楊鴻瑜
(平涼公路總段,甘肅 平涼 744000)
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后形成的公路半剛性基層結構。它的初期強度高,并且隨齡期增加很快結成板體,具有強度高、穩定性好、剛度大的優點。我段結合地理、交通、原路況等實際,在縣道044線白水至崇信公路路面工程中首次應用了該項技術。
縣道044線白崇路全長21.07公里,是平涼市崇信縣和崆峒區的主要通道,在區域經濟發展、社會交流等方面起著至關重要的作用,也是平涼市路網建設的重要組成部分。該路修建于上世紀七十年代,受當時建設條件、投資規模等因素影響,舊路設計標準低,路面結構層薄弱,加之原路基整體強度不足,近年來,隨著交通量逐年增加,特別是崇信運往平涼電廠大噸位運煤車的過度碾壓,沉陷、車轍等病害嚴重,直接影響到過往車輛的正常運營,也制約了當地經濟發展。本工程改造重點是補強路面結構層,路面基層采用骨架密實型18cm水泥穩定碎石基層結構。
為確保本工程順利、保質保量完成,我段抽調精兵強將投入該項工程的施工。并由材料試驗技術能力過硬的同志負責試驗檢測工作,使關鍵崗位人員技術素質得到保證。同時,編制了水泥穩定碎石基層施工方案手冊,對所有參建人員進行了水泥穩定碎石基層施工技術培訓。
2.2.1 水泥
水泥采用符合規范和設計要求的緩凝水泥,其初凝時間應大于4小時,終凝時間應在6小時以上。快硬水泥、早強水泥以及受潮變質的水泥不得使用,本工程使用經試驗合格的平涼海螺水泥廠PC325R復合硅酸鹽水泥,其初凝時間260min,終凝時間370min。
2.2.2 碎石
經調查周圍石料場,通過對平涼十里鋪、白水、小灣子等料場碎石壓碎值、針片狀含量等主要指標進行取樣試驗,綜合考慮材料性能、價格、儲量等,最終選定平涼十里鋪上楊溝石料場作為碎石供應點。其壓碎值為16.7%,針片狀含量為11.3%。
2.2.3 中粗砂
經過多次調查,在材料質量、價格、運距等方面綜合考慮,采用平涼市白水鄉康立砂廠的中粗砂,經試驗測定其含泥量為0.8,可以滿足設計和規范的要求。
基層為骨架密實型結構,采用水泥與碎石、石屑、中粗砂組成的級配混合料進行配合比設計。經優化試驗,并通過試驗路段鋪筑,確定基層施工配合比10-30mm碎石:5-10mm碎石:0-5mm石屑:0-5mm中粗砂=55%:10%:5%:30%,水泥劑量4.5%,最佳含水率5.0%,最大干密度為2.332g/cm3。
本工程基層施工主要設備有:WBC500型穩定土拌和設備、戴納派克攤鋪機、22T單振壓路機、12T雙鋼輪壓路機、26T膠輪壓路機、自卸汽車、裝載機、灑水車等。施工前必須做好保養、試機工作,使之處于最佳性能狀態。
嚴格控制原材料質量,嚴把進場關。水泥、碎石、砂礫由經試驗確定的水泥廠、石料場定點供應,且每批次都要進行質量檢驗。
混合料拌和必須采用集中廠拌。本工程采用WBC-500型穩定土廠拌設備,生產能力500T/h,配有給料、給水電子計量裝置,穩定性好。
拌和時,設專人對混合料配合比進行檢測和控制,確保混合料含水率、水泥劑量、級配等能滿足要求。并且根據天氣、氣溫等具體因素適時調整加水量,以含水率略大于最佳含水率1%-2%為宜,使混合料運到現場攤鋪碾壓時的含水率接近最佳含水率。
