史大运
(涿州市交通运输局公路工程管理站,河北 涿州 072750)
外部环境温度对水泥稳定碎石基层质量影响大。碎石、骨料固化,产生水化反应,将加剧内外温度差。温度持续升高,会加快基层内部反应速率。当平均温度升高10℃时,基层结构内部水化反应速率将上升70%。在秋冬季节,外部环境温度较低,能有效减缓结构内部水化反应速率。
若外部环境较干燥,基层结构内部水分持续蒸发,导致基层结构干裂、失水;若空气湿度较大,会增加基层结构内部湿度、水分含量,延长凝固时间;若结构水分不足,则会出现明显涨裂问题。
如果原材料性能质量不达标,则极易引发水热化、胀裂问题,因此需确保原材料性能与质量,科学控制水泥水热化。降低不良影响,以低水化热水泥为主,比如矿渣水泥、硅酸盐水泥。混凝土施工中,按照工程实况选择水泥品种,计算混凝土骨料水泥、粉煤灰、清水材料的用量,优化配合比实验,加强混凝土骨料密实度、强度。大体积混凝土施工需合理控制粉煤灰添加量,约为20%,同时控制水泥使用量,降低水热化反应。
某公路A 标段(K0+402—K9+844) 设计速度为80km/h,其中K0+402—K5+350 段为双向六车道,K5+350—K9+844 段为双向四车道。 施工总长度为17.180km,选用水泥稳定碎石基层施工。
施工前要做好必要的准备工作,勘察和检测基层指标,确保其满足施工要求。水泥稳定碎石基层施工对设备机械依赖度较高,按照标准化要求准备好洒水车、压路机、装载机等,具体可选择购买或租赁的方式,同时要科学调试和养护机械设备,确保施工能顺利进行,本项目所需机械设备如表1所示。采购时要控制设备数量,增加设备效益,降低成本支出,提高设备运行质量。合理选择原材料,确保水泥初凝、终凝时间,使满足路面施工要求。遵循工程实际,合理选择碎石材料的规格与型号。通过塑限试验、液塑试验,维护碎石材料质量。优化配合比设计,不仅要确保强度,减少水泥用量,还要控制粉料、细集料,使集料粒径达到0.085mm 标准,使用量控制在4%以内。当环境温度不同时,应合理控制含水量。
表1 水泥稳定碎石基层摊铺所需要的机械设备
采用C-B-3 级配作为大厚度水泥稳定碎石基层混合料级配。依据不同规格集料筛分结果配置各档集料配比,使其合成级配尽量接近中值,最终确定合成级配如表2所示。
表2 集料级配
对混合料进行重型击实,按水泥剂量2.9%, 3.2%,3.5%,3.8%,4.1%,含水率3.5%,4.0%,4.5%,5.0%,5.5%进行配置,依据击实曲线最终选定最大干密度2.373g/cm3,最佳含水率4.5%,水泥剂量3.5%作为施工生产配合比,在施工过程中,再按照摊铺碾压效果进行级配微调。
采用自卸车将拌和混合料运输至施工现场,避免产生离析现象。运输前要清理车厢垃圾,确保车内无杂物,保证运输过程顺畅。为避免阳光暴晒混合料,导致含水量降低,需使用帆布覆盖物料。到达施工现场后,自卸车停靠位置要与摊铺机距离20cm,且由专业技术人员指挥卸料。卸料时,自卸车挂设空挡,确保行驶路线满足设计要求,缓慢均匀地进行。减少急转弯、急刹车,减少混合料浪费。
摊铺、碾压属于基层路面施工中的重要环节,采用2 台摊铺机施工,合理控制摊铺机间距,若距离过远,会减缓摊铺速度;若距离过近,则前幅混合料凝固效果不佳,影响路面平整度和整体效果。摊铺需确保施工操作的均匀性,一次性完成摊铺施工,严禁预留接缝。此外,常用自动找平仪控制摊铺层厚度,并通过检测确保摊铺厚度满足标准要求。水泥凝固前,必须完成摊铺施工。摊铺结束后,要及时进行碾压施工,初压1遍,借助双钢轮振动压路机,全面做好解压处理、复压操作。通过双钢轮振动压路机,实现振动碾压操作,同时做好2遍终压处理。使用轮胎压路机碾压时,要消除轨迹印,确保压实度达标。
水泥稳定碎石基层施工完成后必须进行养护,保障施工质量与安全。常见养护方法为覆盖洒水,即使用麻袋、土工布覆盖表面,同时应用喷雾洒水方式。待2h 后,使用洒水车进行洒水处理,严禁高压喷水,否则基层表面细集料、表面水泥浆会受到强压作用冲散。按照环境温度、气候特点,优化调整洒水次数与洒水量,确保养护时间大于7d。在寒冷冬季,必须做好防冻处理,降低基层结构松散度,确保路面质量、安全性能。合理控制车辆通行,待养护工作结束后,方可取消交通管制。
