楊小晶
(山西遠方路橋集團總公司,山西 大同 037005)
在公路工程施工中,試驗檢測是工程質量管理的重要環節和手段,客觀、準確、及時的檢測數據是指導、控制和審定施工質量的科學依據。水泥穩定碎石基層施工中,因水泥材料的固有特性,質量檢測工作尤為重要,所以要加強用數據指導生產的觀念,搞好質量控制,以下結合本單位在大同—云岡公路施工的經驗,重點談談路基水穩層的質量控制方法和要點。
拌和設備的質量直接影響混合料拌和的質量,而拌和設備好壞的關鍵就要看其骨料、粉料、水等各種物料的配合比精度是否能夠得到保證,本標段選用WBC300型穩定土廠拌設備。該設備采用電磁調速控制系統,能較好地保證各種物料的配合比,且拌和均勻,性能穩定。
水泥劑量太小,不能保證水泥穩定土的施工質量;而劑量太大,既不經濟,還會使基層的裂縫增多、增寬,從而引起瀝青面層的相對應的反射裂縫。所以,必須嚴格控制水泥用量,做到經濟合理、精益求精,以確保工程質量。為減少基層裂縫,必須做到3個限制:在滿足設計強度的基礎上限制水泥用量;在減少含泥量的同時,限制細集料、粉料用量;根據施工時氣候條件限制含水量。具體要求水泥劑量不應大于5.0%,施工質量控制水泥實際用量應高于設計用量的0.5%~1.0%左右。
含水量根據天氣及氣溫情況控制在最佳含水量的+0~+2%范圍內,即含水量應大于最佳含水量1%~2%。為防止混合料離析,漏斗口應加串筒。廠拌混合料現場,每天由后場專職試驗人員在早上、中午、下午分別測定各種集料的含水量,根據施工配合比設計的最佳含水量指標,結合當天的氣溫、濕度、運距情況確定混合料拌和時的用水量。在前場負責檢測壓實度的專職試驗人員,在混合料攤鋪整型過程中亦及時測定混合料的含水量,及時指揮壓路機碾壓,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“彈軟”、“波浪”等現象,影響混合料可能達到的密度和強度,增大混合料的干縮性,使結構層容易產生干縮裂縫;或由于含水量偏小使混合料容易松散,不易碾壓成型,也會影響混合料可能達到的密度和強度。所以只有嚴格按規范施工,加強每一施工環節的質量控制,才能保證施工質量。
混合料運輸時應避免車輛的顛簸,以減少混合料的離析。在氣溫較高、運距較遠時要加蓋氈布,以防止水分過分損失。
基層在施工過程中留有接頭是難以避免的。但接頭處往往是應力的集中區,在溫度應力、基層收縮應力和交通荷載的反復作用下,容易誘發為裂縫,從而導致瀝青面層產生反射裂縫。因此,基層施工過程中,應盡量減少接頭。接縫有縱向接縫和橫向接縫兩種,當攤鋪機寬度足夠時,整幅攤鋪時不存在縱縫接縫問題。當攤鋪機的攤鋪寬度不足時,采用2臺攤鋪機一前一后同步向前攤鋪混合料,并一起進行碾壓,這樣也可以避免縱向接縫。由于本標段結構物較多,一般情況下都以兩結構物間為一施工段落,避免了橫向接縫,如有特殊,需設置橫向接縫,其處理方法是將攤鋪機附近及其下面未經壓實的混合料鏟除,將已碾壓密實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,攤鋪機返回到壓實層的端部,用木墊板墊至虛鋪高度,再攤鋪新的混合料,繼續下一步施工,兩幅基層之間的銜接處的松散部位應切掉。兩次施工處接頭以豎直形式搭接,上下兩層接頭之間最少錯開1 m。
兩工作段搭接部分應嚴格按照規范要求的橫向施工縫處理的方式進行處理。施工過程中如出現因故造成施工中斷2 h以上,也應該按照橫縫的方式進行搭接處理。橫縫應與路中線垂直,其設置方法為:①人工將混合料末端整理整齊,緊靠混合料放兩根木方,高度應與混合料的壓實厚度相同,整平緊靠木方的混合料。②木方的另一側采用沙礫或碎石回填約3 m長,其高度應略高于混合料。③將混合料碾壓密實。④在重新攤鋪混合料前,將木方與砂石料除去,并將作業面清理干凈。
