黄芳林
【摘 要】随着我国经济的进步及城市建设步伐的加快,城市交通的运输量以及重载车辆数也在不断加大,这对于城市道路标准及质量提出了更高的要求。我国一般将水泥稳定层作为道路的基层材料,经过多年行车试验验证,效果良好。但由于采用水泥作为结合料,其温缩及干缩性较大,在施工过程中若不按规范进行操作极易在温度及湿度条件下产生裂缝等病害,对行车的舒适度产生影响。本文作者结合工程实例及多年施工实践,对于市政道路水泥稳定层的施工技术进行了详细探讨,对提高市政道路水泥稳定层的质量有一定借鉴作用。
【关键词】市政道路;基层;水泥稳定层;施工技术
0.前言
在市政道路工程中,道路基层质量的好坏直接关系到道路面层的修筑质量,同时对于道路的整体质量及使用寿命有着重要影响。水泥稳定层具有优良的稳定性、耐久性、抗冻性以及整体性,并与道路面层结合性良好,在市政道路工程中普遍将其作为路面基层及底基层。在道路施工过程中对各施工技术严格控制,不仅能有效提高工程质量,还取得一定的经济及社会效益。
1.水泥稳定层的作用机理
水泥稳定层一般采用级配碎石作为骨料,并用一定的灰浆和胶结材料作为集料填充骨料的空隙,在施工时以嵌挤原理进行摊铺压实。水稳层的压实度接近于其密实度,而骨料间的嵌挤结构提高了强度,使用灰浆填充间隙则提高了其初期强度,易于固结成板体,具有优良的抗冻性及抗渗性。当水泥稳定层中水泥含量在3%~7%左右时,其7d的无侧限抗压强度可达到1.5~4Mpa,并且在成活后表面坚实,遇雨不泞,作为道路基层效果良好。
2.工程概况
某市政道路工程,道路全程23km,车行道宽24m,水泥稳定基层厚20cm,水泥含量为5%;水泥稳定底基层的厚度为30cm,其水泥含量为4%。对水泥稳定碎石层的设计和施工必须符合有关道路设计规范,并与工程地质及材料相结合,对工程施工中的运输、摊铺及碾压重点进行分析。
3.水泥稳定层材料配制技术
水泥稳定层主要由骨料及胶结材料构成,骨料主要为级配碎石,使用由水泥和水混拌而成的水泥灰浆作为胶结材料。
(1)骨料应选择通过人工筛分的级配碎石,道路等级及基层的不同对于最大粒径的要求也不同。例如,城市主干道底基层选用的碎石粒径不应大于40mm,而基层的碎石粒径则不得大于30mm。
(2)水泥一般采用425#硅酸盐水泥,要求初凝时间大于3h,终凝时间则不得大于6h。因为水泥性能对于水稳层的性能有较大影响,因此应按相关标准严格选用水泥,并在水泥进场后按相关规定进行水泥复检,以免将不合格水泥用做胶结材料,影响施工质量。
(3)水与水泥拌和而成的胶结材料在试拌前应先做强度试验,若拌和出来的灰浆胶结强度小于标准强度的90%,说明所用水质量不合格,不宜用于水稳层的施工。
(4)混合材料按能否与水泥中析出的氧化钙发生作用可分为活性材料、非活性材料两种。粉煤灰是道路施工中经常选用的一种活性材料。
4.施工现场技术
4.1施工准备
在水泥稳定层施工前的准备工作主要是安装路缘石及路肩的施工放样。路缘石和土路肩可共同作用在车行道的边缘,给水稳层一个侧限,确保其路缘处的压实度及标高。土路肩与水泥稳定层的压实厚度应一致,并采用平板振动夯进行夯实。同时为方便施工时排水通畅,应每隔一定距离布设排水沟。
4.2水泥稳定材料的拌和及运输
(1)按设计配合比进行水泥稳定混合料的拌和是保证水泥稳定层施工质量的重要环节。在正式拌和前,应先进行预拌,通过调节输送皮带的速度以及各料斗料门的开度来进行配合比的调整。在拌和过程中的转速及温度等控制应严格按照相关规定进行操作。在拌合料的生产过程中,其均匀性的好坏对于水泥稳定层的强度有着重要影响,因此在生产过程中一定要严格控制拌合料的含水量,并要控制好拌合料的坍落度等参数。此外,在各料斗前应派专人进行看守,一旦发现配料中有集料抱团或者杂草等现象,应及时将抱团集料捣碎并将杂草拣出,保证拌合料的拌和质量。
