水泥稳定碎石基层大厚度宽幅摊铺施工技术
2019-08-15
(洛宁县公路局,河南 洛宁 471700)
大厚度宽幅摊铺施工技术相比于传统基层摊铺施工技术具有施工速度快、施工成本低及层间粘结性强等优点,能有效地提高基层的压实度和稳定性,适用性很高。本文依托实际工程,阐述了大厚度宽幅摊铺施工技术设计理念、施工思路及一些关键性问题和措施,重点介绍了大厚度宽幅摊铺施工技术混合料配合比设计,并在具体工程中进行了应用。
一、大厚度宽幅摊铺施工技术
(一)设计理念及施工思路
高速公路基层设计为水泥稳定碎石,其设计理念为整体结构,在路面基层施工过程中,需要充分发挥高速公路路面基层的稳定性及整体承载能力。
大厚度宽幅摊铺施工技术可以有效发挥基层整体承载能力,主要是采用一台摊铺机取代过去多台摊铺机分层摊铺,经过一次性摊铺,达到基层相应的设计厚度,不仅可以有效改善上下层的结合问题,也可以保证施工质量。结合《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20-2015)相关规范规定,水泥稳定碎石基层大厚度宽幅摊铺施工技术的施工思路主要为:
1.混合料要具有合理的配合比设计,达到相应的强度要求,且能有效预防裂缝的产生,保证施工质量。
2.在进行大厚度宽幅摊铺施工时,要选择采用大功率的摊铺机械和压实功率高的相关压实设备。
3.在进行拌和时,应选择采用与摊铺机械相配套的拌和设备,拌和设备的最低产能需大于500t/h。
4.完成大厚度宽幅摊铺施工后,要采用相关试验检测措施对大厚度基层压实质量进行检测。
(二)大厚度宽幅摊铺施工技术关键问题及措施
1.防止混合料离析。路面基层进行宽幅摊铺时,很容易产生混合料离析现象,为了解决此问题,通常对摊铺机本身结构进行改良,提高其螺旋输送物料的功率,通过物料满埋螺旋来有效解决离析现象。
2.摊铺密实度。对路面基层进行宽幅摊铺时,由于摊铺阻力大,摊铺混合料时速度受影响,导致摊铺密实度降低。基于此问题,通常采用调整拉紧器和螺栓,保证夯锤跟挡板间距离在0.4mm左右。在进行宽幅摊铺时,根据实际工程状况和物料类型来调整拉紧器和螺栓,以达到合适的摊铺密实度。
3.摊铺平整度。宽幅摊铺一般采用双侧纵坡传感器来保证摊铺路面的平整度。在进行宽幅摊铺时要严格控制摊铺机的摊铺速度,采用一台摊铺机进行宽幅摊铺时,应该进行最低速摊铺,速度一般控制在1.3m/min左右,且严格禁止停机待料。当采用两台摊铺机进行摊铺时,两台摊铺机保持速度、功率、摊铺厚度、摊铺平整度一致,且接缝平整。
4.碾压设备及工艺。进行大厚度宽幅摊铺施工时,需要采用吨位较大的振动压路机保证深层的压实效果。碾压过程中初压选择使用22t单钢轮压路机,前后振压各2遍,终压使用重型振动压路机,碾压速度在2.0km/h左右。
5.压实度。压实度检测一般采用整体检测的方法,采用灌砂筒和标定筒确定标准砂质量和密度。
二、工程实例
(一)工程概况
某高速公路全长108.6km,设计行车速度为100km/h。该高速公路处于山区,沿线山高谷深,地形地质较复杂,全线设有大桥80座、隧道16座,桥隧比为50.76%。该高速公路路面结构为:4cm细粒式沥青混凝土+5cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土+0.7cm乳化沥青碎石封层+37cm水泥稳定碎石基层+19cm水泥稳定碎石底基层,路面总厚度为73.7cm。
(二)混合料配合比设计
1.原材料试验。该项目选择采用PC32.5水泥,水泥试验结果如表1所示。
表1 PC32.5水泥试验结果
该项目选用的粗集料、细集料的试验结果如表2、3所示。
表2 粗集料试验结果
表3 细集料试验结果
2.矿料组成设计。水泥稳定碎石基层的矿料级配组成要严格按照设计图规定的级配范围进行设计,矿料比例大致为1#:2#:3#:4#=17:31:19:33。
3.确定最大干密度和最佳含水率。混合料的最佳含水率和最大干密度应该采用振动压实的方法来确定,根据相应的试验规范和具体施工情况,按照水泥3.0%、3.5%、4.0%的剂量,采用相关振动成型工艺来确定混合料的最佳含水量和最大干密度,压实结果如表4所示。
表4 振动压实试验结果
(三)压实度检测结果分析
根据施工现场实际情况,试验路路段采用分层检测的方法进行压实度检测,在采用大厚度宽幅摊铺施工后,分别对上下层进行检测,并分析上下层压实度差值。结果如表5所示。
表5 压实度检测结果
由表5可得,试验路段压实度最大值为99.6%,且变异系数较小,上下层最大差值为0.6%,最小差值为0.2%,且各层压实度都达到了98%,表明大厚度宽幅摊铺施工后水泥稳定碎石基层压实度能满足规范要求。
三、结语
大厚度宽幅摊铺施工技术相对于传统基层摊铺施工技术具有施工速度快、施工成本低及层间粘结性强等优点,能有效地提高基层的压实度和稳定性,适用性很高。研究结果表明,大厚度宽幅摊铺施工技术可以有效提高水泥稳定碎石结构层的稳定性和密实度,节约成本,具有很高的适用性和可行性。