摘要:當前,水泥穩定碎石基層施工工藝被廣泛應用于高速公路、國省干線等高等級公路建設工程當中,少量低等級公路也有所應用。水泥穩定碎石基層具備優秀的力學特性、穩定性和半剛性等優點,但是在施工質量控制方面存在著一定的難度。文章對沛縣城西繞城公路基層施工質量控制方法進行了分析,僅供參考。
關鍵詞:繞城公路;基層施工;質量控制;水泥穩定碎石基層;交通建設
中圖分類號:U416 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)33-0098-03
1 概述
從2009年開始,國家開始加大交通建設投資力度,同時積極鼓勵社會投資公路基礎設施建設,有效推動了全國公路交通建設事業邁入快速發展的道路。大規模建設高等級公路對于緩解交通壓力和拉動內需具有極其重要的意義,但同時也存在大量的施工質量問題。特別是水泥穩定碎石基層施工方面,存在著水穩層不成型、路面開裂、寬度和厚度不足、表面松散等大量的共性問題。本文旨在分析如何做好沛縣城西繞城公路水穩碎石基層施工質量控制。
2 工程概況
沛縣城西繞城公路是321省道沛縣城區改線段,321省道起源于蘇魯交界二級壩船閘,經大屯、沛縣城區、鹿樓、張五樓豐縣城區、趙莊,止于蘇魯交界,先后穿經沛縣和豐縣兩座區域中心節點城市,連接著沿線九個鄉鎮節點。目前此條干線公路過境沛縣城區,走向不順且繞行距離較長,隨著沛縣城區的擴大,現有道路已逐漸被合圍到城區內,成為城市道路系統的一部分,平面交叉口較多,橫向干擾較大,大量的過境交通造成公路交通流的堵塞和不連續,也對城市內部功能的完整性形成了分割,削弱了中心城市對周邊的帶動作用,干擾了城區正常的生產生活秩序。因此經省政府批準建設321省道沛縣城區改線段工程。它的建成將有利于沛縣城區的發展,帶動縣區域的經濟快速提升,有效提升沛縣公路主干道通行能力,有效解決沿線地區旅游觀光、休閑娛樂交通不暢的問題,從而加快沿湖旅游資源開發,為打
造沛縣濱湖生態城市提供基礎條件,該工程年底完工。
該工程技術標準為一級公路,設計時速100公里/小時,基層材料采用水泥穩定碎石。本項目起自與253省道交叉處,沿現有路線向西,經馬寺村,與徐沛鐵路交叉后,跨徐沛運河,與張雙樓鐵路專用線交叉,經汪塘村、候樓村、三座樓村,與樊噲路交叉,跨豐沛運河,向南與在建豐沛鐵路交叉,止于與濟徐高速公路連接線交叉處,路線全長18.916公里,與既有省道形成城市環線。
3 作用原理及要求
水泥穩定碎石是以級配碎石作骨料,采用一定數量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙,按嵌擠原理攤鋪壓實。其壓實度接近于密實度,強度主要靠碎石間的嵌擠鎖結原理,同時有足夠的灰漿體積來填充骨料的空隙。它的初期強度高,并且強度隨齡期而增加很快結成板體,因而具有較高的強度,抗滲度和抗凍性較好。水泥穩定碎石水泥用量一般為混合料3%~7%,7天的無側限抗壓強度可達5.0MPa,較其他路基材料高。水泥穩定碎石成活后遇雨不泥濘,表面堅實,是高級路面的理想基層材料。根據交通部《公路路面基層施工技術規范》內容規定,水泥穩定碎石均屬中粒土,由于水穩中含有水泥等膠凝材料,因而要求整個施工過程要在水泥終凝前完成,并且一次達到質量標準,否則不易修整。因而施工中要求加強施工組織設計,增加現場施工人員的緊迫感和責任感,加快施工進度,加大機械化施工程度,提高機械效率。
4 原材料控制
