高寒地區(qū)公路防凍脹砂礫墊層施工工藝

鄭立君

(龍建路橋股份有限公司第七分公司，黑龍江 哈爾濱 150090)

1 防凍脹砂礫墊層工藝特點(diǎn)

施工時(shí)采用依托試驗(yàn)、梅花布料、全寬攤鋪、分層控制、濕法碾壓、靜振結(jié)合、高頻低幅、斜坡接縫的工藝技術(shù)。

采用與路床同寬的全寬式施工工藝，有利于改善基層或面層邊緣的受荷條件和給路肩以額外的加強(qiáng)；有利于控制路基因水發(fā)生凍脹對(duì)路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。

2 防凍脹砂礫墊層工藝原理

在潮濕或過濕地段修建公路，為防止因路基毛細(xì)水作用使路面結(jié)構(gòu)發(fā)生凍脹破壞，利用級(jí)配砂礫良好的水穩(wěn)性、隔熱性和透水性，采用在基層下設(shè)置砂礫墊層的方法，防止路面凍脹和減少反射裂縫，保證路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

3 防凍脹砂礫墊層工藝操作要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

(1)原材料檢驗(yàn)。原材料在使用前應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)。質(zhì)量檢驗(yàn)：砂礫墊層采用的天然砂礫，應(yīng)具有規(guī)定的級(jí)配，其最大粒徑不宜超過37.5 mm，通過篩分試驗(yàn)確定材料級(jí)配符合要求。標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)：選取有代表性的進(jìn)場(chǎng)材料，按重型標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，獲得墊層砂礫材料的最大干密度(1.9～0.3 g/cm3)和最佳含水量(9%～13%)，作為墊層壓實(shí)的參照。

(2)準(zhǔn)備下承層。下承層應(yīng)該經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理等驗(yàn)收合格，且滿足繼續(xù)施工條件。對(duì)路基高程、路基寬度、路基壓實(shí)度及各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，看是否滿足墊層施工前的要求，對(duì)不合格位置應(yīng)予以處理，直到達(dá)到相應(yīng)的質(zhì)量要求。在鋪筑砂礫墊層前，要對(duì)路基頂面進(jìn)行全面清除干凈，并適當(dāng)灑水濕潤(rùn)，并用壓路機(jī)振動(dòng)碾壓一遍，使頂面保持平整密實(shí)。

3.2 測(cè)量放樣

(1)合理布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，使水準(zhǔn)點(diǎn)準(zhǔn)確無誤便于施工，一般300～500 m布設(shè)一個(gè)比較合理，施工也比較方便。

(2)施放中線，直線段隔15～20 m設(shè)一中心點(diǎn)，曲線段隔10～15 m設(shè)一中心點(diǎn)，并在每一斷面的路肩兩側(cè)設(shè)置指示木樁。

(3)高程測(cè)量，在兩側(cè)的指示木樁上用紅油筆畫出砂礫墊層邊線的設(shè)計(jì)高程。針對(duì)分層施工方案，每層高程放樣均按松鋪厚度在邊樁上進(jìn)行掛線。

3.3 首件施工

(1)正式施工前，應(yīng)進(jìn)行全幅砂礫墊層試驗(yàn)段(長(zhǎng)度不小于200 m)施工，以便確定砂礫墊層的機(jī)械配備、人員組織、松鋪系數(shù)、壓實(shí)遍數(shù)等工藝參數(shù)。通過首件工程施工，總結(jié)相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)砂礫墊層大面積施工。

(2)通過試驗(yàn)，總結(jié)出一套適合于路面砂礫墊層施工合理的施工組織和機(jī)械設(shè)備的配置方式，總結(jié)如何依據(jù)國(guó)家有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行施工標(biāo)準(zhǔn)化管理和進(jìn)行質(zhì)量控制。

3.4 材料運(yùn)輸

(1)砂礫運(yùn)輸采用自卸汽車由料場(chǎng)運(yùn)至施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，由專人指揮卸車，根據(jù)自卸汽車裝載數(shù)量及材料的松鋪厚度(不得超過30 cm)確定卸車距離。同一作業(yè)段，由遠(yuǎn)及近按計(jì)算距離規(guī)整地卸于路基上。

