水泥稳定碎石路面基层的施工技术思路分析
2018-02-05唐光平
唐光平 任 义
由于水泥稳定碎石基层具有很多优点,比如,承载力高、整体性强、水稳性和抗冻性都高、刚硬度大。再加上材料来源广泛,一般都可以就地取材,也便于施工方对原材料进行加工混合,很方便机械摊铺操作,因此,被越来越广泛地应用于各道路基层的施工建设中,同时慢慢取代了二灰结碎石(石灰、粉煤灰和碎石)基层。但是,伴随着水泥稳定碎石在道路建设工程中的广泛运用,也暴露出很多问题,因此,做好对水泥稳定碎石基层的质量控制显得尤为重要。为了保证水泥稳定碎石基层建设中满足的设计要求和使用要求,除了合理的结构设计,加强满足路基强度要求外,还要控制水泥稳定碎石基层的原材料,设计混合料的组成及控制好相应施工工艺。结合现场实践经验,现就这三方面进行简要探讨。
1 水泥稳定碎石的施工技术要求
水泥稳定碎石是按照一定级配一定量来配用碎石作为骨料的。一般采用一定数量的凝胶材料与足够体积的灰浆来填充骨料外的孔隙,按照嵌挤原理摊铺后进行压实处理。压实度要接近密实度,强度要靠碎石间的嵌挤锁结原理,同时伴有充分的灰浆进行填充。水泥稳定碎石在初期时呈现高强度,且这种强度随着时间的推移很快结成板体,因而强度较高,抗冻性和抗渗性能也较好[1]。
水泥稳定碎石的水泥用量一般占混合体的3%~7%,7d无侧限抗压强度可以达到1.5~4.0%Mpa,比其他路基材料要高。水泥稳定碎石在施工道路施工完毕稳定成熟后,表现出遇雨不泥泞、路表坚实的特点,故是如今高级路面理想基层材料的首选。
水泥稳定碎石基层的结构是一种半刚性结构。它的缺点为在基层处容易产生裂缝,这是设计人员一直都先解决的问题。但这种裂缝很有规律,一般在基层顶面横向方向处,每隔5~10m,就会出现宽约0.5~4mm的裂缝。一般较早出现在水泥稳定碎石基层摊铺完成后的一个月内,较晚出现在在沥青砼路面通车一至两年内,出现的原因是水泥稳定基层裂缝反射,所以在施工建设中需要着重注意这点,做好质量把控。
2 水泥稳定碎石施工技术指导
2.1 施工前的准备
水泥稳定碎石基层在摊铺前一定做好下承层的准备。首先在需要铺设的路面上用压路机进行下承层的碾压检验,如若发现有软卧层情况应该及时换填。对于基层表面比较松散地段,应该针对现场具体情况采用撤水翻拌或换填等方式来应对。总之要确保下承层有较强的密实度与强度。如若不然,下承层的承受力不够,基层很容易出现裂缝,直至延伸到表面层,影响整个路段基层的寿命[2]。
2.1.1 现场准备
(1)外形检查工作:检查底部基层处的标高、中线偏位、横坡度、宽度以及平整度。
(2)实度检查:对于底基层要严格检查实度情况,对于不合格路段,要重新采用碾压换填的方式及时处理,直至达到要求为止。
(3)清理检查:对于底基层表面,要及时进行清洁处理,清除表面存在的浮土、杂物等,并定期洒水湿润。
2.1.2 测量准备
在开始摊铺前一天,要做好实施路段路面中桩、地面测量、宽度放样等准备。宽度必须满足设计要求,一般情况下,直线上间隔为10m,曲线间隔5m,相应位置做出标记,并打好导向控线支架。为确保路面边缘处的压实度,路面两边应支立钢模板;为了保证支撑的牢固性,按照松铺系数来架设钢丝绳(松铺系数测定需采用相对坐标测量的方法,即仪器架设好位置不动,分别测量出原地面碾压前跟碾压后的相对标高)。
2.1.3 选配拌合设备
在选择拌合设备上要从性能和质量上做参考,一般选择性能好拌合质量高的设备且需配有按照重量和控制材料配比的电子剂量装置。选用的拌合设备的台数类型必须要满足施工现场的摊铺要求,跟上施工进度,并要由监理工程师的批准方可施工。
2.1.4 控制水泥剂量
对施工路面施工前要充分考虑到施工离散性的影响,在拌合过程中,水泥剂量要求比设计值增加0.5%,且要随时观察混合料的搅拌颜色,以防水泥堵塞不流动。按照规定来定期定量抽检水泥剂量,每个工作班都需计算水泥和集料的数量,确保水泥用量充足。
2.1.5 控制含水量
