免养护水泥稳定碎石基层在市政交叉道口施工中的应用

发表时间:2021/7/15   来源:《城镇建设》2021年7期   作者:石晓玉1 王甲兵2 陈超3 伍绍君4
[导读] 本文结合成都成洛简快速路工程(四环至五环段)项目存在工期紧张问题,采用了免养护水泥稳定碎石基层取代常规水泥稳定碎石基层施工工艺,成功的解决了交叉道口施工周期长的问题。

        石晓玉1  王甲兵2   陈超3  伍绍君4
        1.石晓玉  4201221972****0040
        2.王甲兵  4203811983****743X
        3.陈超    6529011988****403X
        4.伍绍君  5110251985****7379
        摘要:本文结合成都成洛简快速路工程(四环至五环段)项目存在工期紧张问题,采用了免养护水泥稳定碎石基层取代常规水泥稳定碎石基层施工工艺,成功的解决了交叉道口施工周期长的问题。试验表明:免养护水泥稳定碎石基层施工工艺仅需24小时保水养生就可以达到要求的密实度和强度,大大提高了工程建设施工效率。提高了施工连续性,减少施工过程中道路通行安全隐患。免养护水泥稳定碎石基层施工工艺作为一种半刚性基层施工技术,最大限度地减少了施工干扰,方便市民出行,对提升各相关参建单位的形象具有积极意义。具有一定的工程应用价值。  
关键词:市政交叉道口;免养护水泥稳定碎石;施工工艺;施工效率
前言
        成洛简快速路工程(四环至五环段)是成都市“三纵六横”快速路网体系和“五环二十五射”高快路网中的重要组成部分,是构建全市快速路网体系的主骨架之一;为构建“一城多市”网络城市群和成都平原“1+7”大都市区发挥好支撑带动作用,为成都建设成国家中心城市提供必要的交通支撑。本项目自开工即面临诸多具体问题:1、地下管线复杂,迁改进度滞后,影响后续工作;2、沿线交叉路口多,交通流量大,交通导行困难;3、大运会重点项目,关门工期,政治任务,必须按时完工。做为参建单位不能仅仅将经济效益作为项目的最终目标,还应从大局、市民的交通便利、社会的认可等方面进行综合考虑,创造良好的社会效益,最后达到双赢的效果。因此,综合考虑工期、场地及成本等因素影响,经多方案对比后报监理和建设方同意,对工期影响突出的交叉道口采用免养护水泥稳定碎石施工工艺。
1 工程概况
        本项目起点位于成洛大道(三环至四环路)快速路改造工程终点处,利用既有成洛大道,止于五洛路洛带古镇隧道前,路线全长 12.25km。按照一级公路兼具市政配套标准设计,主线设计速度80Km/h,辅道设计速度40Km/h。项目与车城大道、成环路、其他规划道路等相交,交叉口面积30000余平方米。道路基层设计:主道基层总厚50cm,分两层摊铺,上层采用5%水泥稳定级配碎石厚25cm,下层采用4%水泥稳定级配碎石厚25cm:辅道基层总厚40cm,分两层摊铺,上层采用5%水泥稳定级配碎石厚20cm,下层采用4%水泥稳定级配碎石厚20cm。交叉路口施工时采用集中拌和分两层摊铺碾压一次成型的施工方法进行施工。
2采用水泥稳定碎石基层施工与采用免养护水泥稳定碎石施工对比分析

对比分析可知:免养护水稳在基本不改变人、机、料、法、环、测六方面因素的情况下,在保持与基准水稳相同水泥用量的情况下,仅增加水稳水泥剂量的 10%免养剂, 24小时可达到要求的密实度和强度。
3 配合比设计
        3.1目标配合比
        在施工中,水泥稳定碎石的材料比例要严格遵循设计及JTG/F20-2015规范要求。选择适宜的结合料类型,确定混合料配合比设计的技术标准。在目标配合比设计中,选择不少于5个结合料剂量,分别确定各剂量条件下混合料的最佳含水率和最大干密度。根据试验确定的最佳含水率和最大干密度及压实度要求成型标准试件,确定满足设计要求的最佳剂量。优化设计混合料级配,确定目标级配曲线和合理的变化范围,来保证施工混合材料完全符合工程需要。
        (1)水泥稳定碎石混合料级配
        根据工程设计要求,确定水泥稳定碎石混合料级配范围见下表。
水泥稳定碎石基层级配范围要求