(2)砂礫料堆應(yīng)呈梅花形布置，卸車距離應(yīng)計(jì)算取得，以免卸料過多或過少，同時(shí)料堆間注意預(yù)留便于施工作業(yè)的缺口。

3.5 攤鋪整平

(1)砂礫墊層應(yīng)分層攤鋪，采用路床全寬式，松鋪厚度通過試驗(yàn)段確定，一般每層為15～20 cm。當(dāng)砂礫處于最佳含水量+1.5%左右時(shí)，先用推土機(jī)將砂礫按規(guī)定的路拱進(jìn)行初步整平，接著用壓路機(jī)在已初平的路段上快速碾壓2遍，然后用平地機(jī)進(jìn)行精平施工，使其達(dá)到規(guī)定的要求。

(2)攤鋪整平過程中隨時(shí)檢查松鋪厚度情況，必要時(shí)，應(yīng)進(jìn)行增料或減料。墊層砂礫攤鋪若出現(xiàn)小面積粗、細(xì)集料集中的情況，應(yīng)及時(shí)翻拌均勻。

3.6 夯實(shí)碾壓

(1)按試驗(yàn)段確定的碾壓遍數(shù)分層碾壓，壓路機(jī)往復(fù)碾壓不得少于4遍，輪距搭接寬度50 cm以上，碾壓不到的部位用人工或夯機(jī)補(bǔ)夯密實(shí)。

(2)施工時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制砂礫含水量，應(yīng)在碾壓前根據(jù)其干濕程度和氣候條件，適當(dāng)灑水以保持砂礫的最佳含水量。如材料過干應(yīng)事先灑水，灑水時(shí)應(yīng)采用“薄灑多次”的方法，灑水量應(yīng)使全部砂礫濕潤(rùn)，并不導(dǎo)致下承層路基翻漿。

(3)碾壓時(shí)，含水量要始終控制在最佳含水量+1.5%狀態(tài)。碾壓時(shí)，應(yīng)先靜后振再靜，振動(dòng)碾壓應(yīng)高頻低幅，初始碾速宜為25～30 m/min，砂礫穩(wěn)定后，碾速宜控制在30～40 m/min。碾壓時(shí)，碾壓遍數(shù)要嚴(yán)格控制。

(4)碾壓直到達(dá)到檢測(cè)合格為止，碾壓輪跡不應(yīng)大于5 mm，砂礫表面應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)，無松散和粗、細(xì)集料集中現(xiàn)象。

(5)壓實(shí)度檢測(cè)：碾壓4遍后，在壓實(shí)的砂礫墊層頂面布點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)的頻率為每25 m取一斷面，不足2 000 m2至少設(shè)置8個(gè)測(cè)點(diǎn)，不足200 m2設(shè)置2個(gè)測(cè)點(diǎn)，壓實(shí)度檢測(cè)采用灌砂法，壓實(shí)度不小于設(shè)計(jì)值，否則繼續(xù)碾壓。

3.7 接縫處理

(1)砂礫墊層分層施工時(shí)接縫應(yīng)做成斜坡形式，坡度宜為8∶1。每層接縫處的水平距離宜錯(cuò)開0.5～1.0 m，并應(yīng)充分壓實(shí)。

(2)橫縫的處理：因施工間歇原因產(chǎn)生的施工縫，應(yīng)采取搭接碾壓形式銜接。即已完成的段落攤鋪后，預(yù)留0.8～1.5 m不做整平碾壓，待后續(xù)施工時(shí)，將預(yù)留下的未整平碾壓部分，同步進(jìn)行整平碾壓。

(3)縱縫的處理：砂礫墊層施工應(yīng)全幅進(jìn)行，不設(shè)置縱向接縫。若必須采取分兩幅施工的技術(shù)措施時(shí)，應(yīng)在半幅施工時(shí)，在相鄰的邊部預(yù)留30 cm左右不進(jìn)行整平碾壓，待鋪筑另一幅時(shí)，同步進(jìn)行整平和碾壓。