混合料采用15T自卸汽車運輸,為避免混合料產生離析,在接料時,車輛必須前后移動,分多次放料,并且在運輸過程中應盡量避免車輛顛簸。在氣溫較高、運距較遠時要用氈布遮住混合料,以避免水分流失。
基層攤鋪采用戴納派克攤鋪機鋪筑。攤鋪基層前要對底基層全面檢測,包括平面位置、高程、橫坡度、寬度及表面清潔等情況。特別是要對底基層表面浮塵、雜物用吹風機徹底清除,并在清理好的底基層上灑水,保持底基層清潔、濕潤。
根據試驗段確定的松鋪系數(本工程為1.33),調整攤鋪機攤鋪厚度(本工程為24cm),并按設計要求調整路拱。攤鋪機勻速行駛,一般控制1m/min-1.5m/min左右。攤鋪時要連續,拌和場、攤鋪現場要加強聯系,保證混合料及時輸送,避免停機等料現象。技術人員要隨時檢查攤鋪的均勻性和平整度,對于局部離析、不平整的路段,及時修整。
每天施工結束后的工作縫和攤鋪機因故停機較長時間后產生的縱橫向接縫必須設置好。本工程全封閉施工,只需處理橫向接縫,處理方法是:
①人工將混合料末端切直,緊靠混合料放兩根方木,方木的高度應與混合料的壓實厚度相同,整平緊靠方木的混合料。
②方木的另一端用砂礫加填約3m長,其高度應高出方木。
③將混合料碾壓密實。
④在重新攤鋪混合料之前,將砂礫和方木除去,并將下承層清掃干凈。
⑤攤鋪機返回到已壓實層的末端,重新開始攤鋪混合料。
碾壓過程分初壓、復壓、終壓三個階段。混合料一經攤鋪、整型后,即可進行壓實。根據試驗段確定的壓實機械組合及碾壓遍數,采用22T單振壓路機、12T雙鋼輪振動壓路機和26T膠輪壓路機。首先由12T雙鋼輪振動壓路機靜壓1遍,即初壓。然后由22T單振壓路機振3遍,26膠輪壓路機壓2遍,即復壓。最后用22T單振壓路機靜壓1遍,即終壓。碾壓時,直線段應先外側后內側,曲線超高段應先內側后外側,碾壓速度一般為1.8~2.2km/h。碾壓要形成階梯狀的橫接,振壓時要高頻低幅,錯軸重疊1/3,嚴禁壓路機調頭或急剎車。碾壓過程中根據實際情況向基層頂面均勻灑水,使表面保持濕潤。碾壓段落一般為30~50m。
基層鋪筑碾壓成形后,采用土工布覆蓋灑水保濕養生,7天后拆除土工布。為確保基層施工質量,養生期封閉交通,防止車輛對基層的碾壓。灑水車應勻速行駛,嚴禁急轉彎和剎車。
基層成型后,經我段試驗室鉆芯取樣,共計鉆芯40點,均能取出完整芯樣,平均抗壓強度達到強度3.5MPa的設計要求,總體實施效果較好。
經對已鋪筑的下面層反射裂縫詳細調查,橫向裂縫很少,與同地區水泥穩定砂礫基層相比,水泥穩定砂礫基層其上面層反射裂縫平均間距50米,個別段20米左右;水泥穩定碎石基層橫向裂縫間距300米以上,沒有縱向裂縫,主要是采用全幅攤鋪。
按照水泥穩定碎石基層施工規范,嚴格控制原材料質量、注重攤鋪、壓實各個環節,嚴格控制水泥劑量、細料含量,在滿足設計強度的情況下,能有效減少水泥穩定粒料類半剛性基層的反射裂縫。同時,由于平涼地區碎石場、水泥場較多,該項技術適合平涼地區鋪筑瀝青類路面基層,也可以在路面養護工程中進一步推廣應用。
[1]JTJ 034-2000公路路面基層施工技術規范[S].
[2]JTJ 032-94公路瀝青路面施工技術規范[S].
[3]JTG F80/1-2004公路工程質量檢驗評定標準[S].