骨架密實(shí)型水穩(wěn)基層施工技術(shù)

摘要：在公路工程施工過程中，水泥穩(wěn)定碎石基層具有良好的水穩(wěn)性和較高的強(qiáng)度，在公路建設(shè)中應(yīng)用廣泛。文章以實(shí)際工程為例，首先對骨架密實(shí)型水穩(wěn)基層配比設(shè)計進(jìn)行了分析，然后對骨架密實(shí)型水穩(wěn)基層拌和施工、攤鋪施工、壓實(shí)施工等施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：骨架密實(shí)；水穩(wěn)基層；混合料攤鋪；橫縫設(shè)置；公路工程 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U415 文章編號：1009-2374（2017）05-0174-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.084

在公路工程施工中，公路基層是路面結(jié)構(gòu)中的承重層。路面基層主要用于保證公路路面穩(wěn)定性與水穩(wěn)定性，從而有效減少公路路面反射裂縫，避免出現(xiàn)病害，延長道路的使用年限。水穩(wěn)基層作為一種常用的半剛性基層，具有長期性好、抗疲勞性好、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，在公路工程中得到了廣泛的應(yīng)用，本文以實(shí)際工程為例對骨架密實(shí)型水穩(wěn)基層施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

1 工程概況

某公路工程對標(biāo)段K178+100～K178+500（右幅）路面進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石上基層試驗(yàn)段施工，施工中嚴(yán)格按照水泥穩(wěn)定碎石上基層試驗(yàn)段開工報告中的施工方案進(jìn)行施工。通過試驗(yàn)段的施工，施工人員熟悉了水泥穩(wěn)定碎石上基層的施工工藝，確定了施工機(jī)械的配套組合，完善了各種機(jī)械的組合方式及施工人員的配備，完成了施工松鋪系數(shù)的選定，為后續(xù)大規(guī)模施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

2 材料混合比例

從組成結(jié)構(gòu)狀態(tài)來說，道路基層混合料可以劃分為三種類型，即骨架密實(shí)型和骨架孔隙型以及懸浮密實(shí)型。骨架密實(shí)型混合料中粗集料用量至少占據(jù)總含量的75%，而細(xì)集料總含量比較少，該種壓實(shí)混合料的主要特點(diǎn)是強(qiáng)度高和抗裂性強(qiáng)以及抗沖刷性好，常用于高速公路基層和一級公路基層的建設(shè)。

2.1 選擇合適的施工原材料

2.1.1 建筑水泥材料最好使用P·C32.5的普通硅酸鹽水泥，其中水泥各項指標(biāo)參數(shù)如表1所示：

2.1.2 集料應(yīng)當(dāng)選擇石灰?guī)r，其中石灰?guī)r可以劃分為三種規(guī)格：石屑與直徑為5～10mm和10～20mm的碎石。

2.2 具體的級配設(shè)計

按照有關(guān)的公路瀝青路面的設(shè)計規(guī)定要求，應(yīng)分別對三種集料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，運(yùn)用電算法針對以上三檔集料作礦物質(zhì)混合料的級配組成設(shè)計，具體可參考下圖1，通過圖1可以看出礦物質(zhì)混合料中的粉塵含量有所超標(biāo)，應(yīng)在實(shí)際的施工過程中加以控制。

2.3 選擇合適的水泥材料用量

根據(jù)水泥穩(wěn)定碎石混合料中的水泥劑量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)方法來檢測最大干密度和最佳含水率，其中試驗(yàn)結(jié)果如下表2所示。通過6d養(yǎng)生和1d浸水后對測量樣本的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行確定。根據(jù)試驗(yàn)測試結(jié)果和抗壓強(qiáng)度測量結(jié)果判斷出最佳水泥用量是5.0%，最佳的含水量為5.7%，最大的干密度為2.28g/cm3，施工時的壓實(shí)度可按照98%進(jìn)行控制。

2.4 壓實(shí)度指標(biāo)確定

上基層壓實(shí)度采用灌砂法進(jìn)行檢測，共檢測6個點(diǎn)，其合格率為100%、代表值為98.9%，滿足≥98%的設(shè)計壓實(shí)度要求，檢測結(jié)果表明碾壓順序、遍數(shù)及壓路機(jī)行駛速度能夠保證上基層壓實(shí)度。上基層試驗(yàn)段現(xiàn)場壓實(shí)度匯總表如表3所示，壓實(shí)度與壓實(shí)遍數(shù)關(guān)系圖如圖2所示。

通過現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)表明在碾壓第5遍的時候，上基層壓實(shí)度到達(dá)最高值，且壓實(shí)度滿足設(shè)計98%要求。