水穩碎石基層原材料包括水泥、碎石和砂料,施工單位積極配合監理工程師取樣抽檢,按照規定要求對水泥的凝結時間、標號,碎石壓碎值、塑形指數進行抽樣檢驗。經批準合格后進場和使用,未經監理方同意的嚴禁進場。
4.1 水泥
該工程水泥采用當地生產普通硅酸鹽水泥,并且為保證對混合料有充足的時間鋪攤和碾壓,水泥的凝結時間要達到6小時以上,這是因為凝結時間短的快硬水泥和早強水泥不適用于水穩碎石基層施工工藝,同時禁止使用受潮變質水泥。另外在拌和水泥穩定碎石時實際水泥用量要進行嚴格控制,如果用量太少將減少膠凝作用;如果用量太大將加大水化熱反應溫度,極易形成裂縫,在振動式壓路機振動時,極易形成一層水泥漿覆蓋在水穩表面,阻止水穩水化熱的揮發,不利于壓路機作業。
4.2 碎石
選用棱角分明、干凈整潔、硬度高且耐磨性好的碎石,泥土量超標的碎石不允許進場使用。高等級公路和一級公路水穩碎石基層的碎石壓碎值一般不超過30%,單顆最大粒徑不超過30mm。考慮到施工作業的需要,該工程選取碎石時分成粗集料、中級料和石屑細集料三個檔次。同時還增加介于粗集料和中級料中間值的集料,一般取值為10~20mm,具體標準需要結合工程實際需要而確定。
表1 水泥穩定土用作底層時的顆粒組成范圍
1 2 3
篩孔尺寸(mm) 37.5 100 100
31.5 90~100 100
26.5 90~10
19 67~90 72~89
9.5 45~68 47~67
4.75 50~100 29~50 29~49
2.36 18~38 17~35
0.6 17~100 8~22 8~22
0.075 0~30 0~7 0~7
液限(%) <28
塑性指數 <9
5 混合料的組合實驗要點
遵循強度不同使用不同的混合料進行配比的原則,控制好粉料使用量和水泥劑量,保持水泥劑量采用5%。為了防止基層開裂和減少經濟投資,在滿足強度要求的情況下,可以通過適量減少水泥劑量來達到目的。但是水泥劑量不能過低,避免出現水溫基層強度不夠而導致施工質量問題。關于試件的無側限抗壓實驗條件要達到如下要求:一是溫度要求,18℃~22℃;二是時間要求,保濕養生6天,浸水養生1天。
6 水穩碎石基層施工工藝要點
6.1 施工工序
施工工序如圖1所示:
圖1 水穩碎石拌和
6.2 水泥含量控制
水穩碎石是通過水泥、碎石、砂石和水攪拌塑形而成,作為非均勻建筑材料具有一定的離析性,強度值會在一定范圍內浮動。因此,施工作業過程中使用的水泥劑量較混合料實驗時設計的確定值要上浮0.5%左右,攪拌現場的專職人員注意調整水泥劑量。為確保混合料拌和過程順暢,試驗人員經常性地觀察攪拌后水泥碎石的外觀呈色,使試件在強度達到技術要求的前提下水泥劑量達到最小化。該工程水泥用量經試驗最終采用混合料質量的4.5%。
6.3 含水量控制
含水量是影響混合料成型效果的一項重要因素。攪拌現場應以混合料實驗時確定的最佳含水量為依據,根據季節、雨水和溫度等因素進行浮動調整。夏季是復雜多變的季節。在氣溫偏高時期,水分蒸發量較大,結合以往的施工經驗,每天上午九時到下午五時要增加含水量,同實驗最佳含水量相比向上浮動1%~1.5%左右。具體浮動標準以攪拌現場實驗人員測試計算的數據為準;在多雨期間,砂石自身的含水量有所提高,應該以最佳含水量為基礎刨除砂石含水量進行攪拌。該工程水含量經試驗最終采用混合料質量的5%。
6.4 混合料攤鋪