混合料經攤鋪機攤鋪成型后,即可用壓路機碾壓,碾壓長度需根據施工現場的實際情況確定,如果實測混合料的含水量高于最佳含水量,且氣溫較低時可適當延長碾壓長度,如果混合料已接近最佳含水量且溫度較高蒸發快時,應縮短碾壓長度,確保在最佳含水量時進行碾壓。
由于基層材料來源的生產企業規模相對較小,機械化程度不高,石料加工質量普遍不夠穩定,存在粒徑不均勻現象,骨料時而偏粗,時而偏細。因此水泥穩定碎石混合料的最大干密度呈變化狀態。在壓實度的檢驗中,如果采用同一干密度指標作為標準,很容易出現壓實度不合格或超過100%的現象。因此施工中采用灌砂法進行壓實度檢驗時,應對集料篩分,以確定粗骨料的含量,分別選用不同的密度標準。
水泥穩定碎石基層碾壓成型后應及時覆蓋灑水養護。由于水分參與了水泥的水化反應,水分的散失將影響其正常的反應,從而影響凝結硬化后形成的強度,特別是夏季施工,氣溫較高,基層表面的水分蒸發更快,極易產生均勻的裂紋。養生可采用不透水薄膜或濕砂進行覆蓋養生,也可以采用灑水養生。其中灑水養生不宜太早,防止養護用水沖走水泥漿,影響基層的質量。如氣溫過高,蒸發量過大,宜采用小水量快行的灑水辦法,盡量避免養護用水在基層表面流淌。本單位經理部采用的是灑水養生。養生期間,應始終保持基層表面潮濕。同時,應封閉交通,除灑水車外,禁止其他車輛在養生的基層上通行,養生期不少于7 d。冬季施工時,要及時采取防凍措施。因為強度未形成的混合料中的自由水在氣溫0℃以下時結冰,體積膨脹,使基層結構變得松散,達不到設計強度要求。
基層攤鋪碾壓成型到噴灑透層油鋪筑瀝青面層的這段時間的管理維護工作非常重要。由于各種附屬工程相繼進場施工,道路的施工作業面將被占用。特別是第一層成型后,一旦現場管理維護不及時,各種工程材料堆放在基層上,基層將受到極大的破壞。這時應嚴禁堆放重物,不允許車輛上行。第二層7 d養護期滿后方可開放交通,但僅允許部分施工車輛放行。基層施工完畢后,為保證水泥穩定碎石結構不繼續失水,減少干縮裂縫產生,最好在7 d后即噴灑透油層或進行下封層施工,盡早鋪筑瀝青面層。
水泥穩定基層是半剛性路面結構,只有3.0~4.0 MPa的強度,在不鋪面層時,嚴禁各種施工超重車輛通行,過早通過超重車輛會使水穩基層的結構強度受到破壞,產生不規則的細小裂縫。
通過山西大同—云岡線公路的施工,我們得出公路基層施工質量的控制雖然受到人員、機械、材料、水文、氣候、施工工藝等多種因素的綜合影響,但只要嚴格按要求施工,完全能夠保證工程質量。在基層的施工質量控制方面要抓住兩個難點:一是混合料的級配;二是盡量減少基層的裂縫。為保證基層及各結構層的使用壽命,在施工中應盡量減少底基層的裂紋裂縫,應做好以下幾點:①盡量降低混合料中的含泥量。②合理確定水泥穩定碎石中石料摻配比例。若選用集料太細,會導致基層強度降低,直接影響路面的使用壽命。③嚴格控制基層碾壓時的含水量不宜超過最佳含水量1%。施工應盡量避免高溫天氣下施工,混合料水分蒸發快,最佳含水量難以控制,致使基層面難以成型。④嚴格控制好水泥用量,盡量減少基層反射裂縫。⑤加強成型后基層的養生。養護期內要經常保持基層表面濕潤,養護期間應封閉交通,嚴禁車輛在新鋪的基層上行駛。⑥要掌握好基層的平整度,應設專人跟在攤鋪機后對混合料表面不平整處進行處理,及時補平。若掌握不好,在長期行車荷載的作用下,會直接導致路面面層平整度不足,從而加快路面破壞,縮短路面的使用壽命。