高速公路水泥稳定风化岩路床施