攤鋪前做好充分的準備工作,包括攤鋪機選用型號、夯打頻率設定以及螺旋送料器調整。同時,做好底層清潔處理和灑水。混合料到達施工現場時,前場專職人員檢查混合料的離散情況,并組織人員將離散混合料清理干凈。定期檢查混合料的含水量變化情況,及時通知攪拌現場工作人員進行調整。攤鋪機施工作業期間確保運轉速度不變,速度根據現場施工情況確定。同時,掌握攪拌現場混合料的每日產出量確保滿足攤鋪機所需使用量。攤鋪機的夯搗速率應結合實驗施工段取出穩定值不變,應用于剩余施工段當中。
6.5 混合料碾壓
按要求配備兩臺同型號大噸位壓路機和小型壓實機具。首先,碾壓應采用振動壓路機靜壓1~2次,再震動碾壓3~4遍;其次,使用腳輪壓路機靜壓1~2遍,收光壓輪痕跡。最后,實際的壓實遍數應根據現場施工情況,達到壓實度為準。關于碾壓速度,在靜壓時期、壓實時期和收光時期均根據實驗施工段給出的確定值勻速碾壓,不隨意更改速度。另外,壓路機起車和剎車時要低速行使、慢剎車,確保已經完成或者正在碾壓的基層面受到破壞。
7 粉煤灰的效果
拌合水泥穩定碎石摻加了一定數量的粉煤灰,從摻加粉煤灰的效果來看,水穩施工后期強度較高,這是因為只加砂的混合料需水量較大,干縮也大,在夏天高溫干旱條件下施工極易出現裂縫,另外在振動式壓路機碾壓過程中極易翻漿,不利于壓路機作業。而粉煤灰混合料對改善其和易性,降低水化熱溫升均有顯著效果。摻加粉煤灰,可提高水溫的后期強度,粉煤灰的活性及球形顆粒表面光滑,在水穩中可減少骨料之間摩阻力,相應減少拌合物用水量,可改善水泥穩定碎石的和易性。粉煤灰使水泥穩定碎石產生強度的同時也發生一部分熱量,但為數甚微,從而起到減少溫度裂縫的作用。
8 灑水養生
水穩碎石基層的灑水養生工作安排專人負責,檢查灑水車的施工作業情況,確保基層表面始終維持濕潤,養生時間不少于7天,這期間禁止車輛通行,每日灑水車灑水養護4~6遍,保持濕潤灑水車作業期間,保持勻速行使,確保灑水量均勻,尤其是水基層兩側部位要灑水到位。受季節影響,如果進入雨季或者氣溫潮濕期間可以根據情況減少灑水遍數。一般養生7天后,可以進行透層油灑布施工。養生期間,進行交通管制,設置禁行標識,安排專人負責疏導車輛,禁止車輛在水溫基層上行使。但是有必須通過的車輛,監督車輛低速通行,避免基層的碎石出現松動脫落和造成坑洼的情況出現。
9 質檢標準
壓實度:最佳密實度的98%
平整度:3m直尺檢查不超過10mm,每40m一個斷面
終斷高程:5,-10每20m一個斷面
寬度:不小于設計值每20m一個斷面
厚度:0,-10
橫坡:±0.3
強度:0∽0
水泥穩定碎石表面平整密實、無坑洼,施工接茬平整、穩定。
10 結語
當前,我國公路基礎建設迅猛發展,水泥穩定碎石基層已經占據了重要地位。因此,控制施工質量至關重要。水泥穩定碎石基層施工工程要嚴格遵守施工工序和工藝,把握好水泥、碎石和砂石等原材料質量關口。在混合料實驗設計階段,實驗人員加強責任意識,嚴格控制水泥用量和含水量,選配最佳組合應用于后期施工當中,確保節約成本投資和水穩基層施工質量。施工期間,必須加強作業車輛的管理,降低施工作業車輛對路面的不必要碾壓和污染,杜絕超載車輛在未成型路面上行使。本文希望通過加強施工關鍵環節的技術管理,不斷提高公路建設工程質量,為我國公路基礎設施又快又好地發展提供有力、可靠的技術保障。
參考文獻
[1] 公路路面基層施工技術規范(JTJ 034-2000)[S].北京:人民交通出版社,2000.
[2] 公路工程無機結合料穩定材料試驗規程(JTJ 057-1994)[S].北京:人民交通出版社,1994.
[3] 王在星,呂風云.淺談市政施工中水泥穩定碎石基層的施工方法[J].科技致富向導,2013,(17).
