水泥穩定土施工技術

趙武強

1 簡述水泥穩定土的基本性質

水泥穩定土作為一種基層材料,目前在各種等級的道路工程中適用性較廣。從理論上分析,水泥穩定土是一種水穩性材料,用水泥來穩定能顯著地改變土的物理力學性質,獲得良好的整體性、足夠的力學強度和抗水性、耐久性、抗凍性,符合各種路面基層材料的基本技術要求。

2 工程概況

河南省泌陽—桐柏高速公路土建工程項目起于泌陽縣城東南馬谷田鄉以南的大水沖,與驛陽高速公路終點對接,并和滬陜國家高速公路信陽—南陽段相連,向南與省道S206及國道G312相交,跨淮河后,在桐柏縣東南的出山止于豫鄂兩省交界處,接湖北省隨岳高速公路北段,路線全長約36.389 km。本標段為No.1標段,線路起訖里程為K0+988.561～K7+643,全長6.654 km。本標段路基共有路基挖方:1 009 535 m3,路基填方:611 605 m3,其中路床處理110 000 m3。

3 水泥穩定土試驗段工藝參數及試驗檢測結果

在項目標頭劃分K0+988.561～K1+140為水泥穩定土試驗段。在項目各部門的配合下,經過反復試驗、調整工藝、參數、采集數據等,現場檢測滿足了水泥穩定土的各項指標。總結出試驗段成果如下:WBL23型路拌機拌和1遍后,在1/2輪跡處拌和1遍,共拌和2遍,保證水泥穩定土拌和均勻。XSM220壓路機靜壓2遍,碾壓速度為2.5 km/h。XSM220壓路機振動碾壓4遍,碾壓速度為3.0km/h,3.5 km/h。鋼輪壓路機靜壓1遍,碾壓速度為2.5 km/h～3.0 km/h。灑水養護。虛鋪厚度為 23 cm～24 cm;平均松鋪系數由碾壓前標高測量記錄和碾壓后標高測量記錄計算得出:1.21～1.26。壓實度:大于96%,輪跡重疊寬度:1/3。

4 水泥穩定土施工技術

4.1 施工準備

4.1.1 水泥穩定土填料及水泥要求

1)路床填料要求:本標段路床處理填料采用路塹挖方,最大粒徑不大于 5 cm,塑性指標不大于12。2)水泥要求:采用具備生產許可證的廠家生產的32.5緩凝水泥,要求初凝時間不少于4 h,終凝不少于6 h。

4.1.2 水泥穩定土標準試驗及報批

1)水泥穩定土標準試驗:本標段路床(上路床)處理采用水泥穩定土,水泥摻量為外摻 5%(水泥∶土=5∶100)。施工前進行穩定土室內標準試驗,確定穩定土的滴定曲線及標準擊實曲線,用以指導現場施工。2)標準試驗報批:穩定土標準試驗結束后,將試驗結果上報監理代表處進行復核審批,審批后方可使用。

4.2 施工放樣

路槽驗收合格后,在路槽頂面恢復線路中線。直線段每20 m設一樁,平曲線段每10 m設一樁,并在兩側路肩邊緣處設指示樁。然后進行水平測量,在兩側指示樁上用明顯標記標出水泥穩定土層邊緣的設計高,用以控制填層厚度。施工過程中,每層恢復1次高程,3層恢復1次中線。

4.3 備料

1)料場選擇:將沿線所有料場的土料,用肉眼鑒別,初步選定一些備用料場。從每個料場取有代表性的土料,送試驗室進行原土料及混合料的物理力學性質試驗。根據試驗結果,選定準備開采使用的料場(同時確定水泥劑量)。2)集料的運輸和堆放。集料用挖掘機裝車,自卸汽車運輸。裝車時,注意每車的裝載數量基本相等。根據各路段需要的集料數量按計算距離卸料。布料前在路基表面根據虛鋪厚度及汽車運量撒白灰網,控制填料厚度。在料場供應的路段范圍內,由遠到近將集料堆放在路的一側。嚴格按網格進行布料,避免集料不夠或過多。同時避免集料長時間堆放,造成水分大量蒸發,或遭雨而使含水量過大,甚至造成彈簧現象。如果填料粒徑過大,則在料場進行篩除。

4.4 攤鋪集料

采用推土機和平地機將集料均勻地攤鋪在預定的寬度上,表面力求平整,并有規定的路拱。攤料過程中,將土塊、超尺寸顆粒及其他雜物揀除。同時及時檢驗松鋪材料層的厚度,看其是否符合預要求。必要時,進行減料或補料工作。

