蘇生積
【摘 要】公路路面應該由面層、基層、底基層、墊層組成,其施工工藝也應包含著這四個方面的施工工藝,而文章旨在單從公路路面基層出發,詳細而具體的闡述公路路面基層施工工藝。
【關鍵詞】公路路面;基層;施工工藝
【Abstract】Pavement should the surface, grass, sub-base, cushion, whose construction process should also include the four aspects of the construction process, and articles aimed at single from highway road base, detailed and specific elaboration Pavement Base construction Technology.
【Key words】Pavement;Construction technology;Grass
基層是主要起承重和擴散荷載應力作用的結構層,其可用不同的材料做成一層或兩層。底基層是輔助基層起承重和擴散應力作用的結構層,宜比基層寬15 cm,也可以用不同的材料做成一層或兩層。高速公路、一級公路應該采用水泥或石灰、粉煤灰穩定粒料類半剛性基層,以增加基層的強度穩定性,減少低溫收縮裂縫。條件允許時,底基層宜采用水泥或石灰、粉煤灰穩定各種集料或土類作半剛性底基層。若當地石料豐富,也可采用級配碎石或填隙碎石或天然砂粒等材料作底基層。
當采用半剛性基層有困難時,可選用級配型粒料基層、嵌鎖型粒料基層、瀝青碎石混合料或瀝青貫入碎石作柔性基層。
文章從級配碎、礫石基層施工,填隙碎石基層施工,水泥穩定土基層施工,石灰穩定土基層施工,石灰工業廢渣基層施工這五個方面分析公路路面基層施工工藝。
1. 級配碎、礫石基層施工
級配碎、礫石基層是由各種粗集料按最佳級配原理(其顆粒組成符合密實級配要求)進行級配。級配碎石、礫石基層強度由摩阻力和黏結力構成,具有一定的水穩性和力學強度。
級配碎、礫石施工應做到:集料級配滿足要求,配料要準確,細料的塑性指數要符合規定,掌握好松鋪厚度,路拱橫坡符合規定,拌和均勻,避免粗細顆粒離析。級配碎、礫石施工有路拌法和集中拌和法兩種施工方法。
1.1 路拌法施工。
(1)準備下承層:土基或墊層等下承層的表面應平整、堅實,具有一定的路拱,沒有松散材料和軟弱地方,其平整度和壓實度應滿足規范要求。對于底基層,壓實度檢查和彎沉測定必須符合要求。檢查各斷面的標高是否滿足要求。槽式斷面路段,兩側路肩每隔5~10 m應交錯開挖泄水溝。
(2)計算材料用量:根據各路段基層或底基層的寬度、厚度及規定的干密度,計算所需要的未篩分碎石和石屑(礫石)的數量或不同粒級碎石和石屑(礫石)的數量,并推算每車材料的堆放距離。
運輸和攤鋪集料:同一料場的路段,運輸應由遠到近按計算的間距堆放,堆放的時間不宜過長,一般僅提前數天。料堆間每隔一定距離應留缺口用以排水。應事先通過試驗確定集料的松鋪系數并確定松鋪厚度。人工攤鋪混合料時,其松鋪系數為1.40~1.50;平地機攤鋪混合料時,其松鋪系數為1.25~1.35。
(3)拌和及整形:對于二級及二級以上公路,應采用專用穩定土拌和機拌和級配碎石。對于二級以下的公路,在無穩定土拌和機的情況下,可采用平地機。拌和時,穩定土拌和機應拌2遍以上,且深度應到級配碎石底層,最后一遍拌和前,可先用拌和機貼底面翻拌一遍。用平地機進行拌和時,宜翻拌5~6遍,使石屑均勻分布于碎石料中,作業長度,每段宜為300~500 m。拌和結束時,混合料的含水量應均勻,并較最佳含水量大1%左右,且不應出現離析現象。
