張 培 剛
(呂梁公路建設有限公司,山西 呂梁 033000)
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高等級路面基層施工中的質量控制要點
張 培 剛
(呂梁公路建設有限公司,山西 呂梁 033000)
結合某山區高速公路工程實例,介紹了路面基層施工中原材料和混合料的選取設計要求,并從基層清理、混合料拌和、運輸、攤鋪、碾壓等環節,闡述了基層施工技術,旨在提高路面的穩定性與耐久性。
山區高速公路,路面基層,原材料,混合料
路面基層是在路基表面分層鋪筑成的層狀結構,是整個道路的承重層,起著穩定路面的作用。基層材料與質量的好壞直接影響著路面的質量和使用性能。
水泥石灰綜合穩定土是將適量的水泥和石灰摻入土中,進行均勻拌和后形成的混合料。將其作為路面底基層進行鋪攤、壓實及養生后,可形成良好的板體,具有水穩性好、早期強度高,后期強度增長快的特性,利于就地取材,經濟性好。
水泥穩定碎石基層,屬于半剛性基層的一種。該基層通過將水泥與級配碎石經過均勻拌和、鋪筑及碾壓后,水泥的水硬性效果作用使得其具有顯著的整體性和水穩定性。由于該基層顯著的經濟性能和路用性能,在我國高等級路面基層施工中使用較多,可使得路面壽命和工程整體效益得到有效提高。
在我省(山西)某山區高速公路設計中,為保證路基穩定和路面使用壽命,使用水泥石灰綜合穩定土作為底基層,使用水泥穩定碎石基層作為路面基層。在設計中,確定的路面基層設計厚度52 cm,其中:底基層20 cm、基層32 cm。
在該高速路面基層施工中,混合料采用集中廠拌法進行拌合,分別按層次進行鋪攤與碾壓。為確保施工質量,配備了足夠多的施工機具。為確保壓實度,輕重穩壓與輕重振動壓路機超額配備。
在施工組織中,要求拌和、鋪攤、碾壓等各環節緊密銜接,將混合料從拌和到碾壓結束間的延遲時間控制在2 h以內。還應確保施工連續不間斷,可使得各環節施工后的暴露時間顯著減少。同時,通過嚴格質量控制,規范作業程序,對容易出現的早期病害給予相應的處治措施,確保施工質量。
1)土。應將決定采集部位表面的樹木、雜草等清理干凈方可進行。底基層土正式采集應在預定深度一次挖到位,分層取土應予以禁止。
2)碎石級配碎石須采用二次破碎的軋石機加工。基層使用碎石中的針片狀含量不得超過20%,壓碎值不得超過30%,塑性指數應小于9。
基層用級配碎石分為四組備料,分別是:4.75 mm以下,4.75 mm~9.5 mm,9.5 mm~19 mm,19 mm~31.5 mm四組,采用的碎石粒徑最大不得超過31.5 mm。該基層設計中的級配應滿足表1要求。
3)水泥。為確?;旌狭狭己玫陌捕ㄐ?,選擇采用緩凝微膨脹32.5級水泥。初凝時間不少于3 h,終凝時間應在6 h以上。
表1 某基層設計中級配要求表
4)水。采用人畜飲用的水,禁止使用未經處理的工業廢水、污水、沼澤水、酸性水。
對進入施工現場的材料,須按批次進行質量鑒定,堅決杜絕不達標材料入場。進入施工現場的材料應分類堆放,設置指示牌。細集料堆放場地經硬化后,使用磚、片石圍墻隔開,必要時采取防雨措施。
在基層混合料組成設計中,應滿足基層強度、工作性及經濟性的要求。即使在投入使用后,受到溫度、氣候、水文等因素的影響,路面基層強度還應能長期穩定,盡量減少開裂,通過提高水泥摻量來提高基層強度須予以禁止。
在混合料設計中,為有效減少基層裂縫,在滿足設計強度的基礎上,應堅持以下原則:1)水泥摻量須嚴格限制。2)在規定的級配范圍內,細集料比例須嚴格限制,盡可能使用粗級配。3)在最佳含水量范圍內,須采用含水量低限值。
對擬采用的原材料通過顆粒分析、液限和塑性指數、相對密度、壓碎值等試驗取得相關數據指標,對試驗數據進行分析后,合理確定使用材料及摻配改善材料與劑量。
進行的水泥穩定粒料延遲時間試驗,確定并繪制其延遲對混合料強度的影響曲線,合理確定延遲時間。
根據確定的材料級配中摻加不同的水泥劑量進行分組試驗。底基層試驗材料比例:水泥∶石灰∶土=2∶10∶88。底基層分別按水泥劑量為4.5%,5.0%,5.5%的摻量進行擊實試驗,混合料的最佳含水量和最大干密度根據試驗結果合理確定。
按照確定的最佳含水量和計算出的干密度進行試件制備,每組試件應制備9個~13個。將制備好的試件按設計要求養生后進行無側限抗壓強度試驗。對每組試件的試驗數據進行對比分析后,合理確定混合料配比。
使用確定的混合料配比進行試驗段鋪筑,要求試驗段不得少于300 m。通過試驗段驗證,對不當之處進行調整,混合料配合比調整完成之后,進行底基層、基層施工。
在該工程中,底基層采用水泥石灰綜合穩定土,土中大于15 mm顆粒含量5%,松鋪系數控制在1.53~1.58范圍內,石灰是鈣質三級灰以上?;鶎硬捎盟喾€定級配碎石,松鋪系數控制在1.3~1.35范圍內。
基層施工須在路基、橋涵等前期工程完工后進行。在正式施工前一天使用重型壓路機碾壓路基,應確保其壓實度不小于96%。施工期間,水泥和混合料不得淋雨,降雨時應停止施工。
4.1 基層清理