4.5 灑水預濕

灑水預濕素土,使水土在水中分布較為均勻,減少攤鋪水泥后的灑水工作量。預濕過程中,使土的含水量約為最佳含水量的70%。預濕時,將水均勻地噴灑在土上。如果隔天預濕素土,有可能遭受夜雨而變得過分潮濕,則可以在當天的清晨進行預濕工作。

4.6 整平

集料經過預濕之后,采用平地機整平成要求的路拱和坡度,并用輕型壓路機碾壓1遍～2遍,使集料層具有平整光滑的表面,同時具有一定的密實度,以便攤鋪水泥。

4.7 擺放和攤鋪水泥

按計算的每袋水泥的縱橫間距,用石灰在集料層上做擺放水泥的標記。水泥用汽車直接送到攤鋪路段,直接卸在做標記的地點,并檢查有無遺漏和多余。然后打開水泥袋將水泥倒在集料層上,并用刮板將水泥均勻攤開,使每袋水泥的攤鋪面積相等。水泥攤鋪完畢后,做到表面沒有空白位置,也沒有水泥過分集中的地點(見圖1)。

4.8 干拌

用路拌機進行拌和,拌和的第一、二遍,通常進行“干拌”,預防加水過程水泥成團。用穩定拌合機進行拌和,拌合深度達到穩定層底。拌和時設專人跟蹤拌合機,隨時檢查拌合深度并配合拌合機操作員調整拌合深度。嚴禁在拌合層底部留有“素土”夾層。使拌合機略破壞(約0.5 cm～1 cm)底基層的表面,以利上下層粘結。

4.9 加水并濕拌

1)在上述拌和過程結束時,如果混合料的含水量不足,用噴管式灑水車補充灑水。灑水車起灑處和另一端“調頭”處都超出拌合段2 m以上。禁止灑水車在正進行拌和的以及當天計劃拌和的路段上“調頭”和停留。2)補充灑水后,再次進行拌和,使水分在混合料中分布均勻。3)灑水及拌和過程中,及時檢查混合料的含水量,含水量宜略大于最佳值,穩定粗粒土和中粒土,較最佳含水量大0.5%～1.0%;穩定細粒土,較最佳含水量大1%～2%。

4.1 0 灰劑量檢測

現場改善土攪拌均勻后,采用滴定法進行灰劑量檢測,灰劑量合格后方可進行填料碾壓施工。

4.1 1 整形、碾壓和養護

1)整形。混合料灰劑量檢驗合格后,立即用平地機進行初平。在直線段,平地機由兩側向路中心進行刮平;在曲線段,平地機由內側向外側進行刮平;需要時,再返回刮1遍～2遍,用輕型壓路機立即在剛初平的路段上快速碾壓1遍,以暴露潛在的不平整;然后再用平地機整平1次。每次整平都按照要求的坡度和路拱進行。2)碾壓。a.水泥穩定土層整平滿足要求后,混合料的含水量等于或略大于最佳含水量時,立即振動壓路機在全寬內進行碾壓。碾壓時,重疊1/2輪寬,后輪超過兩段的接縫處。壓路機的碾壓速度前兩遍采用2.5 km/h,以后采用 2.0 km/h～3.5 km/h。b.嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調頭或急剎車。c.碾壓過程中,水泥穩定土的表面始終保持濕潤。3)養生期不能少于7 d。

4.1 2 接縫和“調頭”處的處理

1)同時施工的兩工作段銜接時,采用搭接,前一段拌和整形后,留5 m～8 m不進行碾壓,后段施工時,前段留下未碾壓部分,加部分水泥重新拌和,并與后一段一起碾壓。2)水泥穩定土層的施工避免縱向接縫。在必須分兩幅施工時,縱縫采用垂直相接。

5 結語

水泥穩定土在施工中對各環節的時間控制要求非常高,工藝銜接和平行流水作業必須在規定的時間內完成,才能確保水泥穩定土的施工質量,使其滿足規范要求,施工出合格的水泥穩定土。因此施工中對每一個施工環節執行嚴格的標準程序化作業,并通過試驗段成果對各種工藝參數進行確認和修改是成功的關鍵。

[1] JTJ 033-95,公路路基施工技術規范[S].

[2] JTJ 034-2000,公路路面基層施工技術規范[S].

[3] 孫 江.公路路面基層施工[M].北京:人民交通出版社,2003.

[4] 文德云,彭富強.路基路面施工技術[M].北京:人民交通出版社,2006.

[5] 張立同.對水泥穩定碎石基層施工的探討[J].山西建筑,2008,34(2):290-291.