加强水泥稳定碎石基层技术优化,合理控制原料搅拌时间。通常骨料拌和时间为5s,湿拌时间为45s。搅拌时间过长,骨料易变质、化学反应过度;搅拌时间过短,则骨料拌和不均匀。骨料拌和要均匀,避免出现花白料现象。为了确保拌和质量,必须进行相应的试验。
原材料运输前要合理堆放原材料。将原料从储料罐转移至运料车,确保科学放料。卸载斗卸料后,运输车辆应平移运行。卸料时,要注意运料车车厢角度,确保原料滑落效果,防止滑料不一致、集料离析等问题。同时,保证运输道路平整。
卸料作业完成后,必须通过试验科学检测混合原材料的热流动值、抗剪强度、黏结强度,防止由于材料变质造成不良影响。重视施工工艺、道路工程结构优化,全面发挥填土加载法、灌浆处理法、抛石挤淤法的作用,加固地基。填土加载法要求施工人员做好填土操作。在填土操作前,施工人员要清理施工区域表层,按照设计图纸、行业规范清除表层土皮,优化梯形边坡设计,将填土厚度控制为30cm。同时检查地表边坡坡度、平整度、地基宽度,确保性能参数满足要求。此外,要确保地基平滑度,要求符合设计压实度标准,合理控制施工现场土质湿润度。
下路床填料施工中,以轻型压实标准为主,按照施工要求改善填料性质。在土质层中,添加生石灰用量,并应用吸水材料加固。为了保证路基压实效果,在操作实践中要合理控制冲压次数,保证土壤含水量达标。边坡施工操作时,要保证施工速度均匀,避免车辆下滑。重视水泥碎石压浆施工效果,压降施工操作时,施工人员可模拟压浆流程加强黏结带的黏结能力。在模拟操作中,密切关注压降力度和压降量,发挥手动压浆剂的作用和效果。模拟试验结果要求符合标准,确保压降作业效果。
水泥碎石摊铺施工时,必须分别做好上面层、中面层、下面层摊铺施工,将摊铺速度控制为3m/min 左右。同时,控制水泥碎石骨料摊铺厚度,确保基层结构压实度。合理应用摊铺施工设备,优化配置摊铺机、压路机、搅拌等设备。按照路面平整度指标选择摊铺机,计算摊铺速度。通过大量计算与实践发现,较为合理的摊铺机平均速度约为180~340t/h,摊铺厚度小于30cm,摊铺宽度小于12m。在摊铺施工中,搅拌设备必须匹配摊铺机。出料仓为240t 时,必须提前搅拌碎石骨料,确保均匀性,满足摊铺机连续工作要求。在选择压路机设备时,应当参考摊铺机、压路机的匹配标准。设备同步运行时,需控制标准间距。通常初压3遍;中压时,若路面存在轮迹,后续应用高吨位压路机施工,确保路面平整度。配置高性能运输车辆、沥青喷洒车、装载机,顺利完成摊铺施工。
施工中,要合理控制施工温度。首先,对于骨料配置与拌和,要根据气候环境因素、温度因素,合理控制原料、骨料、出料温度以及拌和时间。其次,在原材料运输中,要对车厢内部进行保温处理,合理控制原料温度差,避免出现离析现象。摊铺施工中,对摊铺机进行加热处理,控制沥青骨料摊铺温度,且保证摊铺施工的连续性。最后,控制基层结构稳定性,保证碎石原材料合格,维护骨料配置比例的科学性。当比例参数不佳时,尽管原材料性能达标,也不能确保结构性能质量。基于科学角度分析,碎石骨料的选用与配置,应按照原料粒径进行筛分与计算,使符合各项标准要求。
离析是水泥稳定碎石基层施工中最为常见的质量问题之一,易导致粗集料之间缺乏细集料填充,进而影响基层强度。在离析部位,结构一般具有粗集料多、空隙大的特点,在车辆、行人等载荷的作用下,往往会发生破碎,导致完整性遭到破坏。为了避免离析现象的发生,应加强原材料质量控制,重视集料选择,加强整体质量控制;通过反复试验确定最佳的骨料级配;集料粒径的确定上应当满足相应的规范要求。
采取合理的方式处理水泥稳定碎石基层接缝。一旦路面宽度较大,应运用两台摊铺机对其进行平行摊铺,避免出现纵向接缝问题。当基层宽度较大时,应采取分幅方式进行施工,布设适量模板。在横向接缝中需格外注意接茬处理作业,进行切齐处理,垫方木以做好保护,预防车辆运行中损坏端头。
水泥稳定碎石基层可以增强道路的抗冻性、耐磨性等,施工时需对温度、湿度及原材料进行合理控制,通过对施工前准备、混合料运输、摊铺与碾压、养护处理等环节进行合理控制,可提升道路的施工质量。