六潛高速公路砂礫基層施工技術

何昌盛

六潛高速公路砂礫基層施工技術

何昌盛

(馬鞍山市公路局,安徽馬鞍山 245000)

水泥穩定砂礫具有良好的力學性能和抗凍性等優點,因此,在六潛高速公路B段基層施工中得到廣泛應用,但在具體施工中仍有許多需要注意的技術性問題,以達到提高質量功效、縮短工期、降低成本的目的。

水泥穩定砂礫;施工質量;控制

水泥穩定砂礫具有良好的力學性能和水穩性以及抗凍性等優點[1],在六潛高速公路B段范圍內水泥穩定砂礫被廣泛用于高等級公路路面基層或底基層。雖然優點很多,使用范圍也比較廣泛,但是若對其特點了解不足,施工質量控制不好,就不能充分發揚其長處,甚至會留下工程隱患,造成嚴重后果。

1 砂礫基層施工準備

1.1 路床

土路床表面應平整、堅實,具有規定路拱;路床表面高程、寬度、平整度、密實度等均應符合設計要求,有現場監理工程師對工序驗收的合格簽認;路床表面不能有積水、松散、翻漿、橡皮土等情況,高填方路段應有足夠的預留沉降期,路床表面的缺陷應及時處理,基層施工前應對土路床做全面檢查,建立嚴格的交接制度。

1.2 主要原材料

(1)水泥

水泥作為集合料的一種穩定劑,其質量性能對集料的質量起到至關重要的作用。為使穩定土有足夠的時間進行拌和、運輸、攤鋪、碾壓以及保證其具有足夠的強度,不應使用快凝水泥、早強水泥以及受潮變質的水泥。施工時應選用終凝時間較長、標號較低的水泥,一般采用3215級普通硅酸鹽緩凝水泥為宜,水泥初凝時間為3～4h,終凝時間5～7h,細度5.6%～7.4%,28d強達到42～43MPa。

(2)砂礫

土的類別和性質是影響水泥穩定砂礫強度的重要因素之一(這里的土指天然砂礫)。土的礦物成份對水泥穩定砂礫的性質有重要影響,必須對取土場進行分析。除限制有機質含量少于5%、硫酸鹽含量少于0.8%外,砂礫土的塑性指數Ip小于6為宜,液限Wp應小于25%,各項指標均應符合要求。應選取砂礫土質均勻、雜質少、土量大的取土場,在拌合場應有充足的存土,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,依據經濟合理的原則,經過對沿線料場的原材料的調查、試驗,經實驗檢測各項指標符合規范要求。

(3)含水量

廠拌混合料現場,每天由現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。在現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,或由于含水量過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。

1.3 水泥穩定砂礫攪拌站

(1)水泥穩定砂礫攪拌站應安裝調試,具備正常生產能力。

(2)拌臺站人員、配套機械設備、材料準備、原材料試驗設備及人員都應齊備。

(3)經試拌、生產的水泥穩定砂礫符合要求。

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

1.4 施工機械設備

水泥穩定砂礫施工現場應配置壓路機、攤鋪機等機械,在工作面上進行適當組合。

1.5 水泥穩定砂礫配合比

在實驗室對所取土樣、水泥檢驗合格后,進行試配,制作試樣,根據試件養護7天的無側限抗壓強度,得出試配結果。考慮抗溫縮、抗干縮及經濟性,最終確定配合比設計水泥用量,水泥用量一般為4%～5%,七天無側限抗壓強度值,最佳密實度(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,水泥穩定砂礫的強度會逐漸增加,最佳密度值將有所降低,應在工地實測最佳密度。

1.6 試驗路段(質量試驗)

試驗路段是檢驗施工方案、水泥穩定砂礫配合比,測定虛鋪厚度及施工機械性能的重要手段。一般由承包商會同監理工程師根據現場實際情況,共同選擇具有代表性的路段作為試驗路段,由承包商編制施工方案報監理工程師審批后實施,在試驗路段施工中,應有針對性地收集虛鋪厚度、壓實度與碾壓機械碾壓遍數的關系等數據,試驗路段結束后,編制試驗路段總結,用以指導全面施工。

