潘明珠
(天祝藏族自治县交通运输局,甘肃 武威 733299)
青藏高原地区地理位置具有一定特殊性,在规划农村公路时,应关注前期的适用性,配合相应的路面养护方法,以减少路面质量问题,比如裂缝、塌陷等。农村公路旨在增强城镇、乡村之间的交通运输能力,可划分出县道、乡道等多个级别。其中,县道对应的公路级别为二级,农村公路的级别为三级、四级。农村公路建设是调控城乡经济发展的关键措施,同时有助于建立完善的路网体系。
青藏高原地区某农村公路项目,公路施工全长近500m,路基、路面宽度均为5m。路面位置的施工材料选择C25 型混凝土,面层厚度为18cm。使用混凝土进行路面施工,其工艺内容较为简单。在工艺实践中,需严格控制施工质量,合理使用机械设施,妥善分配施工任务,以便早日完工。此次路面施工期间,准备使用1 台挖掘机,主要用于调整路床外形,进行挖土、装填等工作;使用1 台推土机,以保证路基平整性;使用拖拉机,开展基层施工任务;借助光轮压路机,确保路基碾压效果。
青藏高原地区某农村公路的环境特征,如表1所示。
表1 青藏高原地区某农村公路环境特征
第一,查看开工路段基层位置的各项参数,判断其合规性。开展相应的路基清理工作,使其保持清洁、平整。清洁工作完成后,请监理确定施工面的情况,给出检查结果。
第二,参照案例项目的工艺规划情况,选择商用混凝土,运行4 组振捣器,配备2 组照明设备,联合4组振动梁,保证各项机械设施的完备。
第三,水泥、钢筋等各类用料,应在开工前进场,并对其进行严格的质检,判断其性能是否符合技术要求。
第一,在挖土施工前,需查看施工区域整体情况,明确场地内的障碍物类型,确定各类障碍物的具体位置,如地线管线、通信电缆等。依照工程规划的图纸内容,逐一敷设各类设施的线路,完成重要设施的安装工作,清除施工区域内的各类杂物。场地清理完成后,需进行整平、排水等处理。依照图纸规范,明确定位桩、水平桩的位置[1]。
第二,挖土施工时,需考虑路况、垫层用土量等因素,工艺操作流程为:确定挖土次序,精确测定排水坡度—以开挖线为参考,进行撒灰处理—利用机具设施进行挖土—修理土方边缘,清理坑底—检查坑槽情况—夯实碾压处理。
第三,对路基土方进行挖土施工时,可选择验槽法,安排施工人员予以配合。挖土期间,需设定专人进行必要的防护,保证地下设施不受干扰。在挖土期间,动态检查标高,防止出现超挖、欠挖等问题。在清理路基表层时,应尽可能地保持基底的平整。
第四,挖至设计高度后,进行相应的夯实、碾压等操作。碾压完成时,进行环刀取样检查。多数情况下,基土密实性最小值为93%。
垫层施工工艺操作流程为:查看土料、块灰的性能—集中熟化块灰,熟化后进行过筛处理—对土料进行晾晒处理,晾晒完成后进行过筛—拌制灰土料,铺设灰土材料—铺土完成,进行夯实、碾压等处理—整平铺土面,检查土层平整性。
其一,将块灰运至施工现场时,需及时进行熟化处理。在块灰进行熟化时,需控制堆积层的厚度、用水量。如果淋水量较大,会增加块灰整体的含水比例,提高块灰过筛的难度。当不确定淋水量参数时,可实时控制淋水量。在块灰过筛完成后,针对筛余块灰进行淋水。采取二次淋水、二次过筛的处理方法,以防止淋水量较大。块灰过筛处理时,筛网孔的直径参数为6mm。
其二,过筛土料时,需使用16mm 筛网,保证过筛效果。如果土料含水量较大,在过筛之前,应晾晒土料。各类材料过筛完成后,借助量斗,混合块灰与土料,进行材料拌制处理。拌和均匀后,更换20mm 筛网,进行材料过筛。将此次过筛获得的灰土通过手推车运送至现场,用于虚铺工序。在施工中,施工人员应严格监测灰土含水量[2]。