作者簡介:張群(1971-),男,沛縣公路管理站工程師,研究方向:公路工程施工管理。
6 水穩碎石基層施工工藝要點
6.1 施工工序
施工工序如圖1所示:
圖1 水穩碎石拌和
6.2 水泥含量控制
水穩碎石是通過水泥、碎石、砂石和水攪拌塑形而成,作為非均勻建筑材料具有一定的離析性,強度值會在一定范圍內浮動。因此,施工作業過程中使用的水泥劑量較混合料實驗時設計的確定值要上浮0.5%左右,攪拌現場的專職人員注意調整水泥劑量。為確保混合料拌和過程順暢,試驗人員經常性地觀察攪拌后水泥碎石的外觀呈色,使試件在強度達到技術要求的前提下水泥劑量達到最小化。該工程水泥用量經試驗最終采用混合料質量的4.5%。
6.3 含水量控制
含水量是影響混合料成型效果的一項重要因素。攪拌現場應以混合料實驗時確定的最佳含水量為依據,根據季節、雨水和溫度等因素進行浮動調整。夏季是復雜多變的季節。在氣溫偏高時期,水分蒸發量較大,結合以往的施工經驗,每天上午九時到下午五時要增加含水量,同實驗最佳含水量相比向上浮動1%~1.5%左右。具體浮動標準以攪拌現場實驗人員測試計算的數據為準;在多雨期間,砂石自身的含水量有所提高,應該以最佳含水量為基礎刨除砂石含水量進行攪拌。該工程水含量經試驗最終采用混合料質量的5%。
6.4 混合料攤鋪
攤鋪前做好充分的準備工作,包括攤鋪機選用型號、夯打頻率設定以及螺旋送料器調整。同時,做好底層清潔處理和灑水。混合料到達施工現場時,前場專職人員檢查混合料的離散情況,并組織人員將離散混合料清理干凈。定期檢查混合料的含水量變化情況,及時通知攪拌現場工作人員進行調整。攤鋪機施工作業期間確保運轉速度不變,速度根據現場施工情況確定。同時,掌握攪拌現場混合料的每日產出量確保滿足攤鋪機所需使用量。攤鋪機的夯搗速率應結合實驗施工段取出穩定值不變,應用于剩余施工段當中。
6.5 混合料碾壓
按要求配備兩臺同型號大噸位壓路機和小型壓實機具。首先,碾壓應采用振動壓路機靜壓1~2次,再震動碾壓3~4遍;其次,使用腳輪壓路機靜壓1~2遍,收光壓輪痕跡。最后,實際的壓實遍數應根據現場施工情況,達到壓實度為準。關于碾壓速度,在靜壓時期、壓實時期和收光時期均根據實驗施工段給出的確定值勻速碾壓,不隨意更改速度。另外,壓路機起車和剎車時要低速行使、慢剎車,確保已經完成或者正在碾壓的基層面受到破壞。
7 粉煤灰的效果
拌合水泥穩定碎石摻加了一定數量的粉煤灰,從摻加粉煤灰的效果來看,水穩施工后期強度較高,這是因為只加砂的混合料需水量較大,干縮也大,在夏天高溫干旱條件下施工極易出現裂縫,另外在振動式壓路機碾壓過程中極易翻漿,不利于壓路機作業。而粉煤灰混合料對改善其和易性,降低水化熱溫升均有顯著效果。摻加粉煤灰,可提高水溫的后期強度,粉煤灰的活性及球形顆粒表面光滑,在水穩中可減少骨料之間摩阻力,相應減少拌合物用水量,可改善水泥穩定碎石的和易性。粉煤灰使水泥穩定碎石產生強度的同時也發生一部分熱量,但為數甚微,從而起到減少溫度裂縫的作用。
8 灑水養生
水穩碎石基層的灑水養生工作安排專人負責,檢查灑水車的施工作業情況,確保基層表面始終維持濕潤,養生時間不少于7天,這期間禁止車輛通行,每日灑水車灑水養護4~6遍,保持濕潤灑水車作業期間,保持勻速行使,確保灑水量均勻,尤其是水基層兩側部位要灑水到位。受季節影響,如果進入雨季或者氣溫潮濕期間可以根據情況減少灑水遍數。一般養生7天后,可以進行透層油灑布施工。養生期間,進行交通管制,設置禁行標識,安排專人負責疏導車輛,禁止車輛在水溫基層上行使。但是有必須通過的車輛,監督車輛低速通行,避免基層的碎石出現松動脫落和造成坑洼的情況出現。
