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    水泥穩(wěn)定碎石基層施工中底基層損壞原因分析及處治

    2013-04-18 07:43:31
    交通運輸研究 2013年19期
    關(guān)鍵詞:灰土砂土石灰

    王 輝

    (邯鄲市光太公路工程有限公司,河北 邯鄲 056000)

    水泥穩(wěn)定碎石(簡稱水穩(wěn)碎石)作為路面基層在江蘇省干線公路建設(shè)中被廣為采用,其厚度為30~40cm,一般分兩層施工。水穩(wěn)碎石基層施工的前一道工序為路基底基層,采用厚度為20cm的穩(wěn)定土。根據(jù)施工工序安排,底基層施工完畢并經(jīng)驗收后才可以進(jìn)行水穩(wěn)碎石基層的施工。在水穩(wěn)碎石施工過程中,因底基層強度、運輸車輛碾壓等因素,造成對底基層的破壞,使底基層無法滿足鋪筑水穩(wěn)碎石基層的要求。本文將結(jié)合工程實例,分析水泥穩(wěn)定碎石施工中底基層損壞的原因,并提出解決方案。

    1 工程概況

    某省道為新建項目,道路等級為一級公路,總里程為73km,設(shè)計時速為100km/h,路基寬度為26m,橋梁設(shè)計為公路—Ⅰ級。其中道路結(jié)構(gòu)層依次為“原地面摻8%石灰處理+45cm5%灰土+80cm6%石灰土+20cm水泥石灰土底基層+32cm水泥穩(wěn)定碎石+8cmSUP—20瀝青砼+4cmSUP—13瀝青砼”。

    某標(biāo)段底基層施工完畢進(jìn)行養(yǎng)生,達(dá)到強度后進(jìn)行質(zhì)量檢測,合格后組織開展水泥穩(wěn)定碎石施工。但是在水穩(wěn)碎石施工期間,底基層出現(xiàn)較大面積的損壞,導(dǎo)致底基層各種性能指標(biāo)無法滿足質(zhì)量要求,需進(jìn)行病害處治,且由于底基層損壞造成了一定的工期延誤。

    2 底基層病害及其原因分析

    2.1 底基層病害描述

    底基層病害分為局部破損和大面積損壞。局部破損主要表現(xiàn)為:含水量較大,出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象,表層2~4cm范圍內(nèi)松散,壓實度、強度等指標(biāo)不合格。大面積損壞主要表現(xiàn)為:表層呈粉末狀,最深處可達(dá)8~10cm,整體結(jié)構(gòu)完全破壞,汽車輪跡非常明顯。

    2.2 原因分析

    2.2.1 路用建筑材料及設(shè)計配比

    路基填筑用土所選取土坑土質(zhì)為粉砂土。粉砂土的特性為不易成型、整體性差。底基層原設(shè)計配比根據(jù)粉砂土特性設(shè)計,設(shè)計強度為0.8MPa,設(shè)計配比采用4∶8∶88(水泥∶石灰∶土),但因粉砂土路段經(jīng)多次試驗無法滿足強度要求,所以放棄使用。如果考慮換填土質(zhì)較好的粘土,由于運距較遠(yuǎn)、二次征地困難等因素,導(dǎo)致費用增加較多,也未被采用。經(jīng)綜合對比,采用設(shè)計配比3∶8∶22∶77(水泥∶石灰∶粉煤灰∶土),其試驗強度滿足要求。綜合比較,粉砂土并非較理想的路基填筑材料。

    2.2.2 施工、養(yǎng)護不當(dāng)

    施工、養(yǎng)護不當(dāng)主要在于:

    a)底基層在雨季施工,石灰、粉煤灰含水量偏大,路基兩側(cè)排水不暢,路基土晾曬時間不足,碾壓成型后經(jīng)雨水浸泡,造成底基層含水量偏大;

    b)施工時翻拌深度不足,摻灰不均勻造成底基層底部灰劑量不足形成軟弱夾層;

    c)養(yǎng)護時間達(dá)到7d后水穩(wěn)基層運輸車輛即在底基層上面通行,底基層強度尚未完全達(dá)到。

    2.2.3 運輸機械碾壓

    因施工時臨時便道不通暢,水穩(wěn)基層鋪筑材料運輸車輛在底基層上行駛,而運輸車輛多為改裝超載車輛,每輛車實際載重約為35t,遠(yuǎn)超路面公路—Ⅰ級設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),且此時底基層作為直接持荷層,容易造成結(jié)構(gòu)損壞。