其三,在大范围施工前,需进行样板施工,以精确获取松铺厚度。保证施工质量。铺土完成后,需当日完成碾压处理,碾压次数不少于3 次。各项碾压处理后,进行取样检测。从摊铺密实性、摊铺高度、摊铺表层平整性等方面,进行工艺检查,确定其合格后,再开展其他施工活动。
第一,案例公路施工中使用的混凝土材料类型为C25,由供应方进行材料运送。在材料送至现场时,使用钢模板进行出料处理。在路面两侧分别设立钢槽,完成立模处理。模板设立的高度应等于路面层厚。依照设计方案,明确各个位置立模高度。立模期间,间隔5m 长度,需要重新测定高度。借助相邻控制点的实测高度参数,精确控制模板高度。
第二,材料浇筑的工艺流程,主要是从一侧向另一侧进行持续性浇筑。案例工程中,路面层厚参数设计为18cm,可采取持续性摊铺形式,确保一次完成。在材料摊铺完成、摊铺层性能较为平稳时,使用插入式振捣设备进行充分的振捣,同时配合相应的平板振动处理方法。在振捣处理中,材料内部无气泡时,出现泛浆现象后,停止振捣处理,防止过振情况。使用平板式振动设备时,单次振捣处理时间不可小于15s。
第三,材料振捣完成后,需使用一层砂浆铺盖在材料表面,用以吸收材料表层存在的积水。吸水期间,借助工具使材料表层处于平整状态。整平完成后,使用收光机再次整平路面。此阶段的抹平处理,共进行两次,第一次是为了保持路面平整,第二次是在材料表面不再泌水时,进行抹平与压光处理。
第四,完成材料面板的处理后,应添加塑膜,保持面板的含水性,防止面板出现裂缝问题。使用公路切割机切割出公路表层的变形缝,缝宽范围为3~8mm,缝深参数为200mm。完成切割处理后,需清洗缝槽。变形缝的设计需尽早完成,多数是在浇筑完工后加3d 的时间,设计变形缝,测定浇筑材料强度达到设计值25%时,再进行切缝处理[3]。
第一,排水渠内施工使用的垫层材料,与路面垫层材料一致,均选择灰土,铺层厚度为8cm。
第二,排水施工共有两道工序。完成底板施工任务后,再进行沟壁施工。对于排水沟底板位置的施工,需在施工缝位置添加双排钢筋,合理布设企口缝。在进行沟壁施工时,清洗接缝处后,使用路面材料灌注时,需除去50% 的石子,将灌注层厚度控制在1~2cm,以保证各层材料结合的完好性。
第三,对于混凝土施工使用的各类材料,需严格用量。在初期进行材料拌制时,石子用量占全部材料的50%。采取一侧向对侧的连续浇筑方式,保证浇筑面的均匀性。在分层浇筑工序中,各层浇筑厚度不应大于60cm。在材料浇筑期间,应保证振捣处理到位,确保振捣点分布均衡,防止漏振。各个振捣点的间距不可大于50cm,各层浇筑间隔时间不可大于2h。
当混凝土路面强度达到相关要求时,需进行切缝处理。在切缝操作时,相邻两条切缝的间隔为5.5m。控制切缝间距时,需参照混凝土板的宽度参数,将切割区域的面积控制在16m2以内。切割施工中,需要严格控制切割处理的时间节点,以防止出现切缝开裂、切缝受损等问题[4]。
2.7.1 裂缝养护
混凝土路面可能出现裂缝问题,原因多样。在青藏高原地区特殊的气候条件下,路面形成裂缝的可能性增加。为此,路面施工期间,需制订裂缝修补方案。针对路面实况,进行妥善的修补处理。裂缝修复技术有多种类型:其一,扩缝灌浆法,此技术用于处理宽度不足3mm 的裂缝。其二,压注灌浆法,此技术能够处理宽度不大于0.5mm 的裂缝。修补后,不会出现裂缝扩张、各类细小缝隙等问题。其三,直接灌浆法,此技术可用于扩展性缝隙修补,能够保证修补质量。其四,全深度补块法,当裂缝宽度不小于15mm 时,需使用此技术进行修补。其五,条带罩面法,此技术用于处理缝宽3~15mm 的裂缝。
2.7.2 错台处置