(2)将水泥稳定混合料拌和完毕后应及时将其运至施工场地进行摊铺作业,以免运输或堆放时间过长混合料产生初凝。一般来说混合料的运输时间不得大于45min,在其运输单据上应详细注明混合料的出站时间及运至施工场地的时间,进行摊铺时按照先后顺序使用,保证其连续性。在混合料的运送过程中为减少其水分的损失,应在车厢上方用篷布进行遮盖。在进行混合料的装卸时也要注意因跌落高度过大产生的离析现象,采用三次装料法为宜。为协调好运输能力与用料量之间的关系,一般应保证运输能力系数是其理论计算值的1.2倍。运输车辆可采用15~20t的自卸汽车,以免车辆过重对道路的下承层强度造成破坏,同时车辆的卸料能力应良好,确保能与摊铺机料斗配合得当。
4.3摊铺
摊铺是碾压工作的基础,也是水凝稳定层施工中的一个关键环节。在道路底基层摊铺时,应先用推土机粗平,再用平整机精平的方法进行施工。首先应根据卸料车的吨位计算出每辆车的堆放面积,按先近后远的原则分别进行卸料和堆放。应严格控制卸料距离,避免堆料不均匀,并且堆料的时间不宜过长。在进行平整前,应先进行试验确定松铺系数,其松铺系数范围一般在1.25~1.30之间。堆料应先用推土机粗平,再使用平地机进行精平。施工时应每隔10m对路面中心标高进行测量,确保满足高程设计要求。
在基层摊铺时可选择摊铺机,并且为确保摊铺机能够连续作业,减少其停机等待时间,其摊铺速率应保持在1m/min左右。摊铺时应尽量避免出现纵向接缝,可同时采用2部摊铺机一前一后进行施工,一起进行碾压,以免出现离析现象。在摊铺开始时可先采用摊铺系数下限摊铺20m,碾压完成后对3~5个断面进行高程测量,每个断面至少测定3个点,从而确定出准确的摊铺系数。还应安排专人在摊铺机后进行粗集料离析现象的消除,并对起包处铲除后再重新进行填补。
4.4碾压
在水稳层混合料摊铺完成后应及时进行碾压,以免混合料放置时间过长,水分损失过多,对其碾压强度产生影响。水泥稳定层的碾压工序分为稳定、振压、静碾以及收光四个阶段。稳定是指混合料的初步稳定,所用碾压机械吨位不宜过大,可采用振压型压路机在不开启振动的情况下进行混合料的稳定碾压。振压可确保水稳层密实度达到要求,可采用高振幅、低频率的方式进行,而静压和收光两道工序主要是确保路面平整度和密实度达到要求。
为避免碾压时速度过快,集料产生推移,在稳定碾压阶段其速度不得小于3km/h。并为确保碾压效果,碾压时的碾压轮应重叠轮宽的1/2~1/3,以提高其平整度和消除压痕。若采用的是轮胎式压路机,其橡胶轮胎可对表面的浅裂缝产生弥合作用,因此在采用此类机械碾压时速度应控制在4~6km/h左右。
5.结语
要使水稳层具有稳定的强度以及板结性,在进行施工时应严格选择原材料,控制混合料的拌和质量,确定最优配合比及含水量,并对施工过程中的运输、摊铺及碾压工序正确进行操作,才能有效消除水稳层可能出现的质量隐患,保证市政道路的施工质量,促进市政交通运输的发展。
【参考文献】
[1]罗伯发.浅析水泥稳定碎石基层施工技术[J].城市建设理论研究,2011(5).
[2]祝伟君.浅谈市政道路水泥稳定层施工技术[J].科技创新与应用,2012(12).
[3]张阳.浅谈道路水泥稳定层的施工技术[J].科技风,2011(14).