張景泉
摘 要:本論文從水泥穩定碎石材料的選用、施工工藝、施工注意事項等方面展開詳細論述,著重介紹水泥穩定碎石施工質量控制和注意要點。以S270邳州東南繞越公路工程基層施工為實體案例,再現施工現場,便于該工藝被理解、掌握、運用、提高。強調注意點和關鍵步驟,為建設高質量工程夯實基礎。
關鍵詞:水泥穩定碎石;基層施工;施工質量;控制
水泥穩定碎石自身擁有較好的力學性能與板體性,初期強度比較低且會隨齡期的加長而增加強度,力學強度可以根據工程大小進行恰當調整,因此水泥穩定碎石基層是目前在我國廣泛使用的道路基層材料之一,在交通運輸蓬勃發展的當今時代,推廣水泥穩定碎石基層施工工藝必將收到良好的經濟和社會效益。本文以S270邳州東南繞越公路工程基層施工案例敘述水泥穩定碎石基層施工過程中的主要控制要素和各項質量保證措施。
1 工程概況
項目路線起于新河鎮盧莊附近S250邳州南段(樁號K0+000),經運河鎮、炮車鎮終于陳樓鎮內S323改線段(樁號K24+682.186),路線全長24.680 km,公路等級為一級。設計速度100 km/h。一般路段路基寬度26.0 m,橫斷面布置為:中間帶寬3.5 m,行車道寬2×2×3.75 m,硬路肩寬2×3.0 m,土路肩2×0.75 m,路面橫坡2.0%。水泥穩定碎石基層60萬平方。
2 前期準備
2.1 集料
采用邳州燕子埠碎石場開采的集料,分4檔料進行配料:0 mm~2.36 mm石屑,2.36 mm~4.75 mm碎石,4.75 mm~9.5 mm碎石,9.5 mm~31.5 mm。集料經過自檢、監理工程師抽檢,各項指標滿足規范要求。
2.2 水泥
用淮海水泥廠生產的中聯P.O42.5級水泥,水泥檢驗符合設計和規范要求。
2.3 配合比設計
根據設計文件的要求,最終選擇水泥用量4.0%為基準用量,而礦料級配的最優比例為:9.5 mm~31.5 mm:4.75 mm~9.5 mm:2.36 mm~4.75 mm:0 mm~2.36 mm=41%:25%:11%:23%。
通過重型擊實試驗最終確定其最大干密度2.342 g/cm3,最佳含水量5.0%,按照抗裂水泥穩定碎石施工技術指南的要求,需要用1.03的系數轉換成旋轉壓實的密度,所以最后確定其抗裂水泥穩定碎石的最大干密度是2.412 g/cm3,最佳含水量5.0%,7天無側限抗壓強度滿足設計文件的要求。
2.4 施工機械
(1)拌和機:270省道邳州東南繞越公路工程在水泥穩定碎石基層料場架設1臺WCB600型拌和機,最大產量為600 t/h,保證其出料要比實際攤鋪能力高出10%~15%。為確保混合料拌和的均勻性,拌缸要滿足一定長度,至少具備有五個有效進料斗,相鄰之間的料斗采用檔板進行隔離,料斗端口配置鋼筋網蓋,可以對雜物以及集料中不符合規格粒徑的進行篩除。拌和機的用水應配置容量大型的水池。拌和機的計量稱重部分已經被相關計量部門計量標定過,可以投入使用。
(2)攤鋪機:使用二臺功能一致、機型較新的攤鋪機(三一95)進行水泥穩定碎石基層施工,能保證路面基層厚度、平整度滿足設計規范要求。
(3)壓路機:采用1臺XS223J振動壓路機,3臺XS222J振動壓路機、2臺LG膠輪壓路機。
(4)自卸汽車:為保證水泥穩定碎石基層混合料在運輸過程中不出現任問題,選用14輛40噸自卸汽車。