(4)碾壓:整形后,應立即用12 t以上三輪壓路機、振動壓路機或輪胎式壓路機進行碾壓。應由兩側路肩向路中心,由曲線內側向外側進行碾壓,后輪應重疊1/2輪寬,且須超過兩段的接縫處。一般需碾壓6~8遍,并使表面沒有明顯輪跡。
(5)接縫處理:橫縫的處理應使兩作業段的銜接處搭接拌和,第一段拌和后,留5~8 m不進行碾壓,第二段施工時,將前段留下未壓部分與第二段一起拌和整平后進行碾壓。縱縫的處理應避免縱向接縫,在必須分兩幅鋪筑時,縱縫應搭接拌和,即前一幅全寬碾壓密實,在后一幅拌和時,應將相鄰的前幅邊部約30 cm搭接拌和,整平后一起碾壓密實。
1.2 集中拌和法施工。
(1)集中拌和法施工是級配碎石混合料在中心站利用強制式拌和機、臥式雙轉軸槳葉式拌和機、普通混凝土拌和機等進行集中拌和。將混合料運到現場后,用瀝青混凝土攤鋪機、水泥混凝土攤鋪機或穩定土攤鋪機等攤鋪混合料。如沒有攤鋪機,也可用自動平地機(或攤鋪箱)攤鋪混合料。用平地機攤鋪混合料后的整形和碾壓均與路拌法施工相同。
(2)集中拌和法施工的基本要求:混合料的組成和含水量達到規定要求;運到現場的混合料,應按計算的間距堆放;應設專人消除集料的離析現象;用平地機進行整形,用振動壓路機、三輪壓路機進行碾壓;用攤鋪機攤鋪混合料時,中間不宜中斷,如因故中斷時間超過2 h,應設置橫向接縫,攤鋪機應駛離混合料末端;應盡量避免縱向接縫,如攤鋪機的攤鋪寬度不夠,必須分兩幅攤鋪時,宜采用兩臺攤鋪機一前一后相隔約5~8 m同步向前攤鋪混合料;在僅有一臺攤鋪機的情況下,可先在一條攤鋪帶上攤鋪一定長度后,再開到另一條攤鋪帶上攤鋪,然后一起進行碾壓。
2. 填隙碎石基層施工(非級配型)
填隙碎石用單一粒徑的粗骨料作主骨料,形成嵌鎖結構,用石屑作填料,填滿碎石間的孔隙,可用干法施工,也可用濕法施工。填隙碎石的施工工藝如下。
(1)備料。根據各路段基層或底基層的寬度、厚度及松鋪系數(1.20~1.30),計算各段需要的粗碎石數量;根據運料車輛的車廂體積,計算每車料的堆放距離。填隙料的用量約為粗碎石的30%~40%。
(2)運輸和攤鋪粗料石。碎石裝車時,應控制每車料的數量基本相等。在同一料場供料的路段內,由遠到近將粗碎石按計算的距離卸置于下承層上。碎石運到現場后可用平地機或其他合適的機具將粗料石均勻地攤鋪,檢驗松鋪材料的厚度是否符合規定要求。
(3)撒鋪填隙料和碾壓,分為干鋪法施工和濕鋪法施工。
3. 水泥穩定土基層
(1)水泥穩定土所用的粗粒料、中粒料、細粒料的粒徑分布及顆粒級配應滿足規范要求,基料中不宜含有高塑性指數的土和有機質較多的土。
(2)水泥穩定土基層均可采用路拌法施工和中心站集中廠拌法施工。在中心站用廠拌設備進行集中拌和,可用強制式拌和機、雙轉軸槳葉式拌和機(一般工地多用連續式拌和機)、專用穩定土拌和機拌和混合料。
(3)準備下承層:水泥穩定土的下承層表面應平整、堅實,具有規定的路拱,下承層的平整度和壓實度應符合規范的規定。當水泥穩定土用做基層時,要準備底基層;當水泥穩定土用做老路面的加強層時,要準備老路面;當水泥穩定土用做底基層時,要準備土基。在槽式斷面的路段,兩側路肩上每隔一定距離(5~10 m)交錯開挖泄水溝(或做盲溝)。
(4)備料:根據各路段水泥穩定土層的寬度、厚度及預定的干密度,計算各路段需要的干燥土的數量。根據料場土的含水量和所用運料車輛的噸位,計算每車料的堆放距離。根據水泥穩定土層的厚度和預定的干密度及水泥劑量,計算每一平方米水泥穩定土需要的水泥用量,并確定水泥擺放的縱橫間距。
(5)在同一料場供料的路段內,由遠到近將料按上述計算距離卸置于下承層表面的中間或上側。土在下承層上的堆置時間不應過長,運送土只宜比攤鋪土工序提前l~2 d。
