水泥穩定碎石基層施工工藝研究

宋文廣

(邯鄲市交通局公路工程二處)

0 前 言

質量優良的半剛性基層離不開合理的材料組成設計及良好的路用性能,同樣離不開合理的施工工藝及質量控制技術。結合作者多年的施工經驗,通過對全國各地的試驗路情況,總結出合理的施工工藝及質量控制技術,這對于提高水穩基層的施工質量,改善基層的路用性能,避免瀝青面層過早出現早期損壞現象具有很強的現實意義。

1 準備工作

1.1 材料準備

(1)水泥。水泥穩定碎石基層所采用普通硅酸鹽路用水泥,初凝時間 3h以上,終凝時間不小于 6h,嚴禁使用快硬、早強、變質的水泥。

(2)碎石。碎石最大粒徑不大于 30mm,壓碎值小于26%,針片狀含量小于20%,有機質含量不超過 2%,含泥量小于 2%。軟弱顆粒和針片狀含量不超標,不含山皮土等雜質,各種材料堆放整齊,界限清楚。

(3)細集料：采用堅硬、潔凈、干燥、無風化、無雜質并有適當級配的機制砂和石屑。細集料應與瀝青有良好的粘結能力。細集料的泥土含量須小于 3%,云母含量小于 1%。雨季要對細集料進行覆蓋,防止雨淋。

(4)水：采用潔凈、不含有害物質的飲用水。

1.2 施工機械準備

擬采用 2臺穩定土拌和站廠拌,每臺產量 500t/h,混合料攤鋪采用 2臺鼎盛 DT1400穩定土基層攤鋪機,半幅一次攤鋪施工。壓實采用 20t振動壓路機 2臺、10～13t鋼筒壓路機一臺組合碾壓。

1.3 下承層準備

在鋪筑前,將下承層表面的雜物清掃干凈,并用振動壓路機碾壓 3～4遍,在經監理工程師驗收合格并同意后進行攤鋪。

施工前用土培好路肩,攤鋪時保證下承層表面濕潤。

2 配合比設計

水泥穩定碎石基層采用篩分和強度標準的方法,進行混合料組成設計。對水泥也要進行試驗其強度和凝結時間。

混合料各項試驗按JTJ057-94《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》規定的方法進行試驗,選取混合料的最佳含水量,在需要改善混合料的物理力學時還確定摻和料的比例。同時,水泥穩定碎石的顆粒組成和塑性指數應滿足規定,級配曲線應接近圓滑,每種尺寸的顆粒不應過多或過少。

3 關鍵工藝

3.1 拌和

拌和設備應有 4個料斗,配有 30t以上的散裝水泥貯藏罐,配備 2臺拌和設備同時向一個攤鋪現場供料。拌和設備準確控制各種材料的數量,保證配料精確,設備應性能良好,完好率高。

施工前經反復調試拌和機,使其運轉正常,拌合均勻,各種原材料配合比例準確,并保證其計量、輸料裝置均處于完好狀態。拌合含水量控制在較最佳含水量大 0.5%～1%左右,以補償混合料在貯存、運輸和攤鋪過程中的水份蒸發。拌好的穩定土混合料顏色一致,無結團現象。混合料自拌和加水至碾壓完畢的時間不超過 4h。

集料必須滿足級配要求,料倉前應有剔除超粒徑石料的篩子,現場須有試驗員監測拌和時的水泥劑量、含水量和各種集料的配比,發現異常要及時調整或停止生產,水泥劑量和含水量應按要求的頻率檢查并做好記錄,料斗應配備 1～2名工作人員,時刻監視下料情況,并人為幫助料斗下料,不準出現卡堵現象,否則應及時停止生產。

3.2 運輸

拌制合格的混合料用 15～30t自卸汽車運輸至工地,平均運距 32km。如果氣溫較高且路途較遠時,則加以覆蓋,以防止混合料水份蒸發或防止雨淋及污染環境;同時裝車時各車的數量和裝載高度均勻一致,以防離析;現場設專人指揮車輛卸料,做到安全生產,并做好相應的記錄;運到現場的混合料應及時攤鋪。

3.3 攤鋪整平

采用 MT12000A型攤鋪機 1臺、PY180型平地機一臺作業,半幅一次進行攤鋪、碾壓,攤鋪前應對下承層灑水,使其表面濕潤。兩側均設基準線、控制高程。分兩層施工：第一層壓實厚度 15～20cm,使用平地機平整成型,第二層控制高程,使用攤鋪機攤鋪。攤鋪機行進速度要均勻,中途不得變速(不管何時),其速度要和拌和機拌和能力相適應,最大限度地保持勻速前進、攤鋪不停頓、間斷。