9 質檢標準
壓實度:最佳密實度的98%
平整度:3m直尺檢查不超過10mm,每40m一個斷面
終斷高程:5,-10每20m一個斷面
寬度:不小于設計值每20m一個斷面
厚度:0,-10
橫坡:±0.3
強度:0∽0
水泥穩定碎石表面平整密實、無坑洼,施工接茬平整、穩定。
10 結語
當前,我國公路基礎建設迅猛發展,水泥穩定碎石基層已經占據了重要地位。因此,控制施工質量至關重要。水泥穩定碎石基層施工工程要嚴格遵守施工工序和工藝,把握好水泥、碎石和砂石等原材料質量關口。在混合料實驗設計階段,實驗人員加強責任意識,嚴格控制水泥用量和含水量,選配最佳組合應用于后期施工當中,確保節約成本投資和水穩基層施工質量。施工期間,必須加強作業車輛的管理,降低施工作業車輛對路面的不必要碾壓和污染,杜絕超載車輛在未成型路面上行使。本文希望通過加強施工關鍵環節的技術管理,不斷提高公路建設工程質量,為我國公路基礎設施又快又好地發展提供有力、可靠的技術保障。
參考文獻
[1] 公路路面基層施工技術規范(JTJ 034-2000)[S].北京:人民交通出版社,2000.
[2] 公路工程無機結合料穩定材料試驗規程(JTJ 057-1994)[S].北京:人民交通出版社,1994.
[3] 王在星,呂風云.淺談市政施工中水泥穩定碎石基層的施工方法[J].科技致富向導,2013,(17).
作者簡介:張群(1971-),男,沛縣公路管理站工程師,研究方向:公路工程施工管理。
6 水穩碎石基層施工工藝要點
6.1 施工工序
施工工序如圖1所示:
圖1 水穩碎石拌和
6.2 水泥含量控制
水穩碎石是通過水泥、碎石、砂石和水攪拌塑形而成,作為非均勻建筑材料具有一定的離析性,強度值會在一定范圍內浮動。因此,施工作業過程中使用的水泥劑量較混合料實驗時設計的確定值要上浮0.5%左右,攪拌現場的專職人員注意調整水泥劑量。為確保混合料拌和過程順暢,試驗人員經常性地觀察攪拌后水泥碎石的外觀呈色,使試件在強度達到技術要求的前提下水泥劑量達到最小化。該工程水泥用量經試驗最終采用混合料質量的4.5%。
6.3 含水量控制
含水量是影響混合料成型效果的一項重要因素。攪拌現場應以混合料實驗時確定的最佳含水量為依據,根據季節、雨水和溫度等因素進行浮動調整。夏季是復雜多變的季節。在氣溫偏高時期,水分蒸發量較大,結合以往的施工經驗,每天上午九時到下午五時要增加含水量,同實驗最佳含水量相比向上浮動1%~1.5%左右。具體浮動標準以攪拌現場實驗人員測試計算的數據為準;在多雨期間,砂石自身的含水量有所提高,應該以最佳含水量為基礎刨除砂石含水量進行攪拌。該工程水含量經試驗最終采用混合料質量的5%。
6.4 混合料攤鋪
攤鋪前做好充分的準備工作,包括攤鋪機選用型號、夯打頻率設定以及螺旋送料器調整。同時,做好底層清潔處理和灑水。混合料到達施工現場時,前場專職人員檢查混合料的離散情況,并組織人員將離散混合料清理干凈。定期檢查混合料的含水量變化情況,及時通知攪拌現場工作人員進行調整。攤鋪機施工作業期間確保運轉速度不變,速度根據現場施工情況確定。同時,掌握攪拌現場混合料的每日產出量確保滿足攤鋪機所需使用量。攤鋪機的夯搗速率應結合實驗施工段取出穩定值不變,應用于剩余施工段當中。
