冯建国
郓城县交通运输局;山东郓城274700
摘要:水泥碎石稳定基层具有较强的刚性和承载力,且整体性好,耐疲劳度强,是目前我国公路建设工程中常用到的基层类型。因此,对公路路面水泥稳定碎石基层的施工工艺进行深入探讨意义非凡。
关键词:公路路面;水泥稳定碎石基层;施工工艺
引言
为了满足我国城市建设和经济发展的需要,近年来,道路桥梁的施工规模越来越大,施工数量也越来越多。政府及基建部门对道路使用的通行能力和实际服役年限的关注度也越来越高。基层作为公路的基础部位和主要组成部分,其施工质量的好坏直接影响着公路的稳定性和荷载能力。水泥稳定碎石基层是我国公路建设过程中应用最为广泛的基层类型,其具有良好的力学性能、水稳性能、抗冻性能,因此受到了公路建设部门的青睐。但做为一种半刚性结构,其脆性较高,韧性较差,结构内部水分及温度等因素的影响下极易产生伸缩裂缝和温度裂缝,使公路使用期间在气候环境及车辆荷载的反复作用下发生严重的公路病害,对公路使用者的人身财产安全造成严重威胁。基于此,本文围绕水泥碎石稳定基层应用中出现的问题及成因进行探讨,并以此为基础分析在公路路面基层中应用水泥稳定碎石施工工艺的控制要素。以期为相关施工企业提供技术参考,助力我国基建事业发展。
1公路路面水泥稳定碎石基层施工质量问题和危害
1.1水泥稳定碎石基层有分层现象
分层是常见的水泥稳定碎石基层质量问题,其将降低基层结构的整体强度和刚性。基层分层路段极易受重型汽车的压迫造成基层内部结构发生破坏进而导致严重的公路病害,影响公路的正常通行。
1.2基层内部松散、呈“蜂窝状”
基层成活后进行钻芯取样经常发现有基层内部松散不成型,部分路段基层中混合料成活后呈“蜂窝状”的现象。这一状况下的路段很难想象其可以具有较大的荷载力,基层的抗压强度较差,车轮的反复碾压下极易在路面形成网状裂缝,雨水渗入其中使得结构内水土流失,进而使损坏程度扩大,影响公路的通行性能。
1.3基层裂缝严重
水泥碎石稳定基层属于一种半钢性结构,对温度和湿度较为敏感。裂缝会导致路面积水渗入到基层内部,对基层结构造成严重的破坏,使公路出现严重的质量问题,提高修补和改扩建工程量,增加地方财政支出,不利于区域经济发展。
2 质量问题的成因
2.1分层形成原因
分层是水泥碎石稳定基层较为常见的一种质量问题,其形成原因主要有以下几点:(1)时间控制。下层铺筑完成后,未在其基层内部水泥终凝时间前进行上层铺筑,从而导致了上、下两层的整体性受到了一定的影响,出现分层现象。(2)混合料含水量缩小。混合料含水率直接影响压实效果,在含水量小的情况下,混合料各颗粒间粘结性能较弱,压实过程中压实度难以保证。(3)对所用水泥初凝时间和终凝时间掌握不准确。实际施工中要结合工程建设质量要求选择级配水泥。以往的施工经验表明,水泥稳定碎石基层宜选用初凝时间≧3h,终凝时间≧6h的水泥,而在实际施工中,每批水泥的参数都有较大的差别,施工技术人员在具体作业中对水泥参数掌握不够准确因而导致上下层基层组织不能较好的结合,产生分层。
2.2蜂窝、松散不成型原因
水泥碎石稳定基层出现“蜂窝状”、松散不成型等将会使该路段的强度和荷载能力大打折扣。形成这一质量问题主要是因为基层内使用的水泥剂量较少,骨料在缺乏足够粘胶剂的情况下凝结力降低,因此呈现松散不成型的状态。
相关文献资料记载,在某200m试验段中分别对含水率4.8%和5.9%(最佳含水率为5.4%)的水泥稳定碎石基层进行钻芯取样,芯样中含水率为4.8%的水泥稳定碎石基层气孔较多,局部出现了“蜂窝状”,而含水率为5.9%的水泥稳定碎石基层芯样较为光滑密实,无气孔和蜂窝,因此可以证明混合料拌和过程中水用量较少会造成基层内部出现“蜂窝状”。此外,混合料摊铺完成后未进行及时有效的碾压,其内部水分大量蒸发后较为干燥,对压实效果造成了影响,无法达到工程建设的质量要求。同时,选用级配骨料时粒径过大,不符合建设需求也会造成基层成活后出现松散。
