袁春花 中国水利水电第三工程局有限公司
水泥稳定碎石基层施工技术实际上就是指通过对碎石、灰浆及胶凝材料等的混合应用,达到填充碎石间缝隙的目的,然后再利用嵌挤的方法,对这些碎石层进行摊铺而形成市政道路基层,此技术在世界范围内都得到广泛应用。
在道路实际使用过程中,碎石层因为路面表层挤压影响会越来越紧实,内部缝隙随着挤压慢慢变小甚至消失,道路碎石基层密度由此得到巩固,道路质量反而会随着使用年限增长而提高。有了这一优点,市政道路采用水泥稳定碎石基层施工,将极大节省施工单位的经济支出,创造更高的经济效益,也同时保障了城市人民的出行安全,为城市经济发展打下良好的硬件基础,有利于和谐社会的构建。
水泥稳定碎石基层施工技术与其他基层施工技术相比具有以下特点。
水泥稳定碎石基层施工所需材料一般是水、粗骨料、细骨料以及水泥等。这几样材料来源十分广泛,比如切割石头后产生的石屑,碎石后留下的石块残余,这些都可以加工成细骨料和粗骨料,此类随处可见的建筑废料获取十分方便,各种类型的水泥材料在市场上都能买到,或者矿渣型硅酸盐水泥也能当作碎石基层加工材料。
同时,因为水泥一般在出厂30d内能被用完,因此施工方会与大型水泥场长期合作,在水泥价格方面也会有很大的优惠。由此可见,应用此施工技术具有显著的经济意义。
此施工技术作业时间集中在路面摊铺这一工序上,至于骨料水泥的混合环节都在搅拌机里运作,几乎不占用工时,而且可以不借助人力全自动完成,省时省力。在施工期间,施工方需要提前根据路面的宽度、路程长度进行实际的测量,再将数据反馈给单位开展材料的准备与制作工作。
水泥混凝土需提前搅拌,搅拌均匀才可投入使用,如果水泥混凝土搅拌不足,会使灰水与石沙混合不充分,容易造成地面不平整、容易被破坏的问题。因此,施工人员需将水泥搅拌充分后再进行施工,以有效提升路面受到外力反复碾压的高抗压性能。实际操作时,搅拌机驾驶员按照既定的摊铺路线进行水泥碎石浇灌即可,熟练后可以做到流水作业,进一步提升市政道路整体施工效率,保障道路更快地投入使用。
水泥稳定碎石是一种具有整体性的半刚性结构材料,因此其板块效应较好,具有市政道路工程需要的高强度与防渗抗冻性能等。
实际施工时,搅拌机铺设完成后,路面就已经具备使用条件,有相当好的强度,并且水泥碎石还会在道路使用过程中不断被挤压,贴合得更加紧密,道路强度也随之增加,从而变成高强度的板体结构,保证市政道路经久耐用。
3.1.1 水泥材料的选择
施工材料质量如何需从多方面综合考量,其原料、半成品、成品性能都要通过专业的检测方法进行确定,真实反映建材质量的关键指标。在科学评价建材质量后,才可判断其是否满足道路浇灌路线的设计和使用要求。当前市政道路施工会根据实地不同路况选择不同种类的水泥,综合考量当地气候、地貌、高低坡等因素,让水泥稳定碎石基层施工发挥出最大的价值。
一般来说,施工单位选择的水泥标号不会太高,其初凝时间控制在3h左右,终凝时间控制在6h左右,以此节省工时,给搅拌机铺设工作预留出更多的操作时间,保证市政道路的质量。因此,一般不选择快硬水泥、早强水泥与变质水泥。采购水泥时,还要检测水泥质量,为保障工程万无一失。
按照国家制定的水泥检测规范,其具体检测步骤基本有下面几点:将现场取样来的水泥样品合理摆放于直径约0.22m的容器中,适度搅拌使其分布均匀;接着使用负压筛检测水泥试样,给负压筛通电后,放入水泥试样,工作时间控制在2min以内,这一检测过程中如果想加入更多水泥,就得对残剩在筛盖子上的水泥试样进行敲打,然后对剩余在筛盖子上的水泥试样称重并记录;其次,将负压筛析仪的搅拌叶和搅拌体清洁干净后加进水泥试样,搅拌力度适当,以达到使水泥均匀。最后,把搅拌均匀的水泥试样取出放入合适的器皿中,对水泥试样进行抹平操作。
