汽車場高環曲線段水穩施工質量控制研究

中汽中心鹽城汽車試驗場高速環道是由直線、緩和曲線、圓曲線組成的橢圓形封閉連續道路，全長約7850m。每段直線段長度為1376m，緩和曲線長554m。圓曲線半徑為630m，每段圓曲線長1441m。曲線段的總長度約為5098m。曲線段的斷面示意圖如下:

根據設計，曲線段在精刷坡后，曲面鋪設兩層水穩和三層瀝青，由德國SMB公司采用專用設備“橋式攤鋪機”和坡面上斜拉式壓路機進行施工。

1 配合比的設計及優化

1.1 配合比設計

本工程直線段采用的是骨架密實型級配;曲線段采用的是JTJ034-2000《公路路面基層施工技術規范》推薦的3號級配范圍，0.075的通過率設計為0-5%。根據曲面的施工工藝，試驗得出集料比例為:1#(31.5-16):2#(16-9.5):3#(9.5-4.75):4#(4.75-0)=17∶25∶22∶36，水泥用量為 4.0%(海螺 P·O42.5)，最佳含水量:5.8%。合成級配滿足設計要求，0.075通過率為4.5%。

1.2 配合比的優化

根據上述配合比進行試驗段的試鋪，施工中出現了下述問題:

(1)進行曲面攤鋪時，出現大料滾落現象，且基本均為1#料;

(2)用水囊法進行壓實度檢測時，從挖出的混合料發現離析嚴重，上部均為細料，大料均集中在底部3cm左右，壓實度檢測控制不準;

(3)到齡期后不能取出完整芯樣，上部能取出，下部3cm左右不能取出。從取出的芯樣更能明顯看出料的離析。

為了解決上述問題，首先對配合比進行優化，經試驗室反復取料試驗，對集料的比例進行適當調整，優化后的集料比例為:1#:2#:3#:4#=15∶28∶20∶37，0.075 通過率為 4.7%。

2 施工過程中的質量控制及工藝的優化調整

2.1 施工工藝

攤鋪:施工時橋式攤鋪機沿逆時針方向移動，連續進行覆蓋整個拋物面截面寬度的攤鋪施工。攤鋪材料運至橋式攤鋪機前方的轉運斗，并使用一臺可移動輪胎式挖掘機將水穩混合料裝入橋式攤鋪機的進料斗。橋式攤鋪機架設在4臺履帶式行走裝置上，隨履帶式行走裝置移動，履帶式行走裝置連續可調、由液壓驅動。履帶式行走裝置行駛在水穩硬路肩(下部履帶式行走裝置)和堤頂路的第二層綜合土(上部履帶式行走裝置)上。

在攤鋪過程中，一臺輪式挖掘機為橋式攤鋪機輸送水穩混合料。自卸汽車持續給轉運槽供料，輪式挖掘機從轉運槽取料并裝入橋式攤鋪機的進料斗。

橫向運轉的槳式傳送機將材料分配在熨平板前。用夯搗式整面機和振動式熨平板對材料進行壓實。

碾壓:3臺具有鼓形滾筒的特殊壓路機跟隨在攤鋪機后面，通過振動實現對水穩的壓實和整平。根據滾筒的形狀，每臺壓路機只壓實曲面車道的特定區域。

壓實水穩層

第一臺較高的壓路機借助于斜拉車來協同工作。斜拉車由橡膠輪胎壓路機改裝而成，行駛在堤頂路上，有附加的配重。專門的纜索絞車可以保證壓路機鼓形滾筒始終能夠垂直壓在曲線段任何水穩位置的表面上。這樣就可以避免鼓形滾筒邊緣留下的痕跡，從而鋪成平整的表面。

第二臺壓路機用斜拉纜索工作于拋物面曲線段較低的部分。這項技術保證了整個曲面從底部到頂部能夠得到充分壓實。第三臺壓路機對平坦部分進行壓實。

2.2 質量控制措施及工藝的優化

由于試驗段的試鋪出現了上述幾個問題，所以從原材料的進場到攤鋪碾壓結束，直至養生結束均制定了詳細的質量控制措施，并對攤鋪工藝進行了優化。

(1)經檢驗合格的原材料進場時應分層整平堆放成梯形，不能太高，一般控制在5米以下，料堆放邊緣離隔墻上端部0.5-1.0米。料與料之間隔墻高度由原來的1.5米增至2米，避免串料。

(2)上料拌和時拌和樓料倉內料不能上的太滿，相應增加料倉之間的擋板高度。避免串倉混料造成級配不符合要求。由于細集料容易出現堵倉現象，故料斗前要有專人看守，發現堵塞斷料及時停機，清理后再開機。

(3)為了減少運輸過程中料的離析，要求裝車時按“前、后、中”的順序裝料外，每輛車只允許裝料25噸左右。

(4)橋式攤鋪機攤鋪時，由輪胎式挖掘機將水穩混合料裝入攤鋪機的進料斗，并由攤鋪機的刮板連續不斷的從低速車道向高速車道送料(從下向上)，這種攤鋪方式，使大粒徑骨料大部分到了底層，細集料集中在中上層，形成骨料離析，這是橋式攤鋪機本身存在的缺陷。為了改善這種缺陷，經過反復研究，決定在攤鋪機的前方(前進方向)增加一臺輪胎式挖掘機，用一部份自卸汽車裝料后直接卸在攤鋪機的前方，用輪胎挖掘機進行粗略整平，厚度低于松鋪厚度，然后橋式攤鋪機仍按原來攤鋪方式連續向前攤鋪。在攤鋪機前方用工人將滾落的大料清除，在攤鋪機后用工人配合處理攤鋪層出現的缺陷和及時將攤鋪機行走履帶下的雜物清理干凈。

(5)由于施工時已近冬季，天氣較冷，故對碾壓成型的段落灑水后進行覆蓋養生，覆蓋三層，第一層用彩條布，第二層用厚土工布，第三層仍用彩條布。

3 結果及結論

經過上述配合比的優化及施工過程的質量控制，再次進行試鋪時上述問題基本得到解決。

(1)大料滾落現象明顯減少。

(2)混合料的離析現象得到改善，壓實度檢測時從試洞中取出的混合料基本均勻，下部不再有大料窩。壓實度檢測結果可信。(水囊法使用前與灌砂法進行校定，用水囊法檢測壓實度正常比用灌砂法檢測結果大2個百分點左右)。

(3)到齡期后能取出完整芯樣，芯樣密實。

(4)水穩正常施工時除了采取上述措施外，原材料的質量控制也是關鍵，尤其是石粉(4#料)的質量，以及水泥的質量與用量(拌和樓計量一定要準確)，這對到齡期路段能否取出完整密實芯樣、并使路段裂縫數量降到最低起著至關重要的作用。

[1]JTJ034-2000《公路路面基層施工技術規范》.

[2]JTG E42-2005《公路工程集料試驗規程》.

[3]JTG E51-2009《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》.

[4]《中汽中心鹽城汽車試驗場路面工程施工圖設計》.