭等處,均應(yīng)由指揮工作人員插上紅色鋼筋標(biāo)志樁,避免碰撞。

3 灑水養(yǎng)生及交通管制

3.1 養(yǎng)生

每段水泥穩(wěn)定料碾壓完成后,應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)生,水泥穩(wěn)定砂礫最終強(qiáng)度形成需要經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,養(yǎng)生對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫的強(qiáng)度形成有非常重要的影響,是施工中重要的環(huán)節(jié)。養(yǎng)生一般可采用灑水車灑水或草袋、帆布等適合的材料覆蓋。用灑水車養(yǎng)護(hù)時(shí),灑水次數(shù)要根據(jù)氣候及路面水分蒸發(fā)情況確定,養(yǎng)生期間應(yīng)始終保持表面潮濕。灑水后,應(yīng)注意表層情況,表面有浮土、起皮時(shí)可用輪胎壓路機(jī)靜壓1～2遍,以防止表面起皮脫落。水泥穩(wěn)定砂礫養(yǎng)生期一般為7天,使水泥穩(wěn)定料達(dá)到要求的強(qiáng)度,再施工面層。

3.2 交通管制

水泥穩(wěn)定料攤鋪完成進(jìn)入養(yǎng)生期后,應(yīng)封閉交通,除灑水車外,其他車輛不得通行。施工車輛必須通行時(shí),應(yīng)限制載重車輛通行,通行車輛不應(yīng)超過20km/h,嚴(yán)禁急轉(zhuǎn)彎或急剎車。

4 水泥穩(wěn)定砂礫在施工中應(yīng)注意的其它問題

通過2004年s215線莎車—麥蓋提公路改建工程第二合同段水泥穩(wěn)定砂礫基層的施工,試驗(yàn)路段及施工實(shí)踐證明:由于沿線料場(chǎng)的土質(zhì)情況有很大變化,水泥穩(wěn)定砂礫拌合后,隨著的時(shí)間的延續(xù),水泥水化作用增大,水泥穩(wěn)定砂礫含水量減少,最大干容重會(huì)有所下降。由于現(xiàn)行施工規(guī)范最大干容重是以室內(nèi)重型擊實(shí)、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時(shí)取得的數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn),這樣就使得施工現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)后實(shí)測(cè)的干容重很難達(dá)到最大干容重的一定百分比。施工實(shí)踐表明,某些土質(zhì)的水泥穩(wěn)定料,最大干容重隨時(shí)間增加而減小,因此必要時(shí)可在現(xiàn)場(chǎng)取樣,求得實(shí)際最大干容重?cái)?shù)值,做為控制施工與成品驗(yàn)收的依據(jù)。

水泥穩(wěn)定砂礫施工時(shí)要求盡量縮短施工時(shí)間、盡量避免過多地分段碾壓。水泥穩(wěn)定砂礫中過大的水泥用量并不會(huì)有效地增加水泥穩(wěn)定砂礫的最終強(qiáng)度;相反,會(huì)使穩(wěn)定料容易開裂而形成裂縫。這樣的裂縫會(huì)對(duì)瀝青混凝土面層造成破壞,因此,應(yīng)準(zhǔn)確地控制穩(wěn)定料中的水泥用量。水泥穩(wěn)定砂礫的養(yǎng)生是關(guān)系到其最終強(qiáng)度的關(guān)鍵因素,在施工中應(yīng)引起足夠重視,水量充分、適當(dāng)且養(yǎng)生完好的水泥穩(wěn)定砂礫可以避免大面積開裂等破壞。

[1] 劉津明.建筑施工技術(shù)[M].天津:天津大學(xué)出版社, 2003.

[2] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB50210—2005建筑施工手冊(cè)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.

[3] 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(J TG D30—2004)[S].北京:人民交通出版社,2004.

[4] GB 50021-2001.巖土工程勘察規(guī)范:2009年版.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2009.

責(zé)任編輯:文 月

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2010204216

何昌盛(19702),男,安徽馬鞍山人,安徽省馬鞍山市公路局工程師。研究方向:路橋工程技術(shù)。