杨鸿瑜
(平凉公路总段,甘肃 平凉 744000)
水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料,采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙,按嵌挤原理摊铺压实后形成的公路半刚性基层结构。它的初期强度高,并且随龄期增加很快结成板体,具有强度高、稳定性好、刚度大的优点。我段结合地理、交通、原路况等实际,在县道044线白水至崇信公路路面工程中首次应用了该项技术。
县道044线白崇路全长21.07公里,是平凉市崇信县和崆峒区的主要通道,在区域经济发展、社会交流等方面起着至关重要的作用,也是平凉市路网建设的重要组成部分。该路修建于上世纪七十年代,受当时建设条件、投资规模等因素影响,旧路设计标准低,路面结构层薄弱,加之原路基整体强度不足,近年来,随着交通量逐年增加,特别是崇信运往平凉电厂大吨位运煤车的过度碾压,沉陷、车辙等病害严重,直接影响到过往车辆的正常运营,也制约了当地经济发展。本工程改造重点是补强路面结构层,路面基层采用骨架密实型18cm水泥稳定碎石基层结构。
为确保本工程顺利、保质保量完成,我段抽调精兵强将投入该项工程的施工。并由材料试验技术能力过硬的同志负责试验检测工作,使关键岗位人员技术素质得到保证。同时,编制了水泥稳定碎石基层施工方案手册,对所有参建人员进行了水泥稳定碎石基层施工技术培训。
2.2.1 水泥
水泥采用符合规范和设计要求的缓凝水泥,其初凝时间应大于4小时,终凝时间应在6小时以上。快硬水泥、早强水泥以及受潮变质的水泥不得使用,本工程使用经试验合格的平凉海螺水泥厂PC325R复合硅酸盐水泥,其初凝时间260min,终凝时间370min。
2.2.2 碎石
经调查周围石料场,通过对平凉十里铺、白水、小湾子等料场碎石压碎值、针片状含量等主要指标进行取样试验,综合考虑材料性能、价格、储量等,最终选定平凉十里铺上杨沟石料场作为碎石供应点。其压碎值为16.7%,针片状含量为11.3%。
2.2.3 中粗砂
经过多次调查,在材料质量、价格、运距等方面综合考虑,采用平凉市白水乡康立砂厂的中粗砂,经试验测定其含泥量为0.8,可以满足设计和规范的要求。
基层为骨架密实型结构,采用水泥与碎石、石屑、中粗砂组成的级配混合料进行配合比设计。经优化试验,并通过试验路段铺筑,确定基层施工配合比10-30mm碎石:5-10mm碎石:0-5mm石屑:0-5mm中粗砂=55%:10%:5%:30%,水泥剂量4.5%,最佳含水率5.0%,最大干密度为2.332g/cm3。
本工程基层施工主要设备有:WBC500型稳定土拌和设备、戴纳派克摊铺机、22T单振压路机、12T双钢轮压路机、26T胶轮压路机、自卸汽车、装载机、洒水车等。施工前必须做好保养、试机工作,使之处于最佳性能状态。
严格控制原材料质量,严把进场关。水泥、碎石、砂砾由经试验确定的水泥厂、石料场定点供应,且每批次都要进行质量检验。
混合料拌和必须采用集中厂拌。本工程采用WBC-500型稳定土厂拌设备,生产能力500T/h,配有给料、给水电子计量装置,稳定性好。
拌和时,设专人对混合料配合比进行检测和控制,确保混合料含水率、水泥剂量、级配等能满足要求。并且根据天气、气温等具体因素适时调整加水量,以含水率略大于最佳含水率1%-2%为宜,使混合料运到现场摊铺碾压时的含水率接近最佳含水率。
混合料采用15T自卸汽车运输,为避免混合料产生离析,在接料时,车辆必须前后移动,分多次放料,并且在运输过程中应尽量避免车辆颠簸。在气温较高、运距较远时要用毡布遮住混合料,以避免水分流失。
基层摊铺采用戴纳派克摊铺机铺筑。摊铺基层前要对底基层全面检测,包括平面位置、高程、横坡度、宽度及表面清洁等情况。特别是要对底基层表面浮尘、杂物用吹风机彻底清除,并在清理好的底基层上洒水,保持底基层清洁、湿润。
根据试验段确定的松铺系数(本工程为1.33),调整摊铺机摊铺厚度(本工程为24cm),并按设计要求调整路拱。摊铺机匀速行驶,一般控制1m/min-1.5m/min左右。摊铺时要连续,拌和场、摊铺现场要加强联系,保证混合料及时输送,避免停机等料现象。技术人员要随时检查摊铺的均匀性和平整度,对于局部离析、不平整的路段,及时修整。
每天施工结束后的工作缝和摊铺机因故停机较长时间后产生的纵横向接缝必须设置好。本工程全封闭施工,只需处理横向接缝,处理方法是:
①人工将混合料末端切直,紧靠混合料放两根方木,方木的高度应与混合料的压实厚度相同,整平紧靠方木的混合料。
②方木的另一端用砂砾加填约3m长,其高度应高出方木。
③将混合料碾压密实。
④在重新摊铺混合料之前,将砂砾和方木除去,并将下承层清扫干净。
⑤摊铺机返回到已压实层的末端,重新开始摊铺混合料。
碾压过程分初压、复压、终压三个阶段。混合料一经摊铺、整型后,即可进行压实。根据试验段确定的压实机械组合及碾压遍数,采用22T单振压路机、12T双钢轮振动压路机和26T胶轮压路机。首先由12T双钢轮振动压路机静压1遍,即初压。然后由22T单振压路机振3遍,26胶轮压路机压2遍,即复压。最后用22T单振压路机静压1遍,即终压。碾压时,直线段应先外侧后内侧,曲线超高段应先内侧后外侧,碾压速度一般为1.8~2.2km/h。碾压要形成阶梯状的横接,振压时要高频低幅,错轴重叠1/3,严禁压路机调头或急刹车。碾压过程中根据实际情况向基层顶面均匀洒水,使表面保持湿润。碾压段落一般为30~50m。
基层铺筑碾压成形后,采用土工布覆盖洒水保湿养生,7天后拆除土工布。为确保基层施工质量,养生期封闭交通,防止车辆对基层的碾压。洒水车应匀速行驶,严禁急转弯和刹车。
基层成型后,经我段试验室钻芯取样,共计钻芯40点,均能取出完整芯样,平均抗压强度达到强度3.5MPa的设计要求,总体实施效果较好。
经对已铺筑的下面层反射裂缝详细调查,横向裂缝很少,与同地区水泥稳定砂砾基层相比,水泥稳定砂砾基层其上面层反射裂缝平均间距50米,个别段20米左右;水泥稳定碎石基层横向裂缝间距300米以上,没有纵向裂缝,主要是采用全幅摊铺。
按照水泥稳定碎石基层施工规范,严格控制原材料质量、注重摊铺、压实各个环节,严格控制水泥剂量、细料含量,在满足设计强度的情况下,能有效减少水泥稳定粒料类半刚性基层的反射裂缝。同时,由于平凉地区碎石场、水泥场较多,该项技术适合平凉地区铺筑沥青类路面基层,也可以在路面养护工程中进一步推广应用。
[1]JTJ 034-2000公路路面基层施工技术规范[S].
[2]JTJ 032-94公路沥青路面施工技术规范[S].
[3]JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准[S].