6.5 混合料碾壓
按要求配備兩臺同型號大噸位壓路機和小型壓實機具。首先,碾壓應采用振動壓路機靜壓1~2次,再震動碾壓3~4遍;其次,使用腳輪壓路機靜壓1~2遍,收光壓輪痕跡。最后,實際的壓實遍數應根據現場施工情況,達到壓實度為準。關于碾壓速度,在靜壓時期、壓實時期和收光時期均根據實驗施工段給出的確定值勻速碾壓,不隨意更改速度。另外,壓路機起車和剎車時要低速行使、慢剎車,確保已經完成或者正在碾壓的基層面受到破壞。
7 粉煤灰的效果
拌合水泥穩定碎石摻加了一定數量的粉煤灰,從摻加粉煤灰的效果來看,水穩施工后期強度較高,這是因為只加砂的混合料需水量較大,干縮也大,在夏天高溫干旱條件下施工極易出現裂縫,另外在振動式壓路機碾壓過程中極易翻漿,不利于壓路機作業。而粉煤灰混合料對改善其和易性,降低水化熱溫升均有顯著效果。摻加粉煤灰,可提高水溫的后期強度,粉煤灰的活性及球形顆粒表面光滑,在水穩中可減少骨料之間摩阻力,相應減少拌合物用水量,可改善水泥穩定碎石的和易性。粉煤灰使水泥穩定碎石產生強度的同時也發生一部分熱量,但為數甚微,從而起到減少溫度裂縫的作用。
8 灑水養生
水穩碎石基層的灑水養生工作安排專人負責,檢查灑水車的施工作業情況,確保基層表面始終維持濕潤,養生時間不少于7天,這期間禁止車輛通行,每日灑水車灑水養護4~6遍,保持濕潤灑水車作業期間,保持勻速行使,確保灑水量均勻,尤其是水基層兩側部位要灑水到位。受季節影響,如果進入雨季或者氣溫潮濕期間可以根據情況減少灑水遍數。一般養生7天后,可以進行透層油灑布施工。養生期間,進行交通管制,設置禁行標識,安排專人負責疏導車輛,禁止車輛在水溫基層上行使。但是有必須通過的車輛,監督車輛低速通行,避免基層的碎石出現松動脫落和造成坑洼的情況出現。
9 質檢標準
壓實度:最佳密實度的98%
平整度:3m直尺檢查不超過10mm,每40m一個斷面
終斷高程:5,-10每20m一個斷面
寬度:不小于設計值每20m一個斷面
厚度:0,-10
橫坡:±0.3
強度:0∽0
水泥穩定碎石表面平整密實、無坑洼,施工接茬平整、穩定。
10 結語
當前,我國公路基礎建設迅猛發展,水泥穩定碎石基層已經占據了重要地位。因此,控制施工質量至關重要。水泥穩定碎石基層施工工程要嚴格遵守施工工序和工藝,把握好水泥、碎石和砂石等原材料質量關口。在混合料實驗設計階段,實驗人員加強責任意識,嚴格控制水泥用量和含水量,選配最佳組合應用于后期施工當中,確保節約成本投資和水穩基層施工質量。施工期間,必須加強作業車輛的管理,降低施工作業車輛對路面的不必要碾壓和污染,杜絕超載車輛在未成型路面上行使。本文希望通過加強施工關鍵環節的技術管理,不斷提高公路建設工程質量,為我國公路基礎設施又快又好地發展提供有力、可靠的技術保障。
參考文獻
[1] 公路路面基層施工技術規范(JTJ 034-2000)[S].北京:人民交通出版社,2000.
[2] 公路工程無機結合料穩定材料試驗規程(JTJ 057-1994)[S].北京:人民交通出版社,1994.
[3] 王在星,呂風云.淺談市政施工中水泥穩定碎石基層的施工方法[J].科技致富向導,2013,(17).
作者簡介:張群(1971-),男,沛縣公路管理站工程師,研究方向:公路工程施工管理。