半刚性基层路基施工技术研究

匡厚诚

摘要:半刚性基层路基因具有良好的水稳性、适宜的工作性能、方便的施工工艺等优点,在公路施工中得到了广泛应用。文章对公路半刚性基层路基施工技术进行了探讨。通过半刚性施工技术的分析,文章认为应从原材料到拌和到施工养生各个环节严格控制才能取得较好的效果;同时也要注意施工环境控制、半刚性材料拌和、养生期的控制等环节。

关键词:半刚性;基层路基;施工技术;厂拌法;材料拌合

中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)24-0110-02

半刚性基层的混合料可在拌和厂(场)集中拌和,也可沿路拌和,故施工方法有厂拌法和路拌法之分。高速公路和一级公路的半刚性基层对强度、平整度等技术性能有很高的要求,应采用施工质量好、进度快的厂拌法施工;其他公路的半刚性基层可用路拌法施工。

一、半刚性基层原理

(一)材料强度的形成原理

半刚性基层材料的强度由于稳定材料与土石材料在掺配、拌和、压实过程中发生了一系列的物理、化学反应而形成。石灰稳定类包括石灰土、石灰砂砾土、石灰碎石等,其强度形成主要指石灰与细粒土的相互作用,土中掺入石灰,石灰与土发生强烈的相互作用,从而使土的工程性质发生变化,初期表现为土的结团,塑性降低,最佳含水量增大,最大密实度变小等,后期变化主要表现为结晶结构的形成,从而提高土的强度与稳定性。影响石灰土的强度与稳定性的主要因素有:土质、石灰的质量与剂量,养生条件与龄期等。

(二)材料缩裂特性

半刚性基层材料的缺点是抗变形能力低,在温度或湿度变化时易产生开裂,当沥青面层较薄时,易形成反向裂缝,进而严重影响路面的使用性能,了解各种半刚性基层材料的缩裂规律有利于科学技术人员科学地进行高等级公路路面的基层的选型,材料配合比设计和施工,从而把裂缝减少到最低程度。

二、半刚性基层施工技术

(一)铺筑试验路

高速公路及一级公路或使用新技术、新材料及新工艺的半刚性基层,在大面积施工前,应先铺筑一定长度的试验路。通过试验路的铺筑,施工单位可进行施工工艺的优化,找出施工过程中存在的主要问题,取得实现成功施工的经验,为大面积基层的铺筑确定合适的施工方法,同时还可检验拌和、运输、碾压、养生等施工设备的可靠性。

根据试验路铺筑的具体情况,制定合理可行的施工组织计划,检验铺筑的半刚性基层质量是否符合设计和规范要求,并提出质量控制措施。此外,设计和建设单位也可对试验路的实际使用效果进行分析,对所设计的路面结构形式、混合料组成设计、基层的路用性能等一系列指标进行再次论证,从而优选出经济、适用的路面结构方案,并确定最终采用的基层类型及混合料配合比。

通过修筑试验路段,进行施工优化组合,把主要问题找出来,并加以解决,由此提出标准施工方法,用以指导大面积施工,从而使整个工程施工质量高,进度快,经济效益显著。

(二)厂拌法施工

厂拌法施工是在中心拌和厂(场)用强制式拌和机、双转轴浆叶式拌和机等拌和设备将原材料拌和成混合料,然后运至施工现场进行摊铺、碾压、养生等工序作业的施工方法。无拌和设备时,也可用路拌机械或人工在现场分批集中拌和,之后,再进行其他工序的作业。厂拌法施工前,应先调试用于拌和、摊铺、碾压等工序的设备,使之处于良好的工作状态。拌和前应进行适当的试拌,使大批量拌和的混合料组成符合设计要求。其中与施工质量有关的重要工序是混合料拌和、摊铺及碾压。

1.下承层准备与施工放样。半刚性基层施工前应对下承层(底基层或土基)按施工质量验收标准进行检查验收,验收合格后方可进行基层施工。下承层应平整、密实,无松散、“弹簧”等不良现象,并符合设计标高、横断面宽度等几何尺寸。注意采取措施搞好基层施工的临时排水工作。

