路床水泥土施工及压实度衰减技术研究

2020-07-10兰庆坤

商品与质量 2020年10期

兰庆坤

中铁十四局集团第四工程有限公司山东济南 250014

高速公路上路床作为路面半刚性基层的下承层，它的质量直接影响着整个工程的成败，它的质量好与坏直接高速公路运营的安全性和舒适度，因此也是越来越受到重视。就目前的情况来看，在高速公路上应用上路床水泥土充分改善了素土性能，提高承载力，满足路基的强度要求，有效提高了工程质量，因此进一步加强对其的研究非常有必要。

路床交验时路床顶层水泥土的压实度指标是验收的关键，由于征地拆迁等客观原因水泥土施工后无法及时检测，需要用试验的方法寻找水泥土施工完成后，随着随龄期的增加水泥土压实度衰减的情况和规律，用于指导验收[1]。

1 工程概况

济南大东环项目北起青银高速与济广高速联接的唐王枢纽立交，南至东巨野河2号大桥桥头。路线经过济南市历城区、高新区、章丘区三个区，施工里程为K0+000-K13+055，标段全长13.042km，其中主线路基9.06km。主线及枢纽互通匝道路床厚度为120cm，一般互通匝道路床厚度为80cm。考虑到大东环设计交通量较大，同时为适应重载交通的发展趋势，为提高路基路面结构的整体性能，需对路床进行处理。主线及枢纽互通匝道路床顶面以下0-40cm分两层填筑水泥士，水泥参考剂量分别为6%和4%，要求压实度≥96%；一般互通匝道路床上部20cm填筑水泥土，水泥参考剂量分别为6%，要求压实度≥96%。

取土场土样依据JTGE E40-2007检测，其他检测指标符合F10-2006及本标段设计文件要求，相应的土样报报参数见下表：

表1 土工报告参数

2 水泥土施工工艺及质量控制

2.1 施工工艺流程

施工准备→测量放线→布料整平→撒布水泥→拌和→整平→碾压→养生和保护

2.2 施工准备

水泥土施工前，对下路床进行严格检验，达到表面平整、没有翻浆和弹簧层现象；下承层的平整度和压实度等指标符合设计和技术规范的要求。

2.3 测量放线

采用全站仪依据加密并复测后的桩位坐标点，每隔20m定出该段路基的中桩、边桩，在边桩处插设填筑层控制标杆高度24.8cm（扣除6%水泥所占的0.74cm），按照每车19m3计算，可铺设面积为76m2，划设网格。

2.4 布料整平

进行路床素土摊铺，松铺厚度按24.8cm控制，控制好卸车间距。现场值班人员指挥运土车按照规定的方格进行卸土，在填筑完成后用推土机进行整平，做到摊铺均匀。

为了使填料的含水率高出最佳含水率2%左右，通过实测填料的含水率与最佳含水率进行比较，摊铺后的填料如果含水率过小，则在填料上洒水，洒水量经计算得出，洒水时应注意，严禁洒水车在洒水段内停留和调头，洒水要均匀，防止出现局部过水现象，洒水后采用旋耕犁拌和均匀，为了使含水量均匀，利用夜间闷料一晚。如果实测含水率过大，则应进行翻晒，使其达到最佳含水率[2]。洒水量按下式控制：

式中：m---所需加水量（kg）；w1---实测含水量（以小数计）；w0---实测含水量（以小数计）；Q--加水前填料质量（kg）；Rw---水的容重

2.5 撒布水泥

使用水泥撒布车进行撒布水泥，在撒布之前，按照水泥含量设定好撒布水泥用量，设定完成后进行水泥撒布作业。撒布车撒不到的边角采取人工撒布，避免漏撒情况。

根据6%水泥土的最大干密度及压实厚度，确定每1㎡土中所需水泥的用量，其计算过程如下：

6%水泥土中水泥用量为：1.946＊103＊0.06＊1＊0.2＊0.96=22.4kg

在撒布水泥之前，要时刻关注天气情况，在天气变化之前，要将水泥土压实。

2.6 拌和

在拌和过程中，拌和机应平稳匀速行走，纵向相邻拌和段重叠拌和5米以上，相邻拌和边重叠拌和25cm以上。拌和时要及时检查水泥剂量，使水泥剂量符合规范要求。若水泥剂量小于规范要求，应及时调整。拌和时应及时检查拌和深度，拌和深度应破坏水泥土下承层（约1-2cm）。同时安排一组人用铁锹将边缘的土铲到施工路基范围内，使路拌机进行第二次拌和时能将其充分拌和。拌合是水泥土施工的关键工序，施工采用的P.S A32.5缓凝水泥的初凝时间是3.5h，2台路拌机共同施工100m可以在3小时内完成全部的工序。

表2 2组试验水泥土随龄期的变化汇总表

在拌和过程中试验室人员取拌和物做滴定实验，根据EDTA的消耗量来确定水泥剂量是否够，若达不到6%剂量，应继续撒布水泥，直至水泥剂量达到设计要求。

2.7 整平

混合料拌和均匀后，采用平地机进行精平。在直线段，平地机由两侧向路中心进行刮平；在曲线段，平地机由高侧向低侧进行刮平。用压路机立即在刚初平的路段上快速静压一遍，以暴露潜在的不平整；然后再用平地机精平一次。每次整平都按照要求的坡度和路拱进行。特别注意接缝处的整平，使接缝顺适平整。

水泥稳定土层表面的低洼处，严禁用薄层水泥混合料找补。摊铺时，按“宁高勿低”的原则，最后整平（终平）时，按“宁刮勿补”的原则处理。

2.8 碾压

整形完毕后，当混合料的含水量为最佳含水量时，碾压分为初压、复压、终压。首先用22t压路机在结构层全宽内进行碾压，速度控制在1.5-1.7km/h。复压采用采用振动压路机弱振碾压，速度控制在2-2.5km/h，终压采用强振速度控制在2-3km/h，振动压路机碾压轮迹重叠0.4-0.5m，碾压由两边向中间进行碾压。对于压路机无法压到的位置，采用小型液压夯夯实，确保碾压达到无漏压，无死角，碾压均匀，直至满足设计要求为止。

2.9 养生和保护

水泥土填筑后采用覆盖土工布洒水保湿养生（为了试验对比试

验段采用了薄膜保水的养生方法），养生期不少于7天，养生期间不得使改良土过湿，更不能忽干忽湿，并控制好交通，除洒水车外，应封闭交通。当水泥土分层施工时，下层检测压实质量，平整度等指标合格后，方可进行下层施工。

3 压实度衰减试验

3.1 试验检测方法

为了研究现场水泥土芯样压实度随龄期变化规律，本次选本标段一段因征地拆迁短时间无法连片的段落，相距20m内的两个断面（1号采用薄膜保水养生，2号采用土工布覆盖洒水养生，7天内保证水泥土表面湿润）。依据《公路路基路面现场测试规定》JTG E60-2008中灌砂法检测压实度的试验方法。参考水泥砼的要求，分别检测水泥土龄期1天、3天、7天、14天、28天、60天、90天的压实度。