(山西交通建设监理咨询集团有限公司,山西 太原 030012)
长临高速LM 4合同段采用双向四车道高速公路标准建设,设计行车速度80km/h。重交通方向(主线右幅)路面结构为:34cm水泥稳定碎石基层+20cm水泥稳定碎石底基层;特重交通方向(主线左幅)路面结构为:40cm水泥稳定碎石基层+20cm水泥稳定碎石底基层。
粗集料:基层的粗集料应采用二级或三级破碎加工工艺,且至少有一级采取反击破碎方式。为避免混合料离析,应严格控制集料最大粒径,其中水泥稳定基层的最大粒径不超过26.5mm。
细集料:洁净、干燥、无风化、无杂质,级配满足规范要求。粒径严格控制在4.75mm以内,0.075mm以下的细集料低于15%,塑性指数低于17%。
水泥:应采用初凝时间大于3h、终凝时间大于6h且小于10h的硅酸盐水泥,为满足基层7d抗压强度要求,选用42.5级硅酸盐水泥。
材料选场试验、存放→水泥稳定碎石配合比设计及配合比验证→下承层准备及施工现场准备→混合料拌和、运输→灰剂量、最佳含水量检测→下基层混合料摊铺碾压→下基层压实度检测(合格)→上基层混合料摊铺碾压→上基层压实度检测(合格)→覆盖养生。
水泥稳定碎石基层双层连铺施工技术的关键环节是缓凝水泥的初凝时间控制以及混合料拌和、运输、摊铺、碾压等工序的控制。在进行双层连铺时,无需等下基层达到要求强度再铺筑上基层,既节省了工期,又避免了铺筑上基层时对下基层强度的破坏。
1.施工准备工作
施工前,对底基层进行清理并喷洒水泥浆,两侧支钢模、挂钢丝绳,中间摆放铝合金导梁,并对固定点测量标高。准备工作完成后,通知拌和站出料。
2.混合料拌和
本工程考虑到天气因素,最终确定的材料含水量比最佳含水量高出1~2%左右;考虑到施工离散性的影响,水泥剂量比设计值增加0.5%;在拌和站加装破拱装置,防止水泥堵塞不流动,同时检测水泥出料重量,避免水泥剂量过小或强度达不到设计要求;在拌和的同时投放各类原材料,以保证混合料的均匀性;在拌和阶段,工作人员需要按照规范要求严格控制含水量、水泥剂量以及强度等;拌和站现场配备2名工作人员时刻监控下料情况,避免出现卡、堵现象。
3.混合料运输
运输前确认车辆是否完好,装料前将车厢清扫干净;从拌和机向运料车上放料时,分前、中、后3个区域装料,减少粗细集料的离析现象,并及时将混合料运至现场;运输过程中用厚篷布覆盖集料,待卸料时再掀开;运料车和摊铺机协调施工,并做好间距控制。
4.混合料摊铺
水稳基层施工时需要准备2台摊铺设备,机械间距控制在5~8m,采用摊铺机两侧架钢丝绳、两台摊铺机间架设铝合金导梁引导高程的控制方式;摊铺过程中,派专人负责看护放样钢丝及高度传感器,以防扰动钢丝或使钢丝与传感器分离;摊铺机应缓慢、均匀、连续不间断地进行摊铺,摊铺过程中,不得随意变换速度或中途停顿;摊铺现场派专人控制供料进度和摊铺速度,并派人指挥运料车卸料;超过水泥终凝时间未能碾压的混合料应予以铲除;施工过程中,需要准确控制接缝的宽度、厚度,保证铺面的均匀性,并针对固定的点测量标高;摊铺时尽量避免粗细集料离析现象,发现有离析现象需要及时处理;第一层基层摊铺长度低于150m,两层施工要在3h内完成;一次挂线两层摊铺,摊铺过程中,摊铺机要及时就位,压路机要快速压实,模板要迅速支立,确保各项检测及时准确,前后场配合密切,形成流水作业。
5.混合料碾压
在碾压阶段,采用双钢轮压路机在接头位置按照45度阶梯式碾压施工,该过程需要控制碾压质量,质量合格后,方可进入下一道施工工序;混合料含水率等于或略高于最佳含水率时易于压实;及时处理碾压环节出现的“弹簧”、松散等情况,保证工程质量满足设计目标;碾压施工车辆不能急刹车,以免对基层造成破坏;碾压结束后,采用灌砂法检测压实度,技术人员针对固定的点检测标高及横坡;按照试验段施工方案及技术交底制定的碾压工艺进行施工:初压——采用2台胶轮压路机错轮1/2碾压一遍,速度控制在1.5~1.7km/h;复压——采用2台70T振动压路机各强振碾压一遍,碾压速度控制在2.0~2.5km/h;终压——采用胶轮压路机碾压一遍,振动压路机静压一遍至消除轮迹为止,碾压速度控制在2.0~2.5km/h。
6.覆盖及养生
上基层碾压成型且经检测压实度合格后,再进行养生;采用洒水后覆盖厚塑料布的方法养生,在养护期间根据水稳表面干湿情况用洒水车从厚塑料布边部自高向低补水养生,养生期不少于7天;养生期间实施交通管制,设置禁止通行标志牌。
检测并控制好混合料的含水量、水泥剂量;现场配备洒水车,保证下基层湿润;运输时,应采取遮盖封闭措施,防止水分损失;保证混合料的供应,严格控制碾压次数,及时检测压实度、摊铺厚度,以保证碾压密实;加快摊铺速度,在混合料初凝之前,完成上基层的摊铺,以减少上基层摊铺时对下基层的扰动;水泥稳定碎石摊铺3h后开始初凝,为减少和避免双层连铺时,上层摊铺对下层的扰动,必须把握好两层连续摊铺的时间间隔。
7d后对双层连铺摊铺段落进行取芯,通过分析调查数据可知:双层芯样厚度分别为34.5cm、34.3cm、34.4cm。通过试验数据认定,上下基层连续摊铺施工工艺可行,芯样强度和芯样状况均符合规范和设计要求。在车轮扰动标记处,芯样强度、厚度能够满足设计要求。
有效缩短施工工期,考虑到层间7d养护期及工序间衔接作业、下基层表面清扫、设备来回调动等因素,采用双层连续摊铺施工至少缩短15d左右的工期;节省了费用,减少了工程成本;能够形成良好的板体结构,充分保证工程的整体质量;在常规施工无法保证工期的情况下,采用该法施工,既保证了工程质量、确保了工期,还避免了铺筑上基层时对下基层强度的破坏;与单层摊铺路段对比,双层连铺路段的裂缝大大减少。
水泥稳定碎石基层双层连铺施工过程中,需要严格按照工艺规范流程开展施工,这样才能提高工程的整体质量。在上文研究中,笔者对水泥稳定碎石基层双层连铺施工要点进行了解析,并提出了水泥稳定碎石基层双层连铺施工质量控制方案。