当路面板块之间出现错台情况时,应合理调整压浆参数。在参数调整后,仍然存在错台时,在错台高差小于10mm 时,利用破平技术,借助磨平机,采取磨平机+人工的方式,消除错台问题。如果错台高差大于10mm,可融合填补工艺,对高度较低的一侧进行填补处理,使路面保持平整。
2.7.3 处理非结构问题
露骨、麻面等各类质量问题,均称为非结构问题。针对一般类型的麻面问题,无须进行处理;当出现严重露骨时,需使用砂浆进行针对性处理。使用的砂浆,主要含有水泥与砂子两种材料,砂子用量等同于水泥的2 倍。
在露骨段使用砂浆处理完成后,清洗路面表层,添加一定量的界面剂,均匀涂抹砂浆,使其覆盖于路面,在胶液固定后,砂浆层的最大值为15mm。在砂浆层铺完时,需配合抹平、整形等处理。在各项处理完成时,路面封闭8h 后,方可恢复通行。
2.7.4 板下封堵
此工艺主要用于处理路面基层、垫层间隔处的细小缝隙,进行注浆处理,以增强农村公路整体路面的牢固性。可使用灌浆法进行封堵处理,并合理控制灌浆强度,封堵处理期间,施工人员需密切关注路面板情况,防止出现路面板抬起问题。
2.7.5 设置铺面层
在初始水泥路面之上添加铺面层,以形成路用性更强的复合路面。
(1)加铺厚度。案例项目地处于青藏高原地区农村,其加铺厚度参数设计在8~12cm。
(2)加铺类型。各加铺层的用料方案,如表2 所示。
表2 各加铺层的用料方案
(3)加铺技术。其一,直接加铺法。此技术适用于路面完整性较高的工程,清洁路面后,保证路面无积水情况,直接进行加铺浇筑处理。其二,分离式加铺法。此技术使用时,需保证初始路面的完好。针对水泥板下沉、板体断裂等各类现象,需打碎已经损坏的水泥板,并将其全数清除,使基层处于平整状态,再进行浇筑施工。浇筑选用的材料应参照水泥板类型,保证材料型号的一致性。其三,结合加铺法。对初期路面进行凿毛处理,处理厚度介于3~5cm 之间。凿毛完成时,对混凝土毛面需进行保湿处理。刷浆时,使用的是水泥砂浆材料,刷浆操作应保持均匀,当水泥消耗量为3kg/m2、砂浆用量21kg/m2时,再进行加铺层浇筑施工。
(4)加铺性能分析。各类级配沥青的性能测定结果,如表3 所示。
表3 各类级配沥青的性能测定结果
同类型的铺加层面料,在层厚参数一致时,材料粒径增大时,其抗剪强度会相应增加。水泥路面具有一定刚性特征,使用沥青铺面层工艺后,可显著增强路面的柔性特征。案例项目施工形成的复合路面,能够有效应对青藏高原地区农村各个季节温度变化带来的裂缝威胁,并相应增强路面防水、防滑等性能。对老旧路面进行全面养护改性处理后,能够达到绿色交通的技术要求。此种铺加层工艺具有控制工期、减少交通管制用时等优势[5]。
案例项目进行加铺层施工后,公路通行12 个月,路面性能评价结果:整体路面完好,其路面弯沉值较小;构造深度测定结果与完工时的参数一致,并未发生较大变化;路面各个节点的渗水系数测定结果差异不大,路面具有一定的防水性;路面平整性较好,并未出现路面坑洼、麻面等质量问题。
综上所述,以青藏高原地区某农村公路项目为视角,结合青藏高原地区公路项目的环境条件,梳理农村公路水泥混凝土路面工艺要点。案例项目施工任务完成时,测定的各项参数均达到相关要求。各类级配沥青的性能检测结果中,斜剪强度介于1.51~1.66MPa 之间,直剪强度处于0.46~0.52MPa,抗剪比值为3.15~3.38,检测结果能够达到技术要求。案例项目采取加铺层工艺方法后,公路通行1 年内,路面整体未出现质量问题,路面弯沉值无异常,构造深度测值未发生变化。文章提出的工艺方法具有一定可行性,值得在类似农村公路项目中进行推广,以逐步提高农村公路路面整体质量。