江苏鑫泰建设工程有限公司 江苏泰州 225300
摘要:文章结合具体工程案例,较为详细的探究了水泥稳定碎石施工前期准备、拌和与运输、摊铺碾压及养护等诸多工序的质量控制方法与要点,希望能和同行分享经验,最大限度的提升水泥稳定碎石基层施工质量,为我国交通行业健康、持续发展做出更大贡献。
关键词:水泥稳定碎石;基层施工;摊铺;碾压;养护;质量控制
社会经济快速发展在很大程度上对交通事业发展过程也起到了一定驱动作用,高速公路建设里程、规模等均有不断增大趋势,水泥稳定碎石基层有强度高、抗冻性强、力学性能及稳定性优良等诸多特征,这也是其广泛被用于高等公路建设领域中的主要原因之一[1]。但是在现实施工中,部分人员对水泥稳定碎石基层施工技术原理、影响基层建设质量的因素等掌握不全面,不仅会干扰项目施工进度计划实施过程,还会降低工程建设质量及影响其使用过程的安全性。故而,在具体施工实践中,一定要指派专业进行全程的质量管理。
1工程概况
已知泰州市政某工程路线全长2.12km,基层施工选用5%水泥稳定碎石基层,宽度24m,厚度为30.6㎝,面层施工应用AC-14沥青砼。水泥稳定碎石基层施工选定在夏天进行,天气炎热。本工程项目有工程建设周期紧张、任务繁重且对基层施工质量提出较高要求等特征。这就预示着施工方应结合工程现场实况,应用行之有效的施工工法,科学规划设计施工工序,有针对性的改善施工环境条件,最大限度的提升基层施工建设质量。
2、施工准备
2.1下基层施工
若基层建设过程中遇到大雨等恶劣气候,需要组织工人及时对局部软弹部位进行翻晒、复压,科学对填料进行改性或换填处理,以上工序整体结束后一定要严格依照施工设计要求进行复压。正式施工前复压上路床顶部,并及时组织工程监理方开展验收工作,达标后方可进入到一下工序。若上路床验收以后放置的时间较短暂,并且下基层施工没有遇到雨天,则单纯进行复压就可以;若上路床验收以后搁置时间较长,期间经受了连续高温,则要定时对其进行洒水湿润后再行复压。依照现行规范要求,特殊情况时要复检上路床的回弹弯沉值。
2.2上基层施工
施工前期要组织工人认真清理下基层顶面,若上、下基层施工时间间隔相对较长,则需对下基层顶部进行清理及洒水处理后,应用高压水车联合人工清洁处理局部受污严重部位,及时去除局部松散的表层。与此同时,施工前将适量水泥浆均匀的布撒在下基层顶部,借此方式去强化层间联结性。
2.3原材料质量的控制
(1)水泥:本基层项目建设阶段施工方选购了“海螺”牌复合硅酸盐水泥,强度级别32.5,出厂时间≤3个月,初凝、终凝时间分别为177min、254min[2]。经检测后发现水泥他类性能指标都符合本工程施工设计要求。水泥的初、终凝时间对水泥稳定碎石基层的施工时长会形成较大影响,本工程要求施工时间≤2h。
(2)集料:集料的作用以填充与骨架为主。本工程选用本地石料场生产的花岗岩碎石与石屑作为集料,明确要求质检员严格依照相关规定抽检集料,实现对其质量的有效管理控制,杜绝不合理的材料被运送至场区。集料的规格为0~5mm、5~15mm、10~25mm时,对应的标识依次是1#料、2#料、3#料。集料是连续级配,花岗岩碎石集料压碎值、含泥量分别为20.5%、0.3%,针片状颗粒含泥量、抗压强度及磨光值分别是97 MPa、2%、44%,集料指标均符合本工程设计要求。
2.4配合比的设计
参照相似工程项目配合比设计时形成的理论经验、设计图纸具体要求及材料主要性质等诸多因素,对集料的级配开展试验分析,历经数次试验后确定了剂量的掺配合比重如下:1#料、2#料、3#料占比依次为25%、35%、40%,集料的筛分都符合级配设计提出的相关要求。底基层施工选用了5%水泥稳定碎石,设计要求一周内无侧限抗压强度(Rd)4.OMPa,参照水泥掺拌量增减1%开展试验比较,实质上就是采用4%、5%、6%水泥掺量制作相应的混合料试件,把以上三种水泥掺量形成的试件进行标准击实及Rd试验,统计试验结果后发现,4%水泥掺量下试件的强度偏低,安全系数偏小,无法满足本工程的设计要求,6%时事件强度过高,会增加工程成本,而5%掺量下的试件强度符合设计要求,故而水泥掺量设计为5%。基层配合比是水泥:集料:拌合水=0.05:1:0.054,
