赵占雨 禹州市公路管理局
近年来,我国公路建设事业取得了令人瞩目的成绩,通车里程迅速增长。截至2020年,我国公路建设总里程已达到了500万公里,伴随公路建设规模的持续扩大,对公路建设施工技术提出了更高的要求。水稳基层是我国公路路面基层常用类型,将其用于公路路面基层施工,可改善路面使用性能,延长工程施工寿命。因此,开展公路路面水稳基层施工技术研究具有重要的意义和实用价值。
作为我国半刚性基层应用最多的一种材料,水泥稳定碎石基层因其稳定性好、强度高等特点,在公路建设当中得到了广泛应用。水泥稳定碎石是以级配碎石为骨料,通过胶凝材料、灰浆等材料充分填充骨料空隙,根据嵌挤原理进行摊铺、压实。在水泥稳定碎石当中,其压实度与密实度基本一致,可通过碎石与碎石之间的嵌挤锁结反应来增强基层的强度,同时,也可利用灰浆体积进行骨料空隙的填充。在早期阶段,水泥稳定碎石的强度较高,伴随龄期的增长,也将快速结成板体,但其强度并不会降低,且具有良好的抗渗度和抗冻能力。一般来讲,水泥稳定碎石当中,水泥用量为3~6%之间,7d无侧限抗压强度可达到5.0Mpa,相比其他材料,水泥稳定碎石抗压强度较高。水泥稳定碎石成型后,即便遇到下雨天,也不会出现泥泞等情况,是一种较为理想的高级路面基层材料。
某公路工程为双向四车道,路面宽20.5m,为东西走向。结合本路段地质条件和交通流量需求,决定进行拓宽改建施工,将其改建为双向6车道。主要工程量包括:水泥基层、沥青路面、旧路处理等。本文仅以水稳基层施工为重点展开分析。
在水稳基层施工当中,材料是保证工程质量的重中之重,因此,在施工前,必须保证采用的材料质量是合格的,若材料质量不符合规定,自身存在质量缺陷,即便是施工流程很规范,施工设备很先进也无法满足施工质量要求。因此,在施工当中,必须重视施工材料的选择,在水稳基层施工中主要涉及水泥、集料、拌和水等材料。具体要求如下:
1.水泥。根据本工程实际情况,可采用PC32.5缓凝水泥,水泥初凝、终凝时间分别要达到4h、6h以上。
2.集料。根据施工规定,在水稳基层施工中,必须根据规定要求选择适合的碎石、石粉材料,集料的级配试验和质量必须满足现行技术标准。
3.拌和用水。拌和施工当中,选择无杂质、无污染的自来水即可。
针对施工设备,要求施工前合理配置施工设备,保证设备数量、参数均可满足规定要求,同时,要进行提前试机,确保机械设备能够正常运转,不会出现无故停机等情况。
施工前,为了保证后期大面积施工质量,需要提前铺筑试验段,本工程试验段长度为200m。从而确定混合料质量的稳定性及一次铺筑的厚度、松铺系统等。同时,通过试验段可检验机械设备是否与拌和、运输、摊铺、压实等工序施工要求相符,从而优化施工组合,提高施工整体质量。
水稳基层施工前,还应按照施工设计要求和质量标准,验收底基层的质量,要求将平整度、压实度、强度、高程等作为验收的重点。若在验收过程中发现不符合规定的地方,需及时进行处理,保证底基层施工质量。
混合料拌和前,先调试好拌和设备,保证拌和机计量系统精确,并根据配合比设计按比例添加混合料,确定混合料级配、含水率等参数。拌和过程中,要控制好含水率,一般可略大于最佳含水率,保证摊铺碾压后含水率接近最佳含水率。本工程采用700t/h产量的拌和设备进行混合料生产,为避免斗内窜料,可通过隔板分隔冷料斗。要求在不同冷料斗内分别装入粗骨料、细骨料、石屑等材料,随后利用装载设备完成上料施工。在这一过程当中,若上料时间相同,所选择的材料含水率应基本一致,避免影响混合料的配合比和质量。在下料时,要指派专人负责,做好料仓监控工作,一旦发现问题,尤其是断料等情况,需及时解决,待拌和好后,出厂前需检测混合料质量,不得出现花白、离析等现象。