施工放样主要是恢复路中线,在直线段每隔20m、曲线段每隔10～15m设置一个中桩,井在两侧路肩边缘设置指示桩,在指示桩上明显标记出基层的边缘设计标高及松铺厚度的位置。

2.备料。半刚性基层的原材料应符合质量要求。料场中的各种原材料应分别堆放,不得混杂。运到料场的水泥应防雨防潮,准备使用的石灰应提前洒水,使石灰充分消解。石灰和粉煤灰过于会随风飞扬而造成污染,过湿又合成因而不便于施工,因此,应适时洒水或设遮雨棚,使之含有适宜的水分。在潮湿多雨地区施工时,应采取有效措施使细粒土、结合料免受雨淋。

3.拌合与摊铺。拌和时应按混合料配合比要求准确配料,使集料级配、结合料剂量等符合设计,并根据原材料实际含水量及时调整向拌和机内的加水量。水泥稳定类和工业废渣稳定类混合料的含水量可比最佳含水量大1～2个百分点,而石灰稳定类混合料的含水量可比最佳含水量小l～2个百分点,这样可获得较好的压实效果。

拌和好的水泥稳定类混合料和石灰稳定类混合料应尽快运到施工现场摊铺并碾压成型,以免因时间过长而使混合料强度损失过大。工业废渣稳定类混合料在24h内进行摊铺碾压即可。运输混合料的距离较长时,应用篷布等覆盖混合料以免水分损失过大。

高速公路及一级公路的半刚性基层应用沥青混合料摊铺机、水泥混凝土摊铺机或专用稳定土摊铺机摊铺,这样可保证基层的强度及平整度、路拱横坡、标高等几何外形等质量指标符合设计和施工规范要求。摊铺过程中应设专人跟随摊铺机行进,以便随时消除粗、细集料严重离析的部位。应严格控制基层的厚度和高程,禁止用薄层贴补的办法找平,确保基层的整体承载能力。拌和机与摊铺机的生产能力应相互协调,避免出现机械停工待料和生产能力不足的问题。

4.碾压。碾压是使半刚性基层获得强度和稳定性的关键工序。摊铺整干的混合料应立即用12t以上的振动压路机、三轮压路机或轮胎压路机碾压。必须分层碾压时,最小分层厚度不应小于10cm。碾压时应遵循先轻后重的次序安排各型压路机,以先慢后快的方法逐步碾压密实。在直线段由两侧向路中心碾压,在平曲线范围内由弯道内侧逐步向外侧碾压。碾压过程中若局部出现“弹簧”、松散、起皮等不良现象时,应将这些部位的混合料翻松,重新拌和均匀再碾压密实。

水泥稳定类混合料从加水拌和开始到碾压完毕的时间称为延迟时间。混合料从开始拌和到碾压完毕的所有作业必须在延迟时间内完成,以免混合料的强度达不到设计要求。厂拌法施工的延迟时间为2～3h。

5.养生与交通管制。半刚性基层碾压完毕,应进行保湿养生,养生期不少于7d。水泥稳定类混合料在碾压完成后立即开始养生,石灰或工业废渣稳定类混合料可在碾压完成后3d内开始养生;养生期内应使基层表面保持湿润或潮湿,一般可洒水或用湿砂、湿麻布、湿草帘、低粘质土覆盖,基层表面还可采用沥青乳液做下封层进行养生。水泥稳定类混合料带分层铺筑时,下层碾压完毕,待养生1d后即可铺筑上层;石灰或工业废渣稳定类混合料需分层铺筑时,下层碌压完即可进行铺筑,下层无需经过7d养生。养生期间应尽量封闭交通,若必须开放交通时,应限制重型车辆通行并控制行车速度,以减少行车对基层的扰动。

三、结语

通过半刚性施工技术的分析,我们从原材料到拌和到施工养生各个环节均严格控制,就能取得较好的效果。同时也要注意施工环境控制、半刚性材料拌和、养生期的控制等环节。

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