(5)裝載機:水泥穩定碎石基層拌和場我部使用4輛ZL50裝載機,攤鋪現場使用1輛裝載機配合水泥穩定碎石基層施工。
(6)灑水車:水泥穩定碎石基層養生,選用2臺灑水車。
3 水泥穩定碎石施工工藝
準備下承層→施工放樣→混合料拌和→運輸→攤鋪→整型→碾壓→接縫處理→養生。
3.1 準備下承層
水泥穩定碎石施工前,先驗收底基層的質量情況,如,平整度、彎沉、寬度、縱斷高程、橫坡度等內容,下承層要進行徹底清掃,清除作業面表面的浮土、積水等。并適量灑水,保持好下承層濕潤,在各項指標都合格的情況下,才能夠進行水泥穩定碎石基層施工。
3.2 施工放樣
開始攤鋪的前一天要進行測量放樣,期間要在底基層的上面將中線恢復,同時將攤鋪邊線攤鋪導向線測放出來,而水準測量及在攤鋪邊線外設指示樁。一般在直線上間隔為10 m,在平曲線上為5 m,做出標記,在攤鋪邊線外側50 cm的地方進行設置攤鋪導向來控制線支架,利用試驗段松鋪系數為1.35具體將松鋪厚度準確計算出來,用鋼尺自測點量取松鋪厚度釘死控制線支架,掛好攤鋪控制線并采取綁扎措施,用于攤鋪機攤鋪厚度控制線鋼絲的拉力應不小于800 N。以兩側攤鋪控制線(鋼絲)高度橫向人工拉線,人工按線繩高度及走向調節移動梁。
3.3 混合料的拌和
(1)水泥穩定碎石采用集中廠拌法施工,拌合站場地寬闊,交通便利,碎石分類分倉堆放并做好標示。
(2)在拌和作業前期,拌和場的備料應該要充足,至少能夠滿足3~5天的攤鋪用料。
(3)每天在攪拌期間,嚴格按照相關規定取樣檢查,如混合料配級、水泥劑量等,時刻關注配比、含水量具體情況。倘若在高溫天氣進行作業,要注意中午與早晚兩個時間段的含水量差異,必須根據溫度的變化進行調整加水量。
(4)后場試驗站根據集料和混合料含水量的大小及時調整加水量。混合料的含水量要比最佳含水量高出1%,這樣混合料運輸到現場進行施工時其含水量就可以接近最佳值。
3.4 混合料的運輸
(1)使用車型一致的大噸位解放自卸車進行運輸,運輸車輛必須確保性能完好,車廂清洗干凈,運輸期間必須要用防雨布進行覆蓋,這樣不僅可以預防陰雨天,還可以避免混合料水份的流失。
(2)攤鋪工作之前,應對基層下層或者底基層進行酒水濕潤工作,同時要仔細對攤鋪機各部件的運轉狀況檢查,此項工作必須每天堅持執行。
(3)料車在運輸過程中如出現故障,必須立即以最短的時間排除,當運輸車輛不能在2.5小時內到達現場并開始攤鋪,必須予以廢棄。
3.5 混合料的攤鋪
(1)基層攤鋪前,應對低劑量水泥穩定碎石底基層或水泥穩定碎石下基層噴灑水泥凈漿,按水泥質量計,宜不少于(1.0~1.5)kg/m2。水泥凈漿稠度以灑布均勻為度,灑布長度適宜控制在不大于攤鋪機前30 m~40 m內。
(2)在施工現場應有等待卸料車輛不能少于5輛,這樣方能保證攤鋪工作的連續性。在開展攤鋪期間料車卸料時應該停在攤鋪機前面的10 cm~30 cm地方,要規避撞擊到攤鋪機,卸料期間運料車應當掛空檔,主要借助攤鋪機帶動下進行前進。
(3)攤鋪機作業時必須保持連續、均勻,不間斷連續性工作。若拌和機生產能力較小,應該控制好攤鋪速度,規避供料不及時而導致攤鋪機停機待料,攤鋪速度最好控制在1 m/min左右。
(4)水穩混合料攤鋪可以選用兩臺三一95攤鋪機進行梯隊作業,攤鋪機兩者距離應控制在5 m~8 m之間,兩臺攤鋪機的速度、厚度、松鋪系、振動頻率等各項數值都要保持一致。兩臺攤鋪機縱向接縫應錯開車輪跡帶50 cm以上,上下層縱向接縫錯開50 cm以上。