3 嚴(yán)格控制施工質(zhì)量

道路水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)裂縫后，受到車輛荷載和外界環(huán)境等因素的影響，基層裂縫容易產(chǎn)生反射裂縫，因此，在實(shí)際施工中應(yīng)當(dāng)要采取防護(hù)措施，減少基層裂縫的產(chǎn)生。

3.1 加強(qiáng)對拌和站的控制和管理

3.1.1 拌和樓必須要嚴(yán)格按照施工需求進(jìn)行建設(shè)，施工前需要對拌和站進(jìn)行動態(tài)標(biāo)定。

3.1.2 拌和站的場地需要進(jìn)行硬化處理，并設(shè)置相應(yīng)的排水設(shè)施，保證拌和場的干凈整潔。

3.1.3 集料堆放場需建造水泥墻隔離帶，避免串料；細(xì)集料應(yīng)為其搭建雨棚，以防遭受雨淋。

3.1.4 所有的材料倉需具有非常矚目的標(biāo)識，便于施工人員進(jìn)行辨認(rèn)。

3.2 嚴(yán)格控制材料的拌和過程

3.2.1 水泥穩(wěn)定碎石混合料必須要在拌和站并利用葉片拌和機(jī)等設(shè)備進(jìn)行拌和，其中拌和設(shè)備的生產(chǎn)能力應(yīng)當(dāng)達(dá)到400t/h的施工標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.2 在混合料開機(jī)拌和之前需要使用酒精燃燒法檢查施工集料，根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整水泥穩(wěn)定混合料的比例。由于混合料在實(shí)際運(yùn)輸過程中受到氣溫和風(fēng)力以及空氣濕度等影響，可能會產(chǎn)生一些損失，因此導(dǎo)致混合料運(yùn)送到施工現(xiàn)場后含水量沒有達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，為了充分保證水泥穩(wěn)定碎石混合料水含量，拌和場的外加水量與集料含水量的總和應(yīng)當(dāng)大于碾壓施工的最佳含水量。

3.2.3 開機(jī)攪拌后需要對材料配合比進(jìn)行取樣檢查，保證施工材料配合比滿足施工要求。正式出料時需要每隔兩小時對混合料的拌和情況進(jìn)行檢查，檢查混合料配合比與含水量是否滿足要求。如果是高溫環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)就需要提高混合料含水量的檢測頻率。

3.2.4 若是雨季時節(jié)進(jìn)行施工需要制定相應(yīng)的施工措施，避免集料遭受雨淋而影響混合料的含水量。同時，還需要加強(qiáng)混合料含水量的檢查頻率，根據(jù)混合料含水量的實(shí)際狀況采取相應(yīng)的調(diào)整措施。

3.3 混合料攤鋪過程中的質(zhì)量控制

3.3.1 在攤鋪前應(yīng)在底基層或者基層下層適當(dāng)進(jìn)行灑水處理。

3.3.2 攤鋪前應(yīng)針對攤鋪機(jī)所有部分的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行檢查，而且這項工作需要每日重復(fù)進(jìn)行。

3.3.3 準(zhǔn)確調(diào)整傳感器臂和導(dǎo)向控制線的關(guān)系；通過對基層厚度與高程的嚴(yán)格控制來保證路拱橫坡滿足實(shí)際要求。

3.3.4 攤鋪過程中宜連續(xù)作業(yè)。若拌合機(jī)的生產(chǎn)能力較小，則應(yīng)在進(jìn)行攤鋪的過程中選用最低速度進(jìn)行作業(yè)，從而避免出現(xiàn)攤鋪機(jī)停機(jī)待料的現(xiàn)象。按照經(jīng)驗(yàn)，攤鋪機(jī)的攤鋪速度通常在1m/min左右時較為適應(yīng)。

3.3.5 基層的混合料攤鋪需使用兩臺攤鋪機(jī)進(jìn)行梯隊作業(yè)，前后速度保持一致，確保攤鋪的厚度、路拱坡度、平整度等達(dá)到實(shí)際要求。

3.3.6 攤鋪機(jī)的螺旋布料器需有大部分埋入混合料中。

3.3.7 在攤鋪機(jī)后應(yīng)有專人處理集料的離析現(xiàn)象，需重點(diǎn)鏟除個別位置粗集料形成的“窩”，并及時用新拌混合料進(jìn)行填補(bǔ)。