2 主要施工工藝及技術要求

2.1 路肩培土施工控制

在施工路面基層前應先將兩側路肩土施工完成,以創造工作面,減少浪費。路肩土測量放線可沿路線前進方向每20m設一樁,測樁頂面標高應高于攤鋪層標高20cm,以便人工量測。攤鋪素土可采用人工、機械兩種方法,但無論采用那種方法都要測量好虛鋪厚度,對路床受雨水沖刷寬度不夠部分要重新培土。機械碾壓合格后,由人工配合鏟車將填土內側寬出部分切直。

2.2 基層測量放線

測量控制樁間距應控制在10m一個,控制樁測設完成后,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,使拉力器拉力達到10N以上,鋼絲繩長度以每施工段100～130 m為宜,一個施工段不得過長,鋼絲繩固定完成后,把鋼絲繩放入測樁頂部的凹槽內,用白線系好,如果鋼絲繩下垂過大,可在每兩個測樁中間增加一個支撐,以防鋼絲繩因樁距過大而下沉。

2.3 攤鋪機攤鋪質量控制

攤鋪開始前,應調整熨平板下面的墊木,按攤鋪標高增加5～6cm為墊木總厚度,要注意路拱橫坡度變化,按照設計要求調整墊木橫向厚度。用水平儀控制攤鋪機啟動時熨平板的標高。墊木厚度調整準確后,將熨平板放在墊木上,固定牢固,調整到正常攤鋪狀態。開始攤鋪3～6m長時,應立即檢測攤鋪面標高和橫向坡度,不符合設計要求時,應適當調整熨平板標高和橫坡,直到合格,再繼續攤鋪。正常施工時,攤鋪機每前進10m,隨車檢測人員應檢測一次攤鋪面標高、坡度。在攤鋪機前進過程中,螺旋攪拌籠兩端的穩定砂礫要保持飽滿充足,否則應及時停止攤鋪,等穩定砂礫輸送充足后再開機。攤鋪機行走時,應先傳送穩定砂礫,再走行攤鋪。運送拌合料的車輛向攤鋪機料斗內卸科時,嚴禁后車輪在倒車時撞擊攤鋪機,運料車輛應距攤鋪機料斗10cm左右停車,由攤鋪機向前頂靠住汽車后輪,再起斗卸料。攤鋪機行進時,應始終保持直線行駛,攤鋪機行走時標尺桿上自然垂落的左右測平傳感器的中心應對準鋼絲繩以保證攤鋪寬度、厚度準確。

2.4 配合機械施工人員

攤鋪機施工時,設專人指揮運輸車輛調頭、倒車,不得撞壞測量標高樁,不得在倒車時撞擊攤鋪機。應在攤鋪機攤鋪前,在路床表面灑水,灑水車應由專人指揮,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,應參照水泥配合比及作業時的氣候條件控制灑水量,以水泥土最佳含水量為標準調整現場灑水量。各類機械施工必須自始至終由專人指揮,不要多頭指揮,各行其事。應配備足夠的整平、修邊人員,對機械不能處理到的邊角部位進行修補,同時測量攤鋪層的寬度、標高、坡度、平整度,保證攤鋪面合格。

2.5 水泥穩定砂礫碾壓成型的時限

水泥水化反應直接影響到水泥穩定砂礫最終強度,因此水泥穩定砂礫施工有很大的時效性。水泥穩定砂礫拌和完成后擱置時間過長,會使水泥喪失活性,從而降低水泥穩定砂礫的強度。從水泥穩定砂礫拌合到最后壓實成型,總時間應控制在2.5h以內。為此,施工流水段長度不應超過50m,成型時間嚴禁超過3.5h。拌和完成后,超過3.5h仍末攤鋪完成的水泥土應視作普通素土;運回拌合站重新拌合或用于路肩土。

2.6 攤鋪間隔時間控制

攤鋪間隔時間不得超過30min,超過30min時,應將己卸車的水泥穩定砂礫及時整平、碾壓,設置工作縫。每個工作段碾壓結束后,應將壓實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。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。