3.8 檢查驗(yàn)收

砂礫墊層應(yīng)表面平整、碾壓密實(shí)、無積水和離析現(xiàn)象，邊線直順、曲線圓滑。按照規(guī)范規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行逐項(xiàng)檢驗(yàn)，質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)是各項(xiàng)偏差指標(biāo)不超范圍值。

4 人員、材料與機(jī)械設(shè)備使用要求

4.1 人員組織

為保證砂礫墊層施工，成立墊層施工隊(duì)，負(fù)責(zé)砂礫墊層施工工作。挑選有豐富經(jīng)驗(yàn)的工人，跟隨機(jī)械指揮卸料，跟機(jī)找平，整修側(cè)邊，隨機(jī)加油等輔助工作。機(jī)械駕駛操作人員要經(jīng)過崗前培訓(xùn)，考核合格，并嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。

4.2 主要材料

砂礫材料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好，含泥量、壓碎值、最大粒徑等指標(biāo)合格，砂礫材料中不得含有有機(jī)雜物。

級(jí)配砂礫的顆粒范圍和技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1 級(jí)配砂礫的顆粒范圍和技術(shù)指標(biāo)

(1)冰凍或寒冷地區(qū)塑性指數(shù)應(yīng)小于5，暖濕地區(qū)塑性指數(shù)應(yīng)小于7。

(2)對(duì)于有防凍脹要求的級(jí)配砂礫應(yīng)偏粗，盡量靠近范圍上限。

4.3 主要機(jī)械設(shè)備

根據(jù)砂礫墊層施工條件，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，合理選用運(yùn)輸、攤鋪、平整、碾壓、夯實(shí)等機(jī)械設(shè)備，在考慮達(dá)到設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，兼顧進(jìn)度、效益要求。

5 防凍脹砂礫墊層工藝質(zhì)量控制措施

(1)為防止路基出現(xiàn)不均勻沉降，砂礫墊層及路基施工前，應(yīng)組織有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查，制定具體的施工技術(shù)措施，并嚴(yán)格執(zhí)行。

(2)應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)硬、無雜質(zhì)砂礫，顆粒級(jí)配應(yīng)符合要求。

(3)砂礫墊層施工時(shí)應(yīng)使用拌和均勻、級(jí)配良好的材料，若拌和不均勻應(yīng)在料場(chǎng)進(jìn)行充分拌和，若級(jí)配不滿足要求，應(yīng)通過篩分試配進(jìn)行調(diào)整。

(4)碾壓時(shí)應(yīng)遵循試驗(yàn)路段總結(jié)的碾壓工藝方法，最終達(dá)到要求的壓實(shí)度。

(5)碾壓過程中，派人跟蹤檢查，若出現(xiàn)彈軟、離析等質(zhì)量缺陷時(shí)，要及時(shí)采取必要措施進(jìn)行處理，并使其最終達(dá)到密實(shí)要求。

(6)對(duì)于壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的段落，應(yīng)分析原因，采取措施解決。并注意控制每層填料厚度，分層碾壓，檢測(cè)合格。

(7)施工作業(yè)面的自然積水，要迅速排出作業(yè)面。

(8)施工過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管理和施工要點(diǎn)的控制，嚴(yán)格按工藝要求和技術(shù)交底作業(yè)。

(9)砂礫墊層完成施工后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行基層的施工。

(10)已經(jīng)成形的砂礫墊層不應(yīng)做施工道路，施工中的重型車輛應(yīng)盡量使用施工便道，防止路床碾壓后不平整或產(chǎn)生坑槽。

6 結(jié)束語

“高寒地區(qū)公路防凍脹砂礫墊層施工工藝”很好地應(yīng)用了砂礫墊層的有關(guān)特性。在我國(guó)北方，特別是東北高寒地區(qū)，公路采用防凍脹砂礫墊層施工工藝，既能有效防止路面凍脹，保證路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，又能有效利用資源，節(jié)約工程成本。而且工藝先進(jìn)，組織嚴(yán)密，工期合理，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。同時(shí)能大幅降低公路運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用，使投資更早地得到回報(bào)。