清除路床表面軟土、浮土、積梗等,埋設排水管。測量放樣,搭設并固定導向控制線支架??刂凭€高程通過松鋪厚度確定后,掛好導向控制線。進行基層施工的日最低溫度不得低于5 ℃。
4.2 混合拌和
在拌和場(如圖1所示)布置,需考慮運輸距離和運輸能力,結合水泥初凝、終凝時間及鋪攤機鋪攤速度,還應對材料進出場及堆放、排水是否通暢等因素給予綜合考慮。
施工前的各材料備料應不少于7 d的用量。在施工前,除進行設備調試外,應對各集料含水量進行檢測,確定當天的施工配合比。開始拌和后,為確?;旌狭腺|量,應定時對集料含水量、現場溫度等進行檢測,根據其變化及時調整混合料配合比,一般每小時檢測一次。
混合料出廠時,應對成品混合料進行質量檢測,應予以廢棄質量不合格的混合料。
4.3 混合料運輸
裝料前,車廂應清洗干凈。運輸車輛一定要滿足拌和料與攤鋪數量需要,并略有富裕。應盡快將成品混合料運至施工現場,時間控制在初凝時間內。運輸途中的混合料應覆蓋,以減少水分損失。
4.4 混合料攤鋪
攤鋪前,可使用裝有噴霧式灑水管的灑水車將路床適當灑水潤濕,應檢查機械運轉情況,調整好傳感器臂與導向控制線的關系,調整螺旋布料器,使其有2/3埋入混合料中。
混合料攤鋪速度應與拌和及運輸能力相匹配,攤鋪作業應連續不間斷進行(如圖2所示),應盡量減少停機次數。在攤鋪中,一前一后兩臺攤鋪機組成梯隊進行作業,速度應保持均勻一致。
設置專人緊隨攤鋪機,對攤鋪后的局部離析或拖拽痕跡等進行修補。
水泥穩定碎石基層可全斷面全厚度一次性攤鋪,也可分層鋪筑。
4.5 混合料碾壓
為確保盡可能在混合料高溫下進行碾壓,壓路機應緊隨鋪攤
機。使用振動壓路機和輪胎壓路機組合進行碾壓(見圖3),碾壓長度每次不超過100 m。
碾壓作業中,嚴格按確定的碾壓工序進行。先使用鋼輪壓路機穩壓和振動碾壓,應注意不得出現過振、波浪和推移。使用輪胎壓路機進行穩壓,穩壓要充分。最后使用雙鋼輪壓路機進行靜壓,達到壓實度要求,沒有明顯輪跡。對出現的個別壅包應使用人工鏟產即可。
碾壓速度在第1遍~2遍應緩慢勻速進行,控制在1.5 km/h~1.7 km/h,以后各遍可適當提高,控制在2 km/h~2.5 km/h。嚴禁壓路機在作業中出現調頭或急剎車。
在碾壓中,要求水泥穩定土表面保持濕潤,但不得噴灑過多的水。對有彈簧、松散、起波時,應及時處治。
整個碾壓作業時間應控制在水泥終凝前,及試驗確定的延遲時間內完成。
4.6 橫縫處理
混合料攤鋪應連續不間斷進行,對必須中斷且中斷時間在2 h以上的,應進行橫縫設置。
4.7 養生
碾壓完畢后,對基層壓實度進行檢測且達到設計要求后,立即進入養生期,養生期不宜少于7 d。
養生期開始后,先用噴霧式灑水車在基層表面充分灑水,應注意不得用高壓水管噴灑,再使用薄膜覆蓋(如圖4所示)基層表面養生。在整個養生期內,路面基層表面應保持濕潤狀態。
養生完畢后,進入面層施工。
在高等級路面基層施工中,基層質量對路面質量和使用壽命具有重要影響。水泥石灰綜合穩定土和水泥穩定基層結構是使用最為廣泛的基層結構之一,具有水穩性好、板體性強、強度穩定、成本低廉等顯著優勢,對提高路面穩定性和耐久性具有重要意義。
在基層施工中,堅持做好原材料控制、配合比設計及施工質量控制三個關鍵環節,能有效確保基層穩定,確保工程的經濟效益和社會效益。
[1] 任 娜.高速公路路面水穩底基層、基層施工質量控制[J].工程技術(引文版),2017(1):180.
[2] 梁學鋒.公路瀝青路面基層施工技術要點及質量控制措施[J].山西建筑,2015,41(11):213-215.
Construction quality control points of high-grade pavement base
Zhang Peigang
(LvliangHighwayConstructionCo.,Ltd,Lvliang033000,China)
Combining with mountainous highway engineering examples, the paper introduces raw material and mixture selecting and designing demands in pavement base construction, and illustrates foundation base construction technologies from aspects of foundation base cleaning, mixture mixing, transportation, paving and rolling, with a view to improve the road stability and durability.
mountainous highway, pavement base, raw material, mixture
1009-6825(2017)13-0144-02
2017-02-19
張培剛(1975- ),男,工程師
U416.2
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