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摘要:水稳基层作为市政道路工程的承受荷载的结构层,具有良好的优越性,其施工质量直接关系着市政道路工程项目的整体质量以及后期的运行。论文结合实例,探讨水稳层施工技术以及相关的质量控制措施,希望能够提高施工工艺水平。
关键词:市政道路工程;路面;水稳层施工技术
引言
水泥稳定基层作为市政道路工程常见的道路结构,其结构稳定性对整个市政道路工程的整体质量至关重要,虽然目前市政道路工程的水稳层施工技术已经比较成熟,但是在实际施工过程中,受到许多因素的影响,还是容易形成水稳层施工质量问题,影响市政道路工程后期运营效果,对车辆的通行影响较大。因此,施工单位在道路工程建设过程中应充分重视水稳层的施工质量控制,在水稳层中施工过程中,要对各种影响因素进行综合分析,深入研究水稳层施工技术,掌握该施工技术要点并对其进行不断地完善和创新。
1 水稳层的概述
水稳层是水泥稳定碎石层的简称。水稳层施工材料主要以级配基层碎石为主要材料,以灰浆材料和凝胶材料为辅。在施工作业过程中主要应用嵌挤原理对基层碎石结构进行嵌挤,因此,水稳层施工作业过程中,碎石结构的稳定性决定了水稳层施工质量。在碎石结构缝隙填充过程中,由于骨料中的灰浆填整性能耗,所以,碎石结构的压实密度也能够达到质量要求。与其他路面结构相比较而言,市政道路工程水稳层在施工初期就具有较高的强度,这也是其最大的优势,其强度也会随着时间不断增加,路面水泥稳定碎石层的形成要集合预埋压力对材料进行科学摊铺碾压之后进行专业养护。因此,水泥稳定碎石层施工质量和稳定性是直接由基础碎石结构决定的。为了保证整个市政道路工程的质量,必须要对水稳层施工过程中的基层骨料之间的空隙进行严格控制,只有提升实压度才能确保水稳基层骨料之间的空隙控制在合理范围内,才能提升市政道路的结构稳定性。在市政道路工程施工过程中,要想避免出现路面变形或者损伤现象就必须要采取有针对性的控制措施。首先,根据实际情况,利用有利地形和环境条件,在进行水稳层施工过程中科学选择施工材料和施工设备;其次,要对水稳层施工过程进行严格监督和管理,尤其是对水稳层荷载力质量的验收过程一定要严格,才能确保市政道路工程的整体质量符合运行要求。市政道路水稳层的功能和结构在实际施工过程中会受到很多因素的影响,所以要在施工之前根据实际施工环境选择科学的施工技术,制定合理的施工方案,以此来降低施工工艺和施工环境对水稳层施工质量的影响,从根本上提升市政道路工程的施工质量。
2 工程概况
长安湾区某市政道路工程为长安滨海湾新区城市主干道,濒临海边为新建市政道路工程,建设内容包括K0+000~K1+800桩号范围内的道路、桥梁、箱涵、城市管廊、排水、交通设施、道路照明及绿化工程等。
道路路面结构总厚度为83cm,从上至下依次为4cm细粒式密级配改性沥青混合料AC-13C(粗集料玄武岩)、粘层、5cm中粒式密级配沥青混合料AC-20C.粘层、7cm粗粒式密级配沥青混合料AC-25C.1cm下封层、透层油、18cm(水泥含量6%)水泥稳定级配碎石(7d无侧限抗压强度≥4.5MPa)、18cm(水泥含量5%)水泥稳定级配碎石(7d无侧限抗压强度≥3.5MPa)、15cm4%水泥稳定石屑(7d无侧限抗压强度≥2.5MPa)、15cm级配碎石垫层。
本项目水泥稳定碎石施工要求:(1)水泥稳定碎石的级配应满足《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20—2015)表4.5.4中的C-B-2级配要求。(2)基层石料的压碎值应≤30%。(3)基层材料的7d无侧限抗压强度分别不低于设计强度,压实度必须达到≥98%(重型击实标准)。(4)水泥应采用42.5普通硅酸盐水泥,其初凝时间应〉3h,终凝时间〉6h。
3 影响市政道路水稳层施工质量的主要因素分析
3.1 混合料含水量
混合料中含水量的多少也是影响市政道路水稳层施工质量的重要因素,混合料中含水量低于标准值时会产生真水反应,在一定程度上降低了水泥的水解速率,与此同时,混合料中的含水量低于标准值还会导致水泥的分布不均,以至于影响了市政道路水稳层强度等级,相反,如若混合料中的含水量高于标准值时,会促使水稳层产生过大干缩形变,也会对市政道路水稳层的质量产生影响。
3.2 水泥材料类别选择
施工实践中,结合实际工程情况合理选择水泥的类型。水泥的类型及其用料比和水稳层的施工质量关系密切,不同水泥的类型,有不同的结构、密度以及强度特征。无法统一用料比例,不同水泥或者不同的配比建设的水稳层强度也是不同的。同厂家同批次生产的水泥,不同的用料比也会造成不同的水稳层强度,进而关系路面水稳层的抗压性能。调查发现,硅酸盐水泥的强度明显高于铝酸盐水泥材料强度。所以,为了确保市政道路工程水稳层施工质量,同一范围道路必须采用同一批次相同统一标准的施工材料。
3.3 混合料配制