2.3基层裂缝形成原因
水泥稳定碎石基层的裂缝类型通常包括伸缩裂缝和温度裂缝。其中干缩裂缝主要与混合料中所用材料的比例不符有关,碎石集料应用过多会使得混合料中含水量偏大,水泥遇水产生水化热,使基层表面水分快速蒸发,从而在基层表面产生裂缝。温度裂缝主要是由于基层结构体内固相、气相、液相不同温度的收缩而形成的。基层固化初期,结构内部的水泥与水发生化学反应,使得内部温度较高,内外形成较大的温差,在内账外缩的互相制约下,产生横向的均匀分布的温度裂缝。
3水泥碎石稳定基层质量控制
3.1加强施工人员综合素养
施工初期应加强施工人员培训,并对关键施工技术选派技术过硬的技术人员制定相应的施工计划。如对软土地基处理、混合料配比、各环节施工工艺选择、施工机具应用等作出最终确定,并设置试验段施工,检验施工计划的合理性。
3.2施工材料质量控制
优质的施工材料是保证施工质量的基础,因此,应加强施工材料控制。选择信誉、口碑较为良好的材料供应商,并结合材料的价格、质量、供货周期等综合因素与其建立长期的合作关系。材料采购入库后要进行严格的质量检验,并按批次分别堆放。在使用过程中遵循先进先出的原则,避免材料储存时间过长影响使用性能。此外,施工材料储存时要对影响质量的因素进行控制,尤其对于水泥的存放要注意防潮避雨,以免活性降低,造成严重的施工质量。
3.3施工工艺质量控制
为了降低水泥稳定碎石基层的质量问题,对施工工艺进行质量控制至关重要。首先,混合料拌和前严格按照配合比进行配料,特别对于水的应用应根据拌和点与施工段的距离及天气情况进行适量的增减,以确保在后续的摊铺压实阶段可以达到与最佳含水量相接近。其次,是实际摊铺中应采用进分段施工,并根据施工机械器具配比情况合理规定摊铺长度,以免下层铺设结束后较长时间仍未进行上层铺筑,从而使基层出现分层现象。最后,碾压环节应严格执行试验段的碾压施工参数,混合料出现干燥凝结的应在碾压前对基层表面进行洒水处理,待混合料接近最佳含水率时以级配吨位压路机对基层表面进行初压、复压、终压等压实操作,碾压应遵循先两边后中间的原则进行,并保证1/3轮迹重合,避免出现漏压情况。同时还要对压实路段进行质量检测,检测内容包括平整度、基层内挤密度、强度、荷载能力等。对于压实不合格路段增加压实时间和压实变数,保证压实质量。
3.4加强养护
水泥稳定碎石基层压实完成后,要及时以土工布覆盖,并进行7-10d道路养生,在此期间禁止车辆通行。将水稳基层养生工作落实到具体责任人,并建立养护台账,登记养生路段的桩号、养生开始时间、结束时间、每日洒水时间、土工布覆盖情况等,切实保证养护工作的执行,从而保证基层施工质量。
4 结语
水泥稳定碎石基层是当前我国公路桥梁建设中应用最为广泛的基层类型。在实际施工作业中,影响水泥碎石稳定基层质量的因素较多,因此需要建设施工部门统筹规划、合理安排,严格执行工程质量标准,从施工人员、机械器具、施工材料及施工工艺等多方面做好质量动态管理,从而提高水泥碎石稳定基层的施工质量,为公路建成后良好的通行性能奠定基础。
参考文献
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[2]伍成刚. 公路水泥稳定碎石基层技术应用[J]. 城市周刊, 2019, 2(29):40-40.