根據試驗段施工時確定的松鋪系數來調整攤鋪機高度,采用雙側走鋼絲繩方法控制標高,每隔 10m(彎道上每隔5m)加設鋼釬,確保鋼絲繩中間撓度不大于 2mm。攤鋪機作業時,一要控制好行駛的均勻性,二要控制好行走軌道。布置現場補料和修補人員,對個別混合料離析處需清除后補灑細料,對有缺陷的地方進行補修。

3.4 碾壓

兩層碾壓工序相同：用振動式壓路機 2臺和 10～13t鋼輪壓路機 1臺,及時進行碾壓,其方法為首先用振動式壓路機靜態穩定一遍,然后振動碾壓(使中下層達到壓實度),最后用鋼輪壓路機碾壓,達到要求的壓實度,并保證表面無輪跡(碾壓遍數和方法由試驗段來確定 )。

攤鋪和整形之后,當混合料的含水量等于或略大于最佳含水量時,遵循“先輕后重,先靜壓后振動”的原則,立即在全寬范圍內用輕型壓路機初步碾壓,重型、特重型振動壓路機復壓。碾壓時,每道碾壓應于上道碾壓相重疊,重疊寬度車輪不得小于 30cm,鋼輪為后輪的 1/2輪寬,后輪必須超過兩段的接縫處,碾壓一直進行到要求的密實度為止。壓路機的碾壓速度,頭兩遍以采用 1.5～1.7km/h為宜,以后用2.0～2.5km/h為宜。碾壓中,碾壓層表面要始終保持潮濕。如表面水分蒸發過快,應及時灑少量水進行補充。嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調頭和急剎車,凡壓路機不能作業的地方,應采用手扶式壓路機或平板振動器進行壓實,直達到規定的密度為止。

3.5 攤鋪和碾壓檢驗與缺陷修補

不斷檢測攤鋪和碾壓后的標高(左、中、右)及時糾正施工中的偏差。挖除大料窩點及含水量超限點,并換填合格材料。用拌和好的水泥石屑對表面偏粗的部位進行精心找補。對由于攤鋪機停頓和碾壓推移產生的擁包、擁坎,用鐵夯人工夯除。用 3m直尺逐段丈量平整度,發現異常馬上處理。快速檢則壓實度,壓實不足盡快補壓。壓實度控制時一定要留有余地,盡量多壓 1～2遍,自檢時壓實度按提高一個百分點掌握。

3.6 質量檢驗

混合料按 JTJ057—94《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》標準進行篩分試驗。在已完成的底基層上,按規定進行取樣、試驗,并檢查其它項目。

各項指標的檢驗應在 24h內完成,首先表面應均勻無松散等現象(最好跟蹤檢驗)。各項質量指標應滿足標準要求,它不僅影響對該層的質量評定,同時也會對瀝青表面層的質量和經濟效益產生較大的影響。壓實度、強度不合格的應返工處理。

3.7 養生

灑水養生要不少于 7d,且必須經常保持結構層表面濕潤。作封層前必須進行灑水養生。養生期內(7d)除灑水及封層施工車外,應徹底中斷交通,必須有切實禁止車輛通行的強制措施(如設路障、專人看管等)。即使超過養生期未做封層前也必須斷交。

3.8 接頭處理

兩作業段的銜接處,采用平口結合,即在第一段施工終止前將其端頭埋置并固定一等高度方木,攤鋪平齊并壓實。第二段施工時,將第一段在施工高程和平整合格處予以切齊,碾壓時做好接頭的橫向碾壓。

接頭一律為垂直銜接,或用方木進行端頭處理,或碾壓后掛線直接挖除至標準斷面,用三米直尺進行檢驗,以確認接頭處理是否到位。

4 結 語

(1)自加水拌和到碾壓完畢的延遲時間不大于 3h,即一定要在此時間段內完成施工和壓實度檢測。

(2)養生期內或作封層前要徹底斷交,措施必須跟上,此間若有違禁車通過,將視為缺陷工程,不予接收,這一點特別重要。

(3)水泥碎石具有不可再塑性。所以施工時一定要精益求精,除洗刨外一切缺陷的修補都要在允許的延遲時間內完成。

(4)攤鋪過程中因故停機超過 2h,要按工作逢(接頭)處理。

(5)各項組織、準備一定要充分,銜接要緊密,施工要連續(一天只留一道工作縫,中午不間斷),最大限度地減少施工損失。

(6)廢棄料不準拋撒在邊坡、路肩及中央分隔帶內。

(7)一次性全幅攤鋪。

(8)配料準確,尤其是水泥劑量更要準確(至關重要)。

(9)雨季施工時,細料要覆蓋,防止著雨結團,計量失準。

(10)處于養生期間內的路段,必須設置明顯的標志牌。

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[1]吳超凡,申愛琴等.半剛性基層材料的碾壓機械優化組合研究[J].公路,2006,(1)：213-216.

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