2.5试验区段施工
水泥稳定碎石基层大范围施工前期,施工方一定要严格依照规定要求开展试验段施工活动,设定试验段长100m,试验段施工时采集有关施工参数,比如施工配合比、摊铺与碾压设备、松散系数及压实度等,不断提升基层施工的标准化、规范化水平[3]。试验段施工结束后,要指派技术人员及时检测基层厚度、高程、平整度压实度和横坡等关键指标,参照检测结果分析施工工艺设计、施工机械配置及有关施工参数设定的合理性,进而确定基层各项具体的施工参数。本工程基层最佳含水量5.3%,松铺系数1.28~1.35,选用20 t钢轮压路机进行碾压,严格依照初压、复压与终压步骤碾压工艺开展施工工作,维持压实度≥98%。
3、拌和与运输质量控制
3.1拌和
经屡次检查确定水泥稳定土拌和站设备性能一定要良好、可靠性处于较高水平,能够精确检测出施工场区各种集料的含水量,测算出配合比。本工程采用厂拌法拌和水泥稳定碎石,WCB-500强制式拌和机进行搅拌,智能配料称量系统配置水泥与集料的下料过程。严格参照配合比设计情况完成水泥、集料与拌合水各自的下料工序,参照实际气候条件与运输距离等有针对性的调控混合料的含水量,大部分工况下要求混合料含水量和最佳含水量相比较高出0.5%~1.0%为宜,确保拌和的均匀性,拌和时间应符合规范JTGE40-2007内设定的相关内容[3]。
3.2运输
参照基层工程建设时的现实需求,利用载重量>25t自卸车运输混合料,车箱长、宽机底盘高度均和摊铺机相互匹配,运输能力一定要高于拌和站生产能力及摊铺机持有的摊铺能力。针对运输车辆的配置数目,依照拌和场内、摊铺机前方分别有5台车进行等待接料,运输途中应每隔1㎞配置1台车运输、1台车返回、再考虑使用3台车辆备用进行预算。
4、具体施工中的质量
4.1摊铺
项目部应用1台RP750D摊铺机开展摊铺作业,组织专员详细记录摊铺机的夯实频率、摊铺行走速度等技术参数,综合分析主客观多种因素预测可能遇到的不良状况,结合既往工程实践经验合理确定摊铺厚度。分析到摊铺与碾压部分水分损失的情况,加强混合料含水量的控制,其应是最佳含水量的1.5倍。因为基层压实厚度通常是20cm,可以直接摊铺一层。摊铺前期要组织工人仔细检查路基的平整度、高程、宽度以及压实度等指标,整体清理掉路基表层附着的杂物。混合料摊铺阶段要组织工人经常复核钢丝绳高程,确保摊铺厚度始终能符合设计要求。本工程试验段施工混合料的松铺系数1.28~1.35,大范围摊铺时选松铺系数1.30,进而更科学有效的指导整个线路施工过程。
在无特殊要求下,要确保摊铺机的摊铺过程连续进行,确保其转速要适宜,不可过于快速也不能过于迟缓,以使公路路面建设质量得到根本保障。在具体摊铺施工阶段,要组织专员随时抽样检查水泥剂量及成品料的配比状况,若察觉到其存在相关问题,则要快速、如实的反馈给有关部门,尽早处理。也要抽查摊铺机的松铺厚度,借此方式去规避粗、细骨料发生离析问题;针对标高的控制,可以用让摊铺机以走钢丝的形式进行。基准钢丝绳的垂直度会对路面基层的平整性形成一定影响,为减少或规避如上情况,质控人员应加强钢支柱间距的控制,使其<lOm,并且联合使用紧线器进行拉紧处理。
4.2碾压
在混合料摊铺及整形均结束以后,应组织施工队即可开展碾压作业。直线段由外侧朝向中心碾压,超高段则建议从内侧向外侧碾压,碾压过程中重叠宽度应是1/2轮宽,后轮一定要超出两段的接缝位置,后轮碾压完全宽时视为1遍,本工程设计共计进行压6-8遍的碾压施工。参照试验最终设定压路机的碾压速度如下:第1-2遍碾压时,速度控制在1.5-1.7km/h之内,而后碾压速度可以稍作提升,但始终要≤2.5km/h。针对已经摊铺好且状态相对稳定的碎石基层,最好先使用轻型双钢轮压路机进行2遍碾压(第1、2遍分别是静压、弱振),随后使用重型压路机碾压4-6遍,利用胶轮压路机完成终压,推荐碾压1-2遍。在具体碾压施工阶段,应加强如下几方面的管理控制[4]:
一是始终要维持水泥稳定碎石表层的湿润状态,若发现水分蒸发速度过快,则要尽快补洒适量的水,但严禁有施工人员出现喷洒大量水的行为;
二是如果观察到出现松散、起皮等现象,则要及时将其清理干净后再行施工,且要停用相关混合料;
三是针对掉头及接缝处,建议采用搭接方法,通俗的讲就是在上一段碾压路面内预留局部不进行碾压,待后一段路面进行碾压施工时进行统一碾压处理,在以上过程中应加强压路机自体重量的控制,不可过重,否则会对水泥稳定碎石基层造成损伤,降低公路路面的建设质量;
四是加强混合料拌和、摊铺、整型、碾压总时间的控制,要求≤3h,并且要在试验确定的水泥初凝时间中结束碾压工序,其也要满足本工程施工设计对密实度提出的要求,碾压结束后不可滞留肉眼清晰可见的轮迹,对路面美观性形成负面影响。
4.3接缝处置
若施工阶段,受部分因素的影响,造成水泥稳定混合料摊铺作业阶段中断>2h,则需要组织工人布设横向施工缝。横缝应选定在次日开工前设置,并且在有桥梁位置也要设置横缝。横缝设置阶段应给予如下几点问题一定重视[6]:
(1)通过合理的方法措施尽量规避出现摊铺作业中断的情况,当天的中断时间尽量控制在2h之内,最好不要在同一天中设置数条横缝;
(2)针对人工作业的尾部,应该安放方木条,方木高度理应与混合料的压实厚度维持统一;方木另一侧端使用碎石或砂砾回填处理,回填厚度以1.0m为宜,应该高出设计的压实厚度;
(3)重新摊铺混合料之前,需要先把木方移走到场区之外,并认真清理下层,摊铺机返回至压实的末端再行摊铺;
(4)若发现摊铺施工中断>2h,则要严格依照如上阐述的方法、流程进行二次摊铺,还需要铲净没有压实路段的混合料。
4.4养生
基层碾压工作整体结束且经监理方检查确认其质量达标后,应立即组织专人开展养生工作,养生期≥7dd。养生阶段先使用透水土工布进行覆盖处理,配合使用专用洒水车洒水。洒水阶段要加强喷嘴角度的控制,规避其对底基层表层形成冲刷作用。养生整个过程均要维持基层表层处于湿润状态,严禁出现时而干燥时而湿润的情况。养生期若察觉到有病害形成,应尽早将其挖出、修补,挖补压实厚度≥lOcm。
4.5检测
基层养生结束后便进入到质量检测的工序中。本工程利用3m直尺检测平整度:设计每200m测2处x10尺,允许偏差不可超出规定值的11%。利用尺量这一传统方法检查宽度:200m测4处,实测值不可超出设计值[7]。针对外观的检测,建议使用表层平整密实、未形成显著离析或坑汁现象等作为判断依据。若质量检测达标,则提示水泥稳定基层施工方案实施后能取得预期成果,有一定推广与普及价值。
结束语
水泥稳定碎石是公路及高等公路施工建设阶段常用的建设材料之一,和其他材料相比较,其在刚度、稳定性及强度等方面均占据优势,在确保公路建设质量的基础上,为广大居民安全出行过程创造了强大保障。在具体施工阶段,要督导是相关人员自觉树立质控意识,加强原材料质量、级配质量、施工流程及各道工序施工情况的管理控制,及时发现质量缺陷,尽早消除,确保基层建设质量符合相关规范要求,提升公路建设质量,延长其使用寿命。
参考文献:
[1]陈亿,马建,陈立.路面水稳基层施工中的压实度响应机制研究[J].安徽建筑,2020,27(12):164-166.
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[3]刘斌.水泥稳定碎石大厚度整体碾压技术在路基施工中的应用[J].福建交通科技,2020,22(05):71-73.
[4]徐智.浅析公路交通改建工程水稳基层施工技术的应用[J].智能城市,2020,6(18):158-159.
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