3.1.2 骨料的选择
骨料的材料质量在水泥稳定碎石基层施工中同样重要,各施工单位在采购水泥的同时还要对骨料质量严格把关。一般来说,选择的骨料粒径应不超过37.5mm,并且骨料内尽量减少针片状碎石,最好占总量不超过20%,还要清理骨料中的附着物,比如黏土和腐质土等,提纯后骨料才能发挥更好的性能,进行水泥碎石融合后生产出更好的市政道路浇灌材料。
骨料的品质也要经过一定的筛选,细的骨料应该质地坚硬,细度较小,在铺设路面的过程中能更加有效地提高路面的黏合。骨料作为混凝土的主要材料,要经过筛选与加工,骨料需要和水泥进行混合,而且要经过一定的黏合时间。较为松散的骨料是由于含水量过多,对于超过配比水量的骨料,要通过缩水技术予以必要的脱水。
3.1.3 施工机器的选择
水泥稳定碎石基础施工虽工序简单,但离不开大型机械的辅助,搅拌和浇灌用的搅拌机要提前备好,避免耽误施工进度。大型机械设备闲置时,要做好保养及防火防尘工作,定期维护设备,搅拌机内部需定期清洗,确保其正常运行施工。同时,施工单位还要定期对施工人员开展施工安全的教育,开展工作时,应提醒其装备好安全设备,并且定期对设备进行检查,以防在施工过程中出现机器故障的问题。在机器运作的过程中,要设置注浆参数,虽然不同单位对设备管理有所不同,但都要从实际材料的质量出发予以合理地设定。
不同设备设置的浇筑参数,如表1所示。
表1 水泥浇筑设备参数表
由上述可知,只要在保证注浆参数在稳定数值的情况下,才能够提升水泥浇筑的有效性。以上步骤都不可轻易忽略,以保证施工需要时能直接投入使用,不会耽误工期,也确保了现场机器操作人员的人身安全,真正做到以人为本。
3.1.4 安排专业施工人员
在道路浇灌之前,施工单位要派清扫小组对施工现场进行清理,比如道路积水和城市垃圾等,以避免搅拌机浇灌时发生翻浆问题,影响道路美观和铺设质量。除此之外,还要安排数据检测小组,对所施工道路区域平整度、压实度与路面边线等开展检测,将其控制在国家规定的标准线以上,并做好施工放样与导线敷设工作,确保浇灌工作顺利开展。
施工人员是水泥稳定碎石基础施工的核心,所以其知识素养和技术水平都应该做到优秀,力求能熟练掌握水泥稳定碎石基层施工技术的相关要点,规范应用各种施工机械设备,避免因不规范操作而造成施工中断等。场外人员配合好现场作业人员,里外协调,才能让水泥稳定碎石基础施工安全稳定进行。
3.2.1 控制混合用料的质量
水泥稳定碎石基层要想发挥最大性能,必须实施科学配比。一般情况下,水泥稳定碎石基层中水泥含量不超过5%,细集料含量不超过4%,同时还要注意控制其中的含水量与最佳含水量之间的偏差,确保其差值不超1%。
另外,还要加强水泥碎石等材料搅拌时的工序控制,首先要确定材料用量,一般有施工材料表用作参考,现场人员要严格按照其进行材料配比;确定水泥碎石等材料的最佳配合比后,向搅拌机中加入材料开始搅拌,定好搅拌时间,避免时间过短导致材料搅拌不均匀,或是时间过长导致搅拌机存在高温损坏风险;搅拌机作业时,要做到均匀的搅拌,行驶时需要保持平稳;搅拌结束后对水泥碎石基层材料进行检验,不合格的残次品要及时送返开展二次搅拌;搅拌全部完成后,安排专门车辆进行浇灌材料运输,在拌和机出料口装车作业时,施工人员可通过多次前后移动完成,以避免在运输过程中出现离析问题。
