浅谈路基水稳层混合料施工质量控制
2010-08-15杨小晶
杨小晶
(山西远方路桥集团总公司,山西 大同 037005)
1 绪论
在公路工程施工中,试验检测是工程质量管理的重要环节和手段,客观、准确、及时的检测数据是指导、控制和审定施工质量的科学依据。水泥稳定碎石基层施工中,因水泥材料的固有特性,质量检测工作尤为重要,所以要加强用数据指导生产的观念,搞好质量控制,以下结合本单位在大同—云冈公路施工的经验,重点谈谈路基水稳层的质量控制方法和要点。
2 水稳基层施工控制要点
2.1 厂拌设备的选型
拌和设备的质量直接影响混合料拌和的质量,而拌和设备好坏的关键就要看其骨料、粉料、水等各种物料的配合比精度是否能够得到保证,本标段选用WBC300型稳定土厂拌设备。该设备采用电磁调速控制系统,能较好地保证各种物料的配合比,且拌和均匀,性能稳定。
2.2 水泥剂量
水泥剂量太小,不能保证水泥稳定土的施工质量;而剂量太大,既不经济,还会使基层的裂缝增多、增宽,从而引起沥青面层的相对应的反射裂缝。所以,必须严格控制水泥用量,做到经济合理、精益求精,以确保工程质量。为减少基层裂缝,必须做到3个限制:在满足设计强度的基础上限制水泥用量;在减少含泥量的同时,限制细集料、粉料用量;根据施工时气候条件限制含水量。具体要求水泥剂量不应大于5.0%,施工质量控制水泥实际用量应高于设计用量的0.5%~1.0%左右。
2.3 混合料的含水量
含水量根据天气及气温情况控制在最佳含水量的+0~+2%范围内,即含水量应大于最佳含水量1%~2%。为防止混合料离析,漏斗口应加串筒。厂拌混合料现场,每天由后场专职试验人员在早上、中午、下午分别测定各种集料的含水量,根据施工配合比设计的最佳含水量指标,结合当天的气温、湿度、运距情况确定混合料拌和时的用水量。在前场负责检测压实度的专职试验人员,在混合料摊铺整型过程中亦及时测定混合料的含水量,及时指挥压路机碾压,力求在最佳含水量条件下碾压,尽量避免由于含水量过大出现“弹软”、“波浪”等现象,影响混合料可能达到的密度和强度,增大混合料的干缩性,使结构层容易产生干缩裂缝;或由于含水量偏小使混合料容易松散,不易碾压成型,也会影响混合料可能达到的密度和强度。所以只有严格按规范施工,加强每一施工环节的质量控制,才能保证施工质量。
混合料运输时应避免车辆的颠簸,以减少混合料的离析。在气温较高、运距较远时要加盖毡布,以防止水分过分损失。
2.4 混合料摊铺接缝的处理
基层在施工过程中留有接头是难以避免的。但接头处往往是应力的集中区,在温度应力、基层收缩应力和交通荷载的反复作用下,容易诱发为裂缝,从而导致沥青面层产生反射裂缝。因此,基层施工过程中,应尽量减少接头。接缝有纵向接缝和横向接缝两种,当摊铺机宽度足够时,整幅摊铺时不存在纵缝接缝问题。当摊铺机的摊铺宽度不足时,采用2台摊铺机一前一后同步向前摊铺混合料,并一起进行碾压,这样也可以避免纵向接缝。由于本标段结构物较多,一般情况下都以两结构物间为一施工段落,避免了横向接缝,如有特殊,需设置横向接缝,其处理方法是将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除,将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成一横向垂直向下的断面,摊铺机返回到压实层的端部,用木垫板垫至虚铺高度,再摊铺新的混合料,继续下一步施工,两幅基层之间的衔接处的松散部位应切掉。两次施工处接头以竖直形式搭接,上下两层接头之间最少错开1 m。