        
        (2)级配设计
        根据工地实际使用的混合料,按颗粒组成进行计算,确定各种碎石的组成比例。
水泥稳定碎石基层混合料级配设计结果
矿料名称及粒

        (4)验证级配的静压试验
        依据水稳级配要求,水泥剂量按4.0%比例制备试件,其中免养生材料参量为水泥剂量的10%、采用振动成型进行水稳无侧限试件制备,成型试件24h后进行强度试验。从室内强度试验来看,4.0%水泥剂量免养水稳能够满足取芯强度要求。
        3.2生产配合比
        根据目标配合比确定各档材料比例,对拌和设备进行调试和标定,确定合理的生产参数,来保证施工混合材料完全符合工程需要。施工前要对所采用的级配关系进行试验观测,监测是否符合施工标准,满足要求后再应用到整体工程中,如果不合适要及时对级配关系进行适当调整。混合料生产参数的确定包括结合剂量、含水率和最大干密度等指标,并应符合下列规定:
        (1)水泥剂量施工时宜增加0.5个百分点。
        (2)含水率宜增加0.5-1.5个百分点。
        (3)最大干密度应以最终合成级配击实试验结果为标准。
4 施工工艺
        4.1施工前准备
        在试验段施工之前,先对水稳拌和站进行调试,按正常生产产量拌制水稳混合料,取料进行室内试验,测定含水量和水泥剂量,经检测拌和楼的性能完全能满足施工要求。
        4.2混合料拌合
        水泥稳定碎石结构的关键在于配合比的配置,其配合比应该满足准确、稳定、均匀等要求。在拌制的过程中要严格控制好水泥的剂量与水的用量,在拌制过程中要考虑材料在运输以及碾压过程中所损失的水分,免养剂采用料仓投放,预留约5cm 作为下料口。
        4.3混合料运输
        水泥稳定碎石的混合料必须在规定的时间内运送到摊铺现场。在进行自卸车的装料时,需要前后移动汽车,共总将装料分为3次,保证高度均匀的装载,避免混合料的离析。采用全程油布覆盖的方式进行,以保证混合料运输到达现场的含水量。
        4.4摊铺及碾压
        基层摊铺时,摊铺机两侧都以导线作为基准标高控制进行摊铺作业,有5台运料车到达现场后开始摊铺。根据试验段试铺确定其压实遍数和速度。
        初压采用单钢轮前进静压,后退振压一遍。复压采用单钢轮强振振压2遍,小振振压2遍,胶轮压路机碾压3遍,单轮与胶轮交错碾压。终压采用胶轮压路机碾压1遍,双钢轮收光1遍。基层碾压方案取最优组合:单钢轮压路机+胶轮压路机+双钢轮压路机,在碾压遍数分别为6遍、7遍、8遍时检测压实度进行比选,选取最佳碾压遍数,并以此作为大面积施工的依据。
        每道碾压工序应遵循“由内侧向外侧,由低侧向高侧碾压。碾压时轮迹应重叠1/2轮宽,碾压速度一般先慢后快”的原则。均匀压实到规定的密实度为止,压路机无法碾压到的边角,用小型振动夯碾压。此外,水泥稳定碎石基层质量受施工时间长短影响,从最初拌合环节到最终的碾压完成所消耗施工时间不得超过水泥初凝时间。
        4.5路面结构及层间处理措施
        在下承层施工质量检测合格后,开始把摊铺上面结构层,若不能保证连续摊铺,上下基层之间应设有良好的粘结措施,宜在上层摊铺前1h以内在下基层表面洒布水泥浆,洒布长度以不超过摊铺机前30m~40m为宜,喷洒量按纯水泥质量计为1.2~1.5kg/m2,水灰比约为1:1。
        4.6养生及交通管制
        养护是保证水泥稳定碎石基层尽快获得较高强度的关键步骤之一,铺筑过程中,每一碾压路段完成后经压实度检验合格后,及时采用薄膜覆盖节水养生方式养生。在进行保护养生期间,及时对此路段进行封闭,避免有车辆进入。
        4.7质量检测
        为了验证免养水泥稳定碎石基层设计与施工工艺是否满足质量控制指标的要求,在养生满足1天养生期后,对多个交叉路口免养水泥稳定碎石基层施工质量进行了检测。现场检测采用灌砂法检测试验段基层压实度,采用钻芯法取样,取出的芯样完整无散落且厚度满足设计要求,将其切割成标准试件后检测无侧限抗压强度。检测结果表明:各交叉路口压实度代表值和平均抗压强度均可满足规范要求。
5 结论
        (1)免养生水稳对工艺流程要求不复杂,在不改变原有施工工艺及不改变原有水泥稳定碎石配合比的情况下仅需加入水泥掺量10%的免养剂,仅需对水稳站增加一个投料仓,便可实施。能够有效减少交叉道口施工时间,可为后续类似工程提供借鉴。
        (2)采用免养生水泥稳定碎石施工,具有较好的路用性能。有效解决了传统水稳施工存在的养生时间长,养生过程中易产生安全隐患等弊端,实现了免养效果,大大缩短了市政道口施工周期,最大限度的方便了市民交通出行,取得了较好的经济及社会效益。
参考文献
        [1]林友臣 水泥稳定碎石施工技术在市政道路工程中的作用分析,道路桥梁2018
        [2]刘平 市政道路水泥稳定碎石施工质量控制要点,交通建设2017
[3]杭敏.闫万生.胡仁德等,水泥稳定碎石(底)的施工与质量控制[J].山西建筑,2012,
        [4] 交通运输部公路科学研究院JTG/TF20-2015公路路面基层施工技术细则[ S ].北京:人民交通出版社,2015
        [5]交通部公路科学研究院.JTGE51-2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程[ S ].北京:人民交通出版社,2009
        作者简介:
        石晓玉,女,1972.03,大学本科,高级工程师,
        王甲兵,男,1983.09,大学本科,工程师,
        陈超,男,1988.04,大学本科,工程师,
        伍绍君,男,1985.10,大学本科,工程师,
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