王忠波
相关学者经过对室内试验、铺筑试验路结果进行分析,发现级配碎石柔性基层路面结构存在两种,级配碎石级配只有一种,并对其主要施工进行详细探究,希望能够为相关部门提供参考。
级配碎石具备很多优势,首先,其柔性较强,适应性较高;其次,其隔温性能较高,能够应用到很多领域;最后,其具备一定的排水性,受到广泛应用。级配碎石具备一定厚度,广泛应用于半刚性路面结构,并处于半刚性路面的过渡层,不仅可以是半刚性基层发挥出最大作用,还能够有效减少其存在的反射裂缝。此外,级配碎石是柔性路面最常用的结构,对其进行详细分析具有十分重要的意义。本篇文章以某高速公路对级配碎石柔性基层在高等级公路中的施工应用进行深入探究,得出相关结论,予以参考。
某高速公路主线路面结构采用沥青混凝土路面,下设18cm 级配碎石上基层+18cm 水泥稳定碎石基层+18cm低剂量水泥稳定碎石底基层,采用倒装路面结构,在基层与沥青层之间设置级配碎石层,从根本上解决半刚性基层沥青路面反射裂缝问题。半刚性基层开裂问题经常出现,并且迟迟无法有效解决,这也是导致沥青面层反射裂缝的根本原因,受到人们广泛关注。相关工程人员为了减少路面沥青开裂现象,针对沥青路面结构设计以及应用材料进行方法分析,最为典型的方法就是改性沥青技术以及加厚面层等,但是这些方式的使用效果不是特别明显,同时也提高了道路施工支出成本。因此,相关工程技术人员应该不断发现问题、分析问题、解决问题,有效提高公路的应用质量。
级配碎石混合料不掺加结合料,强度主要由集料间嵌挤产生,相较于沥青稳定碎石或者掺加水泥、石灰等无机结合料稳定碎石而言,级配碎石强度要低于它们。所以在级配碎石施工中应注意其施工工艺的控制,保证施工质量确保级配碎石嵌挤严密,提高其强度。
工艺流程:测量放样→土路肩铺设→钢模安装→两侧挂钢线→拌和→运输→摊铺→碾压→接缝处理→透层油洒布。
级配碎石目标配合比设计完成后,根据目标配合比,进行生产配合比设计,确定生产配合比参数、最佳含水量、最大干密度。
级配碎石上基层混合料采用拌和站集中拌和。摊铺采用钢丝绳挂线方式控制高程和厚度,级配碎石上基层的拌和、摊铺、碾压、接缝处理等工序按首件工程总结进行。
(1)对下承层进行清理,保持摊铺时下基层表面处于湿润状态。
(2)测量放样:摊铺前确定摊铺边线,用白灰划标记。测定摊铺机边带及摊铺机接缝处的高程,根据设计高程和松铺系数,计算出各点的铺筑高度。边线高程控制采用直径为3mm钢丝绳控制,选用3cm光圆钢筋加工的钢钎作为钢丝绳的支撑,直线支撑间距为10m,曲线段为5m,两端采用紧绳器同时拉紧,钢丝绳的挠度不大于2mm,张拉力不小于1KN,钢钎打设在距摊铺边缘线外40cm处。标高控制误差为-2~+3mm。钢钎固定后,测量固定横板外侧端部顶面挂线处高程,进行标高控制。摊铺机中间采用导梁控制高程。
在施工过程中,必须严格控制原材料质量和分级组成,以确保分级碎石基料的高密度。
(1)采用稳定土拌合机两次拌合的生产工艺,拌和时间不低于15s。
(2)施工前,操作手按照试验室下发的《生产配料单》输入配比。
(3)开盘前测定碎石的含水量,再根据拌合机产量和当天施工运距和天气情况调整含水量,生产时含水率略大于最佳含水率0.5%~2%,保证混合料碾压时的含水量能处于或略大于最佳含水量。
(4)车辆在料仓下装料过程中采用五次装料法:前-后-中-前中-后中尽量减少混合料离析。
(1)运输车数量计算:
①L:需要的总车辆数;
②C:水稳拌合站总产能;
③T:运输车一个循环总时长=运输车从装料→运至现场→摊铺→返回水稳拌合站;
④Z:车辆平均载重;⑤F:富余车辆数。
(2)开工前,检查运输车辆的完好情况,车槽四角密封坚固,车厢清扫干净。
(3)运输车装料后用篷布覆盖,减少水分蒸发。如运输车辆中途出现故障,必须以最短时间排除。
(4)混合料运输车的运量配备较拌和能力或摊铺速度有所富余,施工过程中摊铺机前方保持有运料车等候卸料,开始摊铺时在施工现场等候卸料的运料车保持不少于5辆。