2.8 碾壓質量控制

在壓路機初壓后,應檢測水泥穩定砂礫基層表面高程及路拱橫坡,檢測合格后,在混合料的含水量等于或略大于最佳含水量時,應立即用壓路機在路基全寬內進行壓實。直線橫坡路段,應由兩側路肩向道路中心碾壓,超高路段,應由內側路肩向外側路肩進行碾壓,總之,應由低處向高處逐步碾壓。碾壓時,配合人員要跟機作業,要求碾壓時碾壓輪橫向錯半輪,碾壓時,壓路機行走速度為1115km/h～2km/h,密實度增大后,可適當增大碾壓速度。往返一次為一遍,一般碾壓遍數:靜壓一遍,振動壓3～5遍。達到規定遍數后,由實驗人員檢測密實度,不合格時,應繼續碾壓直到合格,壓實度合格后,靜壓一遍即可。全部碾壓操作應在穩定料運送到工地2～3h內完成,碾壓過程中要求滿幅碾壓,不得漏壓,各部位碾壓次數應相同,路幅兩邊應適當增加碾壓遍數。在電信井、電信管道周邊和橋頭搭板邊角處,應認真指揮操作壓路機,不得撞擊成品。邊角處機械碾壓不到的部位,應由人工夯實。嚴禁壓路機在己成型的或正在碾壓的路段上調頭、急剎車,防止破壞成品。在各施工段端頭4～5m范圍內,壓路機應沿路面橫坡由低向高適當橫向碾壓,以防止縱向碾壓端頭時使混合料向端頭方向滑移,形或裂縫或松散現象。碾壓過程中,應適當灑水,使水泥穩定砂礫表面始終保持潮濕,炎熱氣候,混合料表面水份蒸發過大時,應及時灑水,適當增大灑水量。碾壓過程中,如果出現“彈簧”、松散、起皮、“臃包”等現象,應用人工及時翻開重新拌合或換填新的混合科,使其達到質量要求。施工段結合部位,碾壓時應壓過分界線4m左右,保證結合部的密實度。碾壓分段界線處、電信管邊緣、電信井、橋頭等處,均應由指揮工作人員插上紅色鋼筋標志樁,避免碰撞。

3 灑水養生及交通管制

3.1 養生

每段水泥穩定料碾壓完成后,應立即進行養生,水泥穩定砂礫最終強度形成需要經過相當長的時間,養生對水泥穩定砂礫的強度形成有非常重要的影響,是施工中重要的環節。養生一般可采用灑水車灑水或草袋、帆布等適合的材料覆蓋。用灑水車養護時,灑水次數要根據氣候及路面水分蒸發情況確定,養生期間應始終保持表面潮濕。灑水后,應注意表層情況,表面有浮土、起皮時可用輪胎壓路機靜壓1～2遍,以防止表面起皮脫落。水泥穩定砂礫養生期一般為7天,使水泥穩定料達到要求的強度,再施工面層。

3.2 交通管制

水泥穩定料攤鋪完成進入養生期后,應封閉交通,除灑水車外,其他車輛不得通行。施工車輛必須通行時,應限制載重車輛通行,通行車輛不應超過20km/h,嚴禁急轉彎或急剎車。

4 水泥穩定砂礫在施工中應注意的其它問題

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定砂礫基層的施工,試驗路段及施工實踐證明:由于沿線料場的土質情況有很大變化,水泥穩定砂礫拌合后,隨著的時間的延續,水泥水化作用增大,水泥穩定砂礫含水量減少,最大干容重會有所下降。由于現行施工規范最大干容重是以室內重型擊實、標準養護時取得的數值為標準,這樣就使得施工現場壓實后實測的干容重很難達到最大干容重的一定百分比。施工實踐表明,某些土質的水泥穩定料,最大干容重隨時間增加而減小,因此必要時可在現場取樣,求得實際最大干容重數值,做為控制施工與成品驗收的依據。

水泥穩定砂礫施工時要求盡量縮短施工時間、盡量避免過多地分段碾壓。水泥穩定砂礫中過大的水泥用量并不會有效地增加水泥穩定砂礫的最終強度;相反,會使穩定料容易開裂而形成裂縫。這樣的裂縫會對瀝青混凝土面層造成破壞,因此,應準確地控制穩定料中的水泥用量。水泥穩定砂礫的養生是關系到其最終強度的關鍵因素,在施工中應引起足夠重視,水量充分、適當且養生完好的水泥穩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[M].天津:天津大學出版社, 2003.

[2] 中華人民共和國國家標準.GB50210—2005建筑施工手冊[S].北京:中國建筑工業出版社,2005.

[3] 中華人民共和國行業標準.公路路基設計規范(J TG D30—2004)[S].北京:人民交通出版社,2004.

[4] GB 50021-2001.巖土工程勘察規范:2009年版.中華人民共和國國家標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2009.

責任編輯:文 月

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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。