从拌制地点向施工工地运输混合料时,要合理选择路线,避开车流量高峰;运输行驶时保持车辆匀速,并且整体运输时间控制在45min以内,保证水泥碎石等材料的凝结程度,更好地应用于市政道路施工。运输行驶时,做好材料的防护工作,一般使用篷布等对运输车辆的顶层和侧翼进行苫盖,防止材料暴晒,保持混合材料中的水分。
3.2.2 摊铺环节注意工序
施工队到达现场后,先观察整体路面情况,统筹各单位到作业地点就位。摊铺工作开始前,先充分湿润地下承层,此举是为了让水泥稳定碎石基层能够与地下承层更加紧密地结合;施工单位还应重视现场试验工作的开展,并以此为依据确定松铺系数,使摊铺工作稳定有序进行。在摊铺作业的过程中,施工小组应按照宁刮勿补、宁高勿低的原则执行任务,以保持市政道路整体的高度平整合理,也确保水泥碎石基层的摊铺量达到要求。
施工中尤其要注意整体工作流程不能中断,一旦摊铺停止,其与原道路的接口处就会出现间隙,该缝隙不好弥补,还需测量小组校准后才可重新开始摊铺作业。检测小组还要持续观察摊铺过的路面,一旦水泥碎石材料出现离析要立即停止作业,并检查机器和路面状况,分析出材料离析原因并当场商议解决;摊铺过的离析路面也要果断铲除,重铺摊铺,保证市政道路的质量和美观;在需要分幅摊铺施工时,一般要准备两台摊铺设备,并按照既定的顺序进行梯队式摊铺,使整体工作合理有序。
3.2.3 严格控制碾压环节
摊铺施工结束后,还要对道路进行碾压,巩固道路质量,水泥碎石基层施工的首位工作一定要做好。碾压道路次数通常为三次,分别称作初压、复压与终压。
施工单位在碾压施工中根据道路整体承受程度,选择合理吨位的设备,使其既满足施工需要又不破坏路面,道路碾压时遵循从外到内的顺序;在碾压时,还应确保在等距相邻碾压宽度中有1/3~1/2的轮宽重叠覆盖,避免存在空白未碾压区域。施工人员还应注意控制碾压设备行驶速度,确保碾压速度大约在1.5km/h,避免水泥稳定碎石基层不能被碾压均匀,进而出现凹凸不平的问题,坚决杜绝刹车与掉头情况的发生,以最大限度地保障碾压质量。
3.2.4 严格控制养护环节
施工结束后,虽然道路可以投放使用,但施工单位还是要派出专门的保养小组对路面展开持续观察,避免后期突发问题对市政道路带来影响。一般来说,水泥稳定碎石基础施工结束后的一周内,为最佳养护观察期,在此时间段内可以精准定位施工遗漏环节,养护小组在发现问题后及时上报,联系施工人员实行补救措施。在一周观察期内,养护小组要结合实地气候变化,如果天气炎热,需增加洒水的次数,如果处于冬季,则以保温代替洒水,养护道路保障其质量。
对各施工单位和监理开展素质规范的培训,强化他们的安全意识,市政道路工程的材料质量直接关系到人们的安全,切不可为了眼前利益一味地采购质量不合格的水泥骨料等料,而为了应付检测只在有关部门取样时提供合格材料。为此检测单位必须派出甲方代表,在施工现场进行实地考证,取样验收时亲自检查并与现场摊铺任务中使用的材料展开比对,从而杜绝造假事件的发生。切实保障人民的安全和利益,有利于和谐社会的构建与发展。
由以上论述不难看出,水泥稳定碎石基层施工并非单个部门能够胜任,需要做好统筹规划,将水泥稳定碎石基层施工视为市政系统发展的基石,各单位协调作业,力求施工保质保量完成。这些措施不仅是为保障企业效益,更是满足城市发展需求的必要途径,值得优化、学习、实践。