(1)采用同型号的直板摊铺机联合阶梯单幅全宽摊铺作业。在摊铺机起步前,在每台摊铺机的摊铺机熨平板下方垫方木(方木厚度等于虚铺厚度,试验确定松铺系数)。
(2)摊铺机前后距离5~8m,前一台摊铺机传感器外侧走钢丝绳中间走导梁的方式进行摊铺,中间预留30~40cm不碾压,做为后一台摊铺机走滑靴的基准面进行摊铺。后一台摊铺机内侧走滑靴,外侧走钢线,摊铺宽度重叠10~20cm。
(3)摊铺时尽量保持匀速摊铺,根据实际情况,摊铺速度控制在1.5~2.5m/min之间浮动。每台摊铺机前安排固定人员指挥倒车,使运输车辆慢速退至摊铺机前,并严防车辆撞击摊铺机,确保摊铺面的平整度。直板摊铺机的夯锤的振动频率均设置为500次/分钟。为保证平整度,当摊铺机正常行走后,摊铺机传感器自动控制标高,尽量减少人工手动操作和调整摊铺机熨平板仰角。要求各摊铺机熨平板顺直。
(4)为避免混合料的离析,摊铺过程中保持混合料高度在螺旋布料器的2/3以上。摊铺机前橡胶挡板底部距下承层距离不大于100mm。
(5)摊铺机严禁空仓收斗,收斗时,应等待下一车料卸下混合后再开启刮料器,减轻粗集料扎堆。侧板堆积粒料太多时,辅以人工将部分粗粒料除去,以减少离析。收斗后,要特别注意摊铺面效果,如有离析,立即处理。
(6)摊铺机后面安排专职工人对粗细集料离析部位进行处理,特别是局部粗集料窝和含水率超限的点需铲除,或补充细混合料并拌合均匀,换填部位开挖深度不小于15cm。严重部位按照“方补原则”进行全深度换填。
碾压是级配碎石结构中最重要的环节。等级碎石的结构层强度主要通过轧制获得由粗颗粒的嵌入和固定以及细骨料的填充形成的结合强度。
(1)混合料碾压需做到稳压充分,振动不起浪、不推移。碾压段落井然有序、界线分明。混合料摊铺成型后在全宽范围内由低向高处碾压。碾压完成后及时检测压实度是否达到98(标准值),不合格时再增加碾压遍数,直至压实度合格。
(2)碾压方案根据现场试验确定。
(3)碾压过程中,严禁压路机在完成的或在碾压过程中调头或急刹车,轮迹重叠1/3,并在前一轮迹的端头以外1m处停机。
(4)压路机倒车换挡轻且平顺,不要拉动基层,在第一遍稳压时,倒车后按原路线返回,换档位置在已压好的段落上,在未碾压一端换挡倒车的位置错开成齿状,出现局部拥包时,进行铲平处理。
(5)压路机停在已经碾压好的路段上,相互间距约3m,且错开停放,以免破坏基层结构,严禁在刚完成或正在碾压的路段上调头和急刹车,以保证基层表面不受破坏。
(6)碾压过程中,如有“弹簧”、松散、起皮等现象,及时采取翻开、换料等方式进行处理。当压实后的厚度和平整度(6m直尺检测)达不到要求时,及时进行翻松,翻松深度不小于10cm,再按需要添料或减料,重新整形压实。
施工完成后,立即检测。合格后,待表面稍干,及时洒布透层油进行养生,防止基层表面松散。如不能及时洒布透层油,采用土工布覆盖并洒水保持表面湿润。期间封闭交通除养生车辆或乳化沥青洒布车辆以外,禁止其他车辆通行,避免级配碎石表面松散。
在施工完成后,运用贝克曼梁法测量回弹模量等。试验表明成型级配碎石基层的内部含水量对弯沉值的影响较大,含水多时弯沉值较大,含水少时弯沉值较小。所以应提前采取封水措施,在透层洒布完成后及时洒布封层,防止雨水侵入。级配碎石的材料质量与其他混合材料的稳定性能普遍不高,因此,应该在施工时保证其适应性能。经过对相关高质量工程进行调查发现,材料的严格筛选,符合要求的级配都是提高施工质量的决定性因素,也是提高其稳定型的关键。
综上所述,本篇文章主要分析了优质级配碎石施工,并对相关实践经验进行总结,发现其使用性能较高,可以应用在级配碎石的基层施工。在公路施工过程中,必须对混合料的含水量进行严格把控,含水量应该控制在3-4%最适宜,如果含水量没有达到标准将会对道路应用质量产生消极影响,严重时还会影响到道路应用的安全性。在进行道路施工过程中,应该进行适当洒水,使碾压含水量符合标准,提高级配碎石的应用质量及压实度。