(5)攤鋪機的螺旋布料器應有2/3埋入混合料中。
(6)在攤鋪機完畢之后,派專人對粗細集料出現離析現象地方進行處理,特別注意鏟除局部粗集料“窩”,并使用新拌混合料進行填補。
3.6 混合料的碾壓
(1)碾壓時,攤鋪機后面緊跟一臺XS222J振動壓路機前靜壓后輕振1遍,后三臺振動壓路機再強振3遍(每臺前后各一遍),最后再用膠輪壓路機進行收光2遍(前后各靜碾一遍)直到無輪跡為止。
(2)攤鋪50 m左右后便可以碾壓作業,壓路機根據攤鋪推進速度成階梯形前進,每次前進點比上次前進點往前靠2 m左右,以減少壓路機終點位置水穩混合料的推移。碾壓段落要做到層次分明,以“初壓、復壓、終壓”進行作業,期間必須有監理旁站。
(3)碾壓過程中,如有“彈簧”、松散、起皮等現象,應直接換填新鮮混合料。
(4)壓路機碾壓作業時要嚴格控制速度,一般第1遍和2遍應控制在(1.5~1.7)km/h,后面各遍應控制在(1.8~2.2)km/h。
(5)禁止壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調頭或急剎車,應保證表面不受破壞。
(6)直線段由兩側路肩向路中心碾壓,平曲線段由內側路肩向外側路肩進行碾壓。
3.7 接縫處理
接縫主要分為兩種:縱向與橫向接縫,如果攤鋪機寬度足夠情況下,整幅攤鋪過程就不會出現縱向接縫現象。如果攤鋪機寬度不足而不能整幅攤鋪時,可以使用兩臺攤鋪機進行一前一后作業模式,及同步進行碾壓,如此也能規避縱向接縫問題。由于結構物較多,正常以兩結構物間為一施工段落,可以規避橫向接縫,如有特殊要求,就要預留橫向接縫,主要操作是將攤鋪機附近及其下面未經壓實的混合料進行鏟除,將已碾壓密實且高程和平整度符合要求的末端挖成一橫向垂直向下的斷面,攤鋪機返回到壓實層的端部,用木摯板摯至虛鋪高度,再攤鋪新的混合料,繼續下一步施工。
3.8 養護及交通管制
(1)養護方法:使用濕潤之后的透水無紡土工布或者麻布對基層頂面進行覆蓋。覆蓋2小時之后,進行灑水滋潤工作,或者使用塑料薄膜覆蓋養護。基層在7 d內必須保持濕潤狀態,28 d內進行正常養護。在養護完畢之后,及時將覆蓋物進行清理。
(2)在養護期間,灑水車在另一幅車道上行駛,工人手持水龍頭,跨越中分帶噴灑養生。 灑水車的噴頭要用噴霧式,不得用高壓式噴管。
(3)基層養生期不應少于7 d。
(4)在養生期間應封閉交通。
3.9 質量控制措施
(1)水泥劑量的測定在拌和機拌和之后進行取樣,并及時將取樣送到工地試驗室進行滴定試驗。
(2)水泥用量除用滴定法檢測水泥劑量要求外,還必須進行總量控制檢測,即記錄段的實際水泥用量、集料用量和實際拌和數量,計算出當天水泥用量,并與試驗室滴定結果作比較。
4 結論
隨著經濟的發展,水泥穩定碎石基層需求越來越大,水泥穩定碎石基層施工工藝也就越來越成了作為一個路橋人應該掌握的工藝方法。從目前發展趨勢來看,許多高等級公路用這種材料作為路面基層,本文主要以S270邳州東南繞越公路工程基層施工為案例,敘述水泥穩定碎石基層施工各個工序的質量控制要點,對水泥穩定碎石的施工具有指導意義。
參考文獻:
[1]江蘇緯信工程咨詢有限公司.270省道邳州東南繞越公路施工設計圖紙[N].
[2]JTG/T F20-2015,公路路面基層施工技術細則[S].中華人民共和國運輸部,北京:人民交通出版社,2015.