水泥稳定碎石配合比中有一项重要的指标就是含水量。所以必须要严格控制其中的含水量。在夏季施工中,必须考虑到天气原因带来的影响,即拌合、运输、摊铺过程中水分的蒸发量。为防止天气炎热水分过多蒸发,可以在拌合过程中适当多加些水量。水量的加大值要由拌合出料时含水量以及摊铺碾压后含水量的前后对比来决定,损失多少补充多少。但是夏季也是多雨的季节,在雨季施工期间,由于下雨的缘故砂石料中含有一定的水分,因此在每天拌合前,都要对砂石料进行含水量的测定,加水量要按照最佳含水量去掉砂石含水量来控制。
2.2 碾压与摊铺
碾压是控制水泥碎石稳定基层的平整度和压实度的主要工序,在整个施工过程中需根据试验中的数据,对整个碾压程序进行周密的部署与安排,比如,碾压时间、碾压过程、碾压过程中和碾压过后的检测工作。用混合料摊铺50m左右就需要确定一个碾压区,人工用石灰线在每个碾压区段的连接处做出标记,碾压前后需要搭接2m以确保搭接处的压实度是符合质量要求。摊铺后需要及时碾压,每碾压一遍后按照每车道每200m检测2个点的标准进行测压实度检测,实度接近设计要求后,用灌砂法配合核子密度仪再进行密实度检测,直至密实度完全符合设计要求为止。注:厚度需采用50m检测一点;平整度选用3m直尺,按照每200m检测2处的标准。
摊铺的要求要匀速摊铺,且厚度要均匀。在宽度较大的路面进行摊铺操作时,如果摊铺机宽度达不到,很容易出现横向或纵向方向的接缝,因此要选择两台性能相同的摊铺机进行摊铺操作,设备前后相距5~10m,这样就能避免出现横向接缝;还可以采用双机梯队式的施工方式,将两个机器之间距离控制在10~20m,左右要有10m的重叠区,这样的操作方式可以避免纵向接缝的出现。在保证里面平整时,摊铺机一般采用走钢丝绳或使用平衡梁两种方法来施工。但无论选择哪种方法,都要用3m直尺来检测摊铺厚度,确保摊铺的厚度达标。
施工操作时,要注意碾压完毕后要立即做密实度的试验,如果检测的结果不达标,必须重新进行新一轮的碾压;而摊铺操作时,摊铺系数要在1.3~1.5之间,且施工中必须执行“宁高勿低、宁刮勿补”的原则,要求全部施工工程必须在水泥终凝前完成。
2.3 接缝
在摊铺工作结束后,人工把末端的混合料置放整齐,要求紧靠混合料放置方木(方木与水泥稳定碎石的混合料压实度相同)。方木一侧设置支撑来保证在碾压过程中不会移动不会变形。碾压工作结束后,用3m的直尺来检测方木末端平整度,平整度间隙大于5mm的部位要全部切除干净,保证下次施工工作能正常实施。要求压路机在结束一天的工作后开到下承层上停置,在第二天作业前再将压路机开驶到已碾压完成的路面进行方木清除工作,并清扫摊铺的下承层顶面,洒水湿润。摊铺机则返回已经压实层尾处重新进行摊铺混合料的工作。
2.4 养护
水泥稳定碎石基层完成碾压成型操作后需要定期覆盖洒水。由于层面中的水分参与了水泥中的水化反应,水分的散失会影响到正常的水化反应,从而影响到凝结硬化后所形成的强度。
夏季由于气温过高,在施工中基层表面水分蒸发很快,很容易产生分布均匀的裂纹。对于这种情况所要使用的养护方法,即可采用麻袋、草袋或者塑料薄膜来进行地表覆盖确保基层不直接暴露在强烈的日光下。冬季施工则要采取防冻措施,因为在强度还没有形成前,混合料中自由水分在气温零度下容易结冰,体积膨胀,而使基层结构松散,达不到预期要求。
路面摊铺完成后要注意基层管理维护工作,由于各种工程管道的铺设,极易破坏基层作业面。为确保水泥稳定碎石结构不流失水分,减少裂缝产生,要求在一周以后喷洒透油层或基层下部施工。
3 结语
水泥稳定碎石主要靠优良的成板块和成体型的特性来固定水分,具有抗冷冻性强、承载力稳定的特点,在我国各等级公路建设工程中广泛使用。正是由于被人们应用较多其质量好坏越来越受到大多数人的关注,一旦使用企业对水泥稳定碎石的特性掌握不牢靠,就很容易出现一定的问题。在使用前,要根据周围环境特点,仔细分析所要运用的材料情况,还要根据国家相关标准和规定选定适合的使用量,在施工过程中每个施工人员都要按照相应标准进行操作施工,来最大限度地保障施工质量。