攤鋪土:攤鋪土應在攤鋪水泥的前一天進行。應將土均勻地攤鋪在預定的寬度上,表面應力求平整,并有規定的路拱。攤料過程中,應將土塊、超尺寸顆粒及其他雜物篩除。
(6)灑水悶料:如已整平的土(含粉碎的老路面)含水量過小,應在土層上灑水悶料。灑水應均勻,防止出現局部水分過多的現象。細粒土應經一夜悶料,如為綜合穩定土,應先將石灰和土拌和后一起進行悶料。
(7)整平和輕壓:將人工攤鋪的土層整平后,用6~8 t兩輪壓路機碾壓1~2遍,使其表面平整,并有一定的壓實度。
(8)擺放和攤鋪水泥:應將水泥當日直接送到攤鋪路段,卸在做標記的地點,并檢查有無遺漏和多余;用刮板將水泥均勻攤開,并注意使每袋水泥的攤鋪面積相等。水泥攤鋪完后,表面應沒有空白位置,也沒有水泥過分集中的地點。
(9)拌料:首先是干拌,即對二級及二級以上公路,應采用專用穩定土拌和機進行拌和并設專人跟隨拌和機;對于三、四級公路,在沒有專用拌和機械的情況下,可用農用旋轉耕作機與多鏵犁或平地機相配合進行拌和。然后加水并進行濕拌。
(10)整形與碾壓:混合料拌和均勻后,應立即用平地機初步整形。在直線段,平地機由兩側向路中心進行刮平;在平曲線段,平地機由內側向外側進行刮平。必要時,再返回刮一遍。
(11)整形后,當混合料的含水量為最佳含水量(1%~2%)時,應立即用輕型壓路機并配合12 t以上壓路機在結構層全寬內進行碾壓。直線和不設超高的平曲線段,由兩側路肩向路中心碾時,應重疊l/2輪寬,后輪必須超過兩段的接縫處,后輪壓完路面全寬時,即為1遍。一般需碾壓6~8遍。壓路機的碾壓速度,開始兩遍以采用1.5~1.7 km/h為宜,以后宜采用2.0~2.5 km/h。采用人工攤鋪和整形的穩定土層,宜先用拖拉機或6~8 t兩輪壓路機或輪胎式壓路機碾壓1~2遍,然后再用重型壓路機碾壓。路面的兩側應多壓2~3遍。
4. 石灰穩定土基層施工
石灰穩定土適用于各級公路的底基層,以及二級和二級以下公路的基層,但石灰土不得用做二級公路的基層和二級以下公路高級路面的基層。在冰凍地區的潮濕路段及其他地區的過分潮濕路段,不宜采用石灰土做基層。
(1)混合料由砂礫土、碎石土、黏性土、石灰等組成。
(2)石灰穩定土一般采用路拌法;在高等級公路施工中,則較多地采用集中拌和法。
(3)應在混合料處于最佳含水量或略小于最佳含水量(1%~2%)時進行碾壓。
(4)石灰穩定土結構層應用12 t以上的壓路機碾壓。用12~15 t三輪壓路機碾壓時,每層的壓實厚度不應超過15 cm;用18~20 t三輪壓路機和振動壓路機碾壓時,每層的壓實厚度不應超過20 cm。
(5)對于石灰穩定土,采用能量大的振動壓路機碾壓時,或采用振動壓路機與三輪壓路機配合碾壓時,每層的壓實厚度可以根據試驗適當增加。壓實厚度超過上述規定時,應分層鋪筑,每層的最小壓實厚度為10 cm,下層宜稍厚。對于石灰穩定土,應采用先輕型、后重型壓路機碾壓。
(6)石灰穩定土層宜在當天碾壓完成,碾壓完成后必須保溫養生,不使穩定土層表面干燥,也不應過分潮濕。穩定土層宜經歷半月以上溫暖和熱的氣候養生。多雨地區,應避免在雨季進行石灰土結構層的施工。
5. 石灰工業廢渣基層施工
(1)可利用的工業廢渣包括:粉煤灰、煤渣、高爐礦渣、鋼渣(已經過崩解達到穩定),及其他冶金礦渣、煤矸石等。石灰工業廢渣穩定土可分為兩大類:石灰粉煤灰類和石灰其他廢渣類。
(2)石灰工業廢渣穩定土可適用于各級公路的基層和底基層,但二灰、二灰土和二灰砂不應用做二級和二級以上公路高級路面的基層。對于石灰粉煤灰穩定土,可以利用常規的施工設備進行拌和、攤鋪和碾壓。目前工程中,采用集中拌和法與路拌法。
參考文獻
[1] 張履瑞.淺談公路路面基層施工技術[J].山西建筑,2011, (31).
[文章編號]1619-2737(2015)12-25-927