    3 處治方案

    3.1 預(yù)防措施

    3.1.1 填筑材料

    底基層填筑優(yōu)先選用粘性土,如果土質(zhì)為粉砂土,需要進(jìn)行土質(zhì)改性。實踐證明,采用二灰土(水泥、石灰、土)的配比方案其強度很難達(dá)到設(shè)計要求,一般采用三灰土(水泥、石灰、粉煤灰、土)配比方案。三灰土配比方案的強度能夠達(dá)到設(shè)計要求,且工藝較為成熟;配比時要控制水泥用量,防止水泥用量大而造成的底基層開裂。

    3.1.2 施工要求

    施工順序為:布土、布粉煤灰、布石灰按照二灰土施工工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,然后按照要求布水泥。三灰土的拌和宜進(jìn)行4次,采用寶馬路拌機,保證拌和均勻、徹底,拌和后的混合料表面顏色一致,沒有花白現(xiàn)象及含水量略大于最佳含水量2%,即可進(jìn)行整形碾壓。三灰土施工的控制要點是水泥的終凝時間,各道工序要緊密銜接,確保布灰、拌和、整平、碾壓等工序在水泥終凝時間內(nèi)順利完成。雨季施工時要注意天氣變化情況,及時做好施工安排。將水泥、石灰、粉煤灰堆成大堆,表面要采用塑料布覆蓋,四周挖好排水溝排水??s短施工長度保證當(dāng)天成型。

    3.1.3 養(yǎng)生

    底基層施工結(jié)束后要盡快覆蓋養(yǎng)生,路段成型后要及時灑水養(yǎng)生,7d內(nèi)保持其表面濕潤,未進(jìn)行下一道工序之前禁止開放交通。進(jìn)行自檢驗收,符合要求后再進(jìn)行下道工序施工。雨季養(yǎng)護時要挖好排水系統(tǒng),及時排除積水,避免底基層被浸泡。

    3.1.4 避免車輛碾壓

    不但養(yǎng)生期間禁止車輛通行,而且在底基層成型后強度達(dá)到要求的情況下也要禁止行車碾壓,特別是運輸車輛。在水穩(wěn)碎石攤鋪時,首先要確保施工便道的通暢,運輸材料的車輛不得在底基層上行駛;其次,在運輸車輛等待卸料與攤鋪機之間的路段上,要優(yōu)化交通流組織方案,盡量減少運輸車輛在路段上行駛的距離。

    3.2 局部損壞處治方案

    對于局部坑塘彈簧現(xiàn)象,挖除后直接填筑強度較高的水穩(wěn)碎石。挖除含水量較大的土體時要清除干凈,挖除后的坑塘要規(guī)則成形。局部面積不大的表層松散可以用平地機刮平,如果厚度不大,可以在鋪筑水穩(wěn)碎石時直接補平。

    3.3 大面積損壞處治方案

    對于段落較長的大面積損壞要采取全部挖除的方式,重新按照三灰土施工工藝進(jìn)行鋪筑。原則上重新鋪筑的寬度為半幅路基,不能在半幅路基上進(jìn)行局部挖除重鋪,避免因新老底基層之間搭接等因素而造成質(zhì)量隱患。

    4 結(jié)語

    粉砂土并不是優(yōu)質(zhì)的路基底基層填筑材料,但受到地理因素限制,無法找到其他較好的填筑材料,或者以其他填筑材料取代時代價太大,此時可以對粉砂土進(jìn)行改性,其中三灰土最為常見。底基層施工中要從材料選擇、施工到養(yǎng)生等環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制,確保底基層各種性能指標(biāo)滿足要求。而在底基層上鋪筑水穩(wěn)碎石時要特別注意盡量避免運輸車輛對底基層的碾壓,以免造成底基層破壞而無法達(dá)到施工要求。

    [1]中交第一公路工程局有限公司.公路工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)(路基、路面、隧道)[M].北京:人民交通出版社,2007.

    [2]王峰,程培峰,王立軍,等.粉砂土的工程性質(zhì)及路基施工工藝研究[J].中外公路,2010,30(3):42-45.

    [3]杜學(xué)玲,李向紅,楊俊彪.三灰土路面底基層混合料配合比優(yōu)化[J].路基工程,2009,(2):38-39.

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