两工作段搭接部分应严格按照规范要求的横向施工缝处理的方式进行处理。施工过程中如出现因故造成施工中断2 h以上,也应该按照横缝的方式进行搭接处理。横缝应与路中线垂直,其设置方法为:①人工将混合料末端整理整齐,紧靠混合料放两根木方,高度应与混合料的压实厚度相同,整平紧靠木方的混合料。②木方的另一侧采用沙砾或碎石回填约3 m长,其高度应略高于混合料。③将混合料碾压密实。④在重新摊铺混合料前,将木方与砂石料除去,并将作业面清理干净。
2.5 混合料的压实
混合料经摊铺机摊铺成型后,即可用压路机碾压,碾压长度需根据施工现场的实际情况确定,如果实测混合料的含水量高于最佳含水量,且气温较低时可适当延长碾压长度,如果混合料已接近最佳含水量且温度较高蒸发快时,应缩短碾压长度,确保在最佳含水量时进行碾压。
由于基层材料来源的生产企业规模相对较小,机械化程度不高,石料加工质量普遍不够稳定,存在粒径不均匀现象,骨料时而偏粗,时而偏细。因此水泥稳定碎石混合料的最大干密度呈变化状态。在压实度的检验中,如果采用同一干密度指标作为标准,很容易出现压实度不合格或超过100%的现象。因此施工中采用灌砂法进行压实度检验时,应对集料筛分,以确定粗骨料的含量,分别选用不同的密度标准。
2.6 养护控制
水泥稳定碎石基层碾压成型后应及时覆盖洒水养护。由于水分参与了水泥的水化反应,水分的散失将影响其正常的反应,从而影响凝结硬化后形成的强度,特别是夏季施工,气温较高,基层表面的水分蒸发更快,极易产生均匀的裂纹。养生可采用不透水薄膜或湿砂进行覆盖养生,也可以采用洒水养生。其中洒水养生不宜太早,防止养护用水冲走水泥浆,影响基层的质量。如气温过高,蒸发量过大,宜采用小水量快行的洒水办法,尽量避免养护用水在基层表面流淌。本单位经理部采用的是洒水养生。养生期间,应始终保持基层表面潮湿。同时,应封闭交通,除洒水车外,禁止其他车辆在养生的基层上通行,养生期不少于7 d。冬季施工时,要及时采取防冻措施。因为强度未形成的混合料中的自由水在气温0℃以下时结冰,体积膨胀,使基层结构变得松散,达不到设计强度要求。
2.7 管理维护及施工协调控制
基层摊铺碾压成型到喷洒透层油铺筑沥青面层的这段时间的管理维护工作非常重要。由于各种附属工程相继进场施工,道路的施工作业面将被占用。特别是第一层成型后,一旦现场管理维护不及时,各种工程材料堆放在基层上,基层将受到极大的破坏。这时应严禁堆放重物,不允许车辆上行。第二层7 d养护期满后方可开放交通,但仅允许部分施工车辆放行。基层施工完毕后,为保证水泥稳定碎石结构不继续失水,减少干缩裂缝产生,最好在7 d后即喷洒透油层或进行下封层施工,尽早铺筑沥青面层。
水泥稳定基层是半刚性路面结构,只有3.0~4.0 MPa的强度,在不铺面层时,严禁各种施工超重车辆通行,过早通过超重车辆会使水稳基层的结构强度受到破坏,产生不规则的细小裂缝。
3 结论
通过山西大同—云冈线公路的施工,我们得出公路基层施工质量的控制虽然受到人员、机械、材料、水文、气候、施工工艺等多种因素的综合影响,但只要严格按要求施工,完全能够保证工程质量。在基层的施工质量控制方面要抓住两个难点:一是混合料的级配;二是尽量减少基层的裂缝。为保证基层及各结构层的使用寿命,在施工中应尽量减少底基层的裂纹裂缝,应做好以下几点:①尽量降低混合料中的含泥量。②合理确定水泥稳定碎石中石料掺配比例。若选用集料太细,会导致基层强度降低,直接影响路面的使用寿命。③严格控制基层碾压时的含水量不宜超过最佳含水量1%。施工应尽量避免高温天气下施工,混合料水分蒸发快,最佳含水量难以控制,致使基层面难以成型。④严格控制好水泥用量,尽量减少基层反射裂缝。⑤加强成型后基层的养生。养护期内要经常保持基层表面湿润,养护期间应封闭交通,严禁车辆在新铺的基层上行驶。⑥要掌握好基层的平整度,应设专人跟在摊铺机后对混合料表面不平整处进行处理,及时补平。若掌握不好,在长期行车荷载的作用下,会直接导致路面面层平整度不足,从而加快路面破坏,缩短路面的使用寿命。