李建儒

摘 要:抗裂水穩基層能夠使力學性能得到明顯的改善,減少縮裂的情況發生,且具有很好的板體性能,防水效果也比一般的基層效果要好。本文從工程實例出發,圍繞抗裂水穩基層施工質量展開探討,并對其中出現的一些問題提出可行的解決對策。
關鍵詞:公路工程 抗裂水穩基層 質量控制
1.工程概況
某省道建設全長6.408km,其建設標準為雙向四車道一級公路標準,路基頂寬26m,中央分隔帶為2.0km,設計時速為100km,整條公路中還包含1座大橋、1座中橋、2座小橋和7道蓋板涵。由于抗裂型水泥穩基層具有少裂縫、高能承載力、高經濟效益、良好的可靠性、高強的剛度等特點,此省道擴改建工程路面采用抗裂型水泥穩定碎石基層。
2.水穩基層設計標準
2.1材料設計標準
(1)水泥。用于拌制水泥穩定碎石的混合料可以從普通硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥中任選其一,在進行材料選擇時還應注意42.5級的緩凝水泥,注意材料的保質期,不允許使用早強水泥,換言之,水泥安定性與強度需得到保障。關于水泥制作,要求初凝時間≥4h,終凝時間≥6h;對于散裝水泥,要確保其在進場入罐前達到了標準的安定性,并放置1周才可入罐;對于施工的環境溫度,若>50℃則要對其實行降溫措施。
(2)碎石。為了實現15%以下的粗集料針片狀量,要使用31.5mm最大粒徑碎石,并且使其碎石壓碎值在28%以下方可。
(3)水。所有可以引用的飲用水均可以用于攪拌,若有特殊情況,如水源地沒有保障等,可以對水源地進行檢測,以保證工程質量。
2.2混合料配合比設計
混合料一定要將水泥劑量等其他混合集料按照一定的比例進行配比,保證混合料具有最佳含水量與最大干密度。水泥穩定碎石所用的材料組成要使其具有低溫縮和干縮系數,施工和易性好。在進行混合料配比的時候,要控制好粒料中細料的含量與塑性指數;為了減少水泥用料和單方用水量、增加粗骨料的相對含量,可以盡量選用骨架密實型結構。此種抗裂型水穩碎石配合比的設計較宜使用振動壓實試驗機的振動成型法。此環節施工需得到振動壓實試驗機的支持,選用規格為φ150mm鉆頭,遵循特定頻率施工并得到試件,具有最大干密度。模擬現場壓實工況的室內試件成型方式是振動成型法的設計理念之一,壓實效果盡量能夠還原現場壓路機的原貌,并以此為基礎提出有效果與效率的施工控制標準。水泥穩定碎石設計水泥技術要求見表1。
2.3控制好水泥劑量
水泥穩定碎石基層干縮與溫縮主要受水泥劑量的影響,所以控制好水泥劑量對整個工程都有十分重要的意義。水泥劑量的控制方法一般采用抽樣檢測與總量控制相結合的方法,通過隨機采樣測定混合料的水泥劑量,以此為依據調整拌和水泥用量設定值,保證水泥劑量的大小與均勻性。最后為控制整體的水泥總量,每天結束施工后還要繼續對設計用量與實際水泥用量進行比對核算。
2.4水的用量
嚴格控制施工中用水量,不可出現含水量過多現象,否則會破壞水穩層性能;亦不可過度減少水量,否則易引發工后裂縫。
3.抗裂水穩基層的施工與質量控制
3.1攤鋪
全面清理殘留于下承層雜物,并灑水濕潤以保障后續基層攤鋪的穩定性。經由試驗段可得到合適松鋪系數,所得指標是后續施工的重要參考。本工程攤鋪需得到2臺ABF423攤鋪機的支持,具備6.5m作業寬度,兩臺設備遵循梯隊作業原則,前后間距控制在5~10m。為確保不同區域的攤鋪質量均一致,需嚴格控制兩臺設備松鋪系數、平整度、振動頻率與行進速度,必須達到完全一致狀態。為工程施工增設監管專員,借助設備傳感器所感知的數據進一步分析運行情況,合理調整參數,保證整個平面的平整度。
為保證碾壓前攤鋪混合料密實度的充足性,有必要分析攤鋪速度、厚度等參數,以此為指導優化夯錘頻率,具體需遵循如下原則:夯錘振級設定為3.5級,振動力≥8T;而為了防止大料沉底與離析的情況出現,螺旋混合料高度應埋沒2/3的螺旋送料器直徑;且要想使整個工程達到最大的平整度與攤鋪的連續性,需有3~5臺運料車等待,保障整個工程的穩步運行。
