楊 德 富
(山西機械化建設集團有限公司,山西 太原 030009)
我國高等級公路普遍采用半剛性基層,而縮裂一直是半剛性基層的通病,到目前為止尚沒有有效措施可以根除??沽阉€基層與傳統的水穩基層相比,其力學性能更優,可有效減緩和消除路面基層開裂。同時,抗裂水穩基層具有良好的板體性,防水效果好。文章通過對抗裂水穩基層在公路施工中的應用進行分析,總結出了施工技術要點,提出了質量控制措施和改進建議,具有一定的實用意義。
多年以來,半剛性基層縮裂一直是困擾我國公路設計與施工的一項難題,到目前為止尚未解決。而原材料的施工質量一直是影響基層質量的關鍵,在施工中必須采取有效措施控制原材料質量,并嚴格進行配合比設計。通過試驗科學合理的確定抗裂水穩基層配合比,保證基層達到規定的強度,可有效降低基層縮裂,提高工程質量。
1.1.1水泥
抗裂水穩基層采用普通硅酸鹽緩凝水泥,水泥28 d抗壓強度不高于32.5 MPa??沽阉€基層選用低標號的水泥,在水化反應過程中可以減少反應熱,進而減少基層的收縮變形,從而達到提高基層抗裂性能的目的。
1.1.2碎石
抗裂水穩基層所使用的碎石應采用專用的破碎機生產,骨料直徑、強度、形狀、針片狀含量等均應符合要求。另外,在設計與施工中,對骨料級配進行嚴格的控制,并在施工過程中對骨料質量進行嚴格檢測。當發現材料質量波動較大時,必須對材料進行抽檢,必要時調整配合比。
在對原材料進行試驗分析的基礎上,分析混合料的組成,通過進行科學合理的計算,確定抗裂水穩基層配合比。在對抗裂水穩基層配合比設計中,從以下三個方面進行優化:
1)在基層強度滿足設計要求的前提下,盡可能減少水泥用量。水泥用量減少了,可以減少反應中的水化熱,也可以預防由于水泥用量過大造成基層體積膨脹引起的開裂。
2)嚴格控制細集料含泥量,盡可能減少細集料和粉料的用量。
3)施工中密切關注當地的天氣變化,根據氣候變化控制抗裂水穩基層混合料含水率。當氣溫較高時,含水率略高于最佳含水率,以減輕水分散失造成的干縮開裂。
抗裂水穩基層混合料拌和采用廠拌生產,所選用拌和設備的生產能力應與攤鋪設備的攤鋪速度相匹配,一般選用生產能力在400 t/h以上的拌和設備。拌和中不得出現竄料現象,并在拌和機每個料斗上安裝鋼筋網蓋,防止超尺寸材料進入料斗。拌和設備的料斗、水箱、水泥等必須配備高精度的電子計量裝置,以保證配合比的準確。自卸汽車的數量應結合運輸距離、攤鋪速度、拌和機的生產能力等進行配備,并略有富余。合理選配壓實機械的型號和數量,并保證其處于良好的運行狀態。施工前對廠拌設備、攤鋪機和壓實機械等進行檢修,對發現的問題進行及時處理,以防止由于機械故障導致施工中斷。
在確保原材料與拌和設備符合要求后,即可開始拌制混合料。基層混合料拌和中嚴格控制原材料用量、拌和時間等指標,嚴禁私自改變配合比。在拌和機出料口安裝帶門漏斗料倉,保證在卸料過程中能夠準確裝入自卸汽車車斗內。
為了防止混合料在裝車過程中產生離析,通常分3次裝車,每次車輛都要挪動一下。自卸汽車的數量應略有富余,以保證攤鋪設備的連續運行,防止出現停頓?;鶎踊旌狭线\輸過程中必須加蓋篷布,以防止水分的散失。運輸過程中應盡量減少顛簸,以防止混合料離析。
基層攤鋪前首先調整好攤鋪機的參數,如攤鋪寬度、厚度、路拱等。為了防止出現縱向接縫,采用兩臺攤鋪機呈梯度攤鋪。攤鋪過程中不允許停頓,必須保證混合料的充足供應。攤鋪過程中不得碰撞攤鋪機,自卸汽車卸料時掛空擋停在攤鋪機前方,由攤鋪機頂推滾推著自卸汽車向前移動,自卸汽車一邊移動一邊卸料。
基層碾壓采用靜力式壓路機和振動壓路機配合施工,先使用靜力式壓路機進行穩壓,再采用振動壓路機進行復壓,直接采用振動壓路機碾壓會破壞基層表面平整度?;鶎觾蓚冗吘壥潜∪觞c,碾壓時應重點對該部位進行碾壓。基層邊緣部分通常采用三輪壓路機進行碾壓,對于安裝路緣石的基層,應緊貼路緣石進行碾壓,但不得破壞路緣石。此外,嚴格控制混合料從拌和出料到碾壓完成的時間,不得超過水泥的初凝時間。
基層養生應保證基層表面處于濕潤狀態,可根據氣溫情況確定灑水次數,夏季氣溫高時灑水次數適當增加。養生過程中應在基層表面覆蓋麻袋、草簾子等保證濕度,養生時間不得少于7 d。養生期間進行嚴格的交通管制,嚴禁車輛進入。養生期滿鉆芯取樣,檢測基層的強度和成型情況。
3.1.1級配
在基層混合料施工過程中,必須保證骨料級配穩定。由于原材料質量波動較大,拌和中出現“竄倉”現象,骨料含水率的變化,以及施工中由于操作不當造成混合料離析,都會影響骨料級配。因此,在施工過程中,施工單位應從原材料進場檢驗,混合料拌和、骨料防潮防雨、運輸等多方面進行控制,保證骨料級配穩定。
3.1.2含水率
含水率的大小直接影響基層強度的增長,也直接影響基層混合料壓實后最大干密度,一般將含水率控制在最佳含水率±1%范圍內。另外,在施工中考慮到運輸距離,天氣等因素的影響,一般拌和含水率會略大于最佳含水率,以補充水分的散失。另外,在拌和過程中,還應對原材料自身的含水率進行檢測,并作為拌和加水的依據。
3.1.3水泥劑量
水穩基層混合料的拌和一般采用連續式攪拌機,如果調節不當,水泥劑量會出現不穩定的情況。在拌和現場,應加大對水泥劑量的檢測頻率,為拌和現場提供參考。另外,在水穩混合料拌和過程中,還應檢驗水泥計量裝置的準確性。
對施工現場的施工機械和人員進行合理調配,保證施工有序進行。攤鋪施工應連續進行,嚴格控制松鋪厚度,對厚度不足的部位及時補充。攤鋪完成后即開始碾壓,不得漏壓,尤其是邊角部位,碾壓不到的部位應采用振動平板夯夯實。
在抗裂基層配合比設計中,做好原材料質量控制、嚴格控制水泥與細集料用量,綜合考慮多方面因素確定含水率,可有效提高基層的抗裂性和穩定性。在施工過程中做好質量控制,可有效保證各施工環節施工質量??傊?,基層縮裂一直是困擾我國半剛性基層的一個難題,采用抗裂水穩基層,可有效減少縮裂,改善基層的力學性能,提高基層的穩定性,具有很好的發展前景。