3.4 碾壓過程

3.4.1 碾壓過程中應(yīng)使用20t單鋼輪壓路機(jī)跟隨攤鋪機(jī)之后進(jìn)行初壓，前靜后振各一遍，然后使用26t單鋼輪進(jìn)行兩次復(fù)壓，每次均強(qiáng)振兩次，然后再使用26t膠輪壓路機(jī)進(jìn)行揉壓，最后利用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行收光，合計碾壓6次。要求碾壓過程應(yīng)一次完成，中途不允許出現(xiàn)停頓，碾壓需要持續(xù)進(jìn)行，試驗(yàn)員應(yīng)及時對壓實(shí)度進(jìn)行取樣檢測，在直線段時應(yīng)由兩側(cè)向中間碾壓。

3.4.2 在超高段時應(yīng)由內(nèi)側(cè)向外進(jìn)行碾壓。壓路機(jī)要緊隨攤鋪機(jī)后呈梯形不斷向前推進(jìn)，形成流水作業(yè)之勢。

3.4.3 禁止壓路機(jī)在已完成或者正在碾壓的路段掉頭或者剎車，確保穩(wěn)定土層的表面免受破壞，若發(fā)現(xiàn)有松散、起皮等現(xiàn)象時宜及時給予換料壓實(shí)處理。

3.4.4 在碾壓過程中水泥穩(wěn)定碎石的表面應(yīng)始終保持相應(yīng)的濕度，若水分蒸發(fā)較快時則需要及時進(jìn)行水分的補(bǔ)充，但嚴(yán)禁采用大量灑水的方式進(jìn)行碾壓。

3.4.5 碾壓過程應(yīng)在規(guī)定的時間之內(nèi)完成，同時不允許出現(xiàn)有明顯的輪跡現(xiàn)象。

3.4.6 橋頭10m范圍內(nèi)必須進(jìn)行橫向碾壓，邊角用雙鋼輪壓路機(jī)壓實(shí)；其中橫向接縫處嚴(yán)格要求按照45度角進(jìn)行碾壓，縱向接縫處需要從舊面處下向未壓實(shí)面進(jìn)行碾壓，先大部分碾壓舊面，碾壓新面10～30cm，并逐步碾壓新鋪。

3.4.7 待碾壓完成后應(yīng)及時開展壓實(shí)度的檢測。碾壓的過程中應(yīng)隨時取樣進(jìn)行壓實(shí)度的試驗(yàn)，待壓實(shí)度停止增長時確定最佳的碾壓遍數(shù)，以此作為水泥碎石大面積施工的參考依據(jù)，碾壓成型后對路面的標(biāo)高、橫坡度和平整度等指標(biāo)進(jìn)行檢查。

3.5 橫縫的具體設(shè)置

橫縫的設(shè)置應(yīng)與路面車道中心線進(jìn)行垂直，具體的設(shè)置如下：

3.5.1 采用人工形式將混合料的末端處理整齊，再使用兩根方木緊靠混合料，其中確保方木高度和混合料壓實(shí)厚度完全一致，最后再將緊混合料進(jìn)行整平。

3.5.2 方木的另一側(cè)需采用砂石或碎石回填，且略高于方木。

3.5.3 碾壓混合料末端，使之達(dá)到密實(shí)程度。

3.5.4 當(dāng)重新開始攤鋪混合料前需將砂礫或碎石與方木清除干凈。

3.5.5 當(dāng)攤鋪機(jī)返回到已壓實(shí)層末端位置時就可重新開始新的攤鋪任務(wù)。

3.5.6 若攤鋪過程中斷時間超過2h且未按照上述方法對橫向接縫進(jìn)行處理，則需將攤鋪機(jī)附近未壓實(shí)的混合料進(jìn)行鏟除，并將已壓實(shí)的符合要求混合料挖成垂直斷面后再進(jìn)行新的混合料攤鋪。

4 結(jié)語

綜上所述，骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石基層具有整體強(qiáng)度高、嵌擠能力強(qiáng)、抗裂性好、收縮系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，多應(yīng)用于高等級瀝青路面基層。在施工過程中，為了保證施工質(zhì)量，要重點(diǎn)對配合比進(jìn)行設(shè)計，對施工中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，只有這樣才能保證水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質(zhì)量。本工程施工后對基層施工質(zhì)量進(jìn)行了檢測，通過檢驗(yàn)表明，基層均勻性已經(jīng)達(dá)到優(yōu)良等級的要求，其中下基層回彈模量是控制值的3～5倍，而剛度與強(qiáng)度也達(dá)到了施工要求，具備著良好的均勻性和強(qiáng)度，施工質(zhì)量達(dá)到了預(yù)期要求。

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作者簡介：夏春建（1982-），男，湖北隨州人，中鐵十一局集團(tuán)第二工程有限公司中級工程師，研究方向：工程施工。

（責(zé)任編輯：小 燕）