除了水泥材料类别和骨料含水量两个影响因素外,影响水稳层施工质量的另外一个重要因素就是混合料配制。在目标配合比设计中,选择了不少于5个结合料剂量,分别确定各剂量条件下混合料的最大干密度及最佳含水率,选择经济合理的剂量配比。一定要严格按照施工配比拌合材料,如果骨料的含水量变化较大,要及时实测含水量,调整施工配比,水泥和外加剂一定要拌合均匀,加水时间和加水量也一定要进行严格控制,混合料的生产含水率根据施工因素和气候条件比最佳含水率高0.5-1.5个百分点。宜采用强制式搅拌机集中拌合,根据实验结果控制拌合时间,一般总拌合时间在35s左右,才能确保水稳混合料拌合均匀。
3.4 施工养护
碾压施工后,及时采用正确的养护方法。
如果采用湿样,应始终保持表面潮湿,也可以采用沥青乳液和沥青下封层进行养护,养护期限视季节而定,常温下不少于7天。
4 市政道路工程水稳层施工技术要点
4.1 原材料的选用及混合料的配比
水稳层原材料质量控制是确保水稳基层施工质量的重要基础环节,水泥、碎石、水、粉煤灰及其他细集料的质量应按照相关标准要求进行控制,以确保级配质量的稳定性。水泥原料应选用初凝时间〉3h,终凝时间在6~10h的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,水泥优先选择32.5或42.5级,且应有相应生产日期证明文件以及出厂合格证,进场前进行抽样检查,确认合格后方可进场投入使用。现场储存时间超过3个月时,需重新进行性能实验,以确保其性能合格;对于碎石原料,应重视级配的控制,破碎后的石料应满足《JTG/TF20—2015公路路面基层施工技术细则》中表4.5.4中推荐级配范围及表3.6.1中压碎强度要求;水和其他细集料都应满足《公路路面基层施工技术细则》的要求。
各种材料的配合也是水稳层质量控制的重要环节,按照备选的各种配比试验对比抗压和抗渗结果,选用经济合理的配比后再正式投入生产施工。
4.2 混合料的摊铺
摊铺前必须对下承面的垃圾以及杂质等清理干净,确保表层干净,下承面要碾压至压实度满足要求。当施工下承面坡度较大时,需要调整摊铺机和叶浆的倾斜角度,避免混合料离析不均匀;对于边角部位,可采用推土机、平地机、人工摊铺,与主线同步进行。如一台摊铺机工作宽度不够,可以采取多台摊铺机共同联合作业摊铺,摊铺机之间必须要保持足够的安全距离,避免在运行的过程中发生碰撞。摊铺时层厚及标高一定要严格控制,松铺系数一定要经过试验确定。
4.3 加强混合料含水量的分析及控制
水泥稳定土中、粗粒材料对含水量对含水率的变化很敏感,如果控制不好,容易产生“弹簧”现场,同时在后期的养生中容易产生干缩裂缝,在施工期间慎重调整含水率。在材料选择前,必须要结合施工要求及施工质量标准规范,确定混合料在实际应用过程中的含水量,当骨料的含水量变化较大时要及时测量含水量,及时调整施工配比用水量。对应高速公路及一级公路,从拌合厂取料,每2小时测一次混合料的含水量。
4.4 水稳层碾压
水稳层碾压也是确保市政道路水稳层结构强度的关键工序,碾压的机具组合,碾压遍数一定要经过现场试验满足要求后确定,直线段碾压时从路基两边往道路中间碾压,曲线超高段碾压要从标高较低的内侧往标高较高外侧碾压,轮机重叠宽度要满足要求。采用钢轮压路机初压时,宜采用双钢轮压路机稳压2-3遍,再用激振力大于35t、18-21t三轮压路机或25t以上轮胎压路机继续碾压密实,最后用双钢轮压路机碾压,消除轮迹。也可以用25t以上重胶轮压路机稳压1-2遍,再用重型振动压路机碾压密实,最后用双钢轮压路机碾压,消除轮迹。
4.5 加强水稳层后期的养护和处理
受到水泥自身特性的影响,市政道路工程水稳层路基在施工完成之后容易发生干缩,因此必须要加强对水稳层道路施工之后的养护和管理工作,市政道路工程水稳层的养护一般需要维持在一周左右,如果未能及时补水养护或补水量不足都会造成路面出现裂缝,影响路面的质量和强度。在养护期间,需要严禁行人和车辆通行。
4.6 道路路面水稳层施工中需要注意的一些细节工艺
要保证水稳层的施工质量,现场施工有很多细节工艺也必须注意,主要有以下:1、水泥稳定料从拌合站到施工现场的运输途中一定要覆盖,防止扬尘遗撒及水分蒸发过快;2、下承面的干湿程度要合适,过湿则要凉晒、过干则适当洒水;3、运输和摊铺时应防止骨料离析,尽量减少摊铺机停顿和重启次数,摊铺料有离析时及时要及时二次拌合均匀;4、同一层施工但是在不同施工段施工时要注意横向施工缝错开,摊铺混合料在纵向施工缝要跨缝铺料,在相同区域的上下层施工时要注意上下层的横缝、纵缝错开,错开的距离要满足相关规范要求;5、水稳料从开始拌合至最终碾压成型不要超过3个小时;6、在进入冬季前15-30天宜停止水稳层施工,如果养护期会进入冬季应在施工基层时掺入防冻剂;7、如果雨期施工水稳层,则要缩短工作面,坚持拌多少、铺多少、完成多少。
结束语
随着市政道路规模持续扩大,带动了市政道路施工技术的日益发展与完善。水稳基层具有受力合理、结构稳定、耐久性强、抗渗强、稳定可靠等优势,能够与路面结构完美结合,在市政道路工程建设中表现出了极为突出的应用优势。
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