每天开工前,要保证有数量充足的车辆运输混合料。装料前,要清洗干净车厢,保证不会污染混合料。由于混合料粘结性较强,为避免混合料粘粘车厢,可在车厢四周和底部涂抹上一层隔离剂。装料时,不能一次性全部装完,要分三次在运料车前后移动的情况下完成,避免混合料离析。保证运输能力和摊铺能力匹配,保证有多辆料车等候在摊铺机前,确保摊铺工作持续进行。为起到保温、防雨、防污染等作用,可将篷布覆盖在运料车顶部。若运输车辆中途出现故障,无法在初凝前到达施工现场,车内混合料无法达到规定要求时必须予以废弃。
本工程采用两台摊铺设备,按照梯队式摊铺混合料,为了避免机械设备碰撞,两台摊铺机必须保持安全距离,可控制在10~15m之间,摊铺速度不宜过高。摊铺前,要保证摊铺机各项参数准确,比如各料门的高度、开度能否达到规定要求,同时,还要根据配合比的实际情况,适当进行参数调整。在起始点就位后,摊铺机可升起熨平板,根据虚铺厚度规定,将不同厚度的木板置于熨平板下,随后落下熨平板。同时检查传感器,待确保没有问题的基础上进行施工。
卸料环节,可适当调大运料车的料斗升起角度,确保料斗内的混合料可以全部落下,通过这种方式可以有效避免材料离析。摊铺时,要保证匀速前行,尽可能不出现中断情况。从而保证混合料的摊铺均匀,避免漏铺等情况发生。待机械摊铺完成后,针对局部摊铺不到位的地方,可通过人工进行处理。
摊铺施工段两侧设有专门的仪器设备,应指派专人进行看护,保证标高准确,或者利用拉线的方法实时测定,并根据测定结果进行适当调整,保证摊铺高程无变化,保持稳定状态。摊铺机施工后的路段,同样需要指派专人进行跟随检查,保证施工路段表面质量,一旦发现混合料不平整或存在异常情况,需及时换填满足要求的材料。
碾压施工当中,为全面提高水稳基层的质量,满足路面平整度要求,制定了相应的碾压施工方案。具体为:(1)初压,振动压路机以静压的方式进行1遍碾压;(2)复压,振动压路机以“弱振1遍+强振3遍”的方式进行碾压施工;(3)终压,光面压路机进行1遍碾压。
碾压施工当中,初压时必须紧跟摊铺机后进行施工,但必须合理控制每个碾压段的长度,不得超过50m,避免由于混合料水分散失过快,对碾压效果造成不利影响。此外,在碾压施工当中,待表面水分不足时,需及时补水,保证混合料湿润度。
为了确保碾压质量,压路机在行驶过程中必须确保稳定前行,碾压速度不得任意更换,当需要更换方向时,需交错成2.0m阶形,且保证有重叠,重叠1/2轮宽。若需倒车,必须从原路返回。
完成碾压施工且压实度满足设计要求的情况下,即可进入养生阶段。采用重型振动压路机碾压时,一般要在养生期7天后进行上层水泥稳定碎石铺筑。在养护期间,要始终保持基层表面湿润,也可采用透水土工布覆盖其上,通过洒水车进行洒水养护,在此期间,可封闭交通,待养护质量满足规定要求后,方可进行下一工序施工。
在整个施工当中,要保证施工质量满足规定要求。首先,在原材料方面,要跟踪检测材料采购、运输、存储等各个环节,确保每个环节均可满足现行规范规定,严禁不合格材料进入施工场地,当材料存放变质时,不得用于施工。其次,做好各项施工技术指标质量控制。(1)最佳含水率。碾压施工中,要保证混合料的含水率接近最佳含水率,若不符合要求,不得碾压。(2)松铺系数。应将试验段所确定的松铺系数作为参考,并结合工程施工具体情况,随时检测松铺系数,一旦超过规定标准,需及时调整,保证其准确性。(3)压实度。碾压施工后,需指派专人进行压实度检测,每处每车道检测一点,同样灌砂法检测,采用重型击实标准,保证压实度控制在98%以上。
综上所述,伴随社会经济的迅速发展,我国交通事业取得了令人瞩目的成绩。水稳基层是路面基层的主要形式,了解水稳基层作用机理,做好各项施工准备工作,规范施工工艺流程,加强施工质量控制,是提高路面水稳基层施工质量的重要途径。为此,本文结合具体案例,从作用机理、施工准备、工艺流程等方面展开分析,希望能够有效提升工程施工技术水平,延长路面施工使用寿命。