初始攤鋪3~6m時,需再次對攤鋪面橫坡與標高進行測量,以便及時發現偏差并對其進行調整,使其達到標準后再進行后續施工作業。在施工中攤鋪機每前進10m,就要再次重復上述動作,記錄松鋪的厚度。
3.2碾壓成型技術
對已經攤鋪、整型的混合料,有必要針對全寬范圍路面展開壓實作業。在碾壓環節需要盡可能讓兩側貼近鋼膜。此環節為1臺XP261膠輪壓路機、2臺YZ18J型及3臺XSM220型振動式壓路機。
壓實流程:遵循穩壓—振壓—靜壓的基本工藝,遇曲線段優先從內側開始逐步向外,遇曲線段優先從兩側開始逐步向中間施工。
基于YZ18J型壓路機展開靜壓作業,此時設備為非振動狀態,完成1遍碾壓后轉為低頻振動模式持續碾壓;在上述基礎上,更換為XSM220型振動式壓路機,需持續碾壓5遍且均遵循的是高頻振動模式,經此環節后壓實度需達到98%;再更換為XP261型膠輪壓路機,經由靜壓2遍后完成整個施工作業,表面輪跡完全清除。橋頭搭板較為特殊,施工中壓路機以平行狀態運行,同時要緊貼搭板接頭,通過此方式實現對外側的錯輪碾壓施工,達到要求的壓實度后再調轉車頭進行另一側的碾壓。部分區域壓實難度較大,需再次采取補壓措施,必須保障各項性能指標達到要求。另外,在操作過程中,要注意把控時間,水泥穩定碎石由加水拌和至成型,需要控制在2h內;還要控制整個工程的平整度,利用3m的直尺對已經完成壓實的平整度進行檢查,對未達標的部分進行完善。整個過程還需要配備專業的技術人員做以全程的跟蹤指揮,保證整個水穩邊緣都能夠碾壓合格。
3.3公路路面平整度的控制
若某一區段路面平整度欠佳,將不利于后續車輛運行,在影響行車舒適度的同時甚至會埋下大量安全隱患。出于提升道路平整度的目的,工程中采用了兩側立模的方式,在道路中間區域以5m為間隔增設高程樁,并形成方格網,可將施工情況以直觀的方式呈現出來。每結束一層壓實作業后,均要利用3m鋁合金直尺檢驗平整度,當出現異常狀況后在第一時間做出鏟修與整平操作。部分情況下會出現低凹區域,有必要對此部分翻松并再次施工。關于碾壓施工,需要嚴格把控行駛速度與碾壓遍數,二者是確保水穩層壓實度的重要因素。
3.4接縫
每完成一次攤鋪作業后,都需安排專員將堆積在末端的混合料做進一步整理。方木放置遵循緊貼混合料的原則,經施工后所得水穩層厚度與之一致;除此之外,還需在另一側設置支撐,以免在碾壓環節發生異常變形問題。結束碾壓作業后,需檢測施工結果,重點針對平整度間隙>5mm的區域做進一步清掃處理,在滿足潔凈度要求后方可展開后續施工。此外,結束當天施工后需注重壓路機停放位置,次日開班時將壓路機開至指定區域并將方木清理干凈,做好待施工下承層清理作業后隨即灑水濕潤,滿足上述條件再開始新的一輪攤鋪壓實工作。
3.5養護
完成穩定碎石混合料的壓實工作后,要在完工的工程表面覆蓋一層濕潤的麻布或是透水無紡土工布,使其能夠在7d內保持表面濕潤,14d內都對其進行正常的養護。此階段會使水泥充分水化,增強其基礎強度、減少收縮開裂的風險。保濕養生階段結束后,要及時噴灑透層瀝青與下封層,鋪筑瀝青面層,阻止混合料在自然狀態下風干或是產生裂痕。通過多次實踐發現,交工后的初期階段是半剛性基層發生干縮裂縫的高頻時期,含水量變化較小,收縮性轉化為溫縮是此階段的特點,因此瀝青面層鋪筑能夠起到很好的隔溫保護、降低溫縮裂縫產生的作用。
4.結語
綜上所述,本文總結所述工程的設計標準、施工與質量控制等各項內容,并對可能出現在各個環節的問題進行梳理與分析,給出可供參考的解決方案,給我國的公路質量的提升貢獻一份力量。
參考文獻:
[1]付立廣.高速公路抑制水穩基層裂縫的監理要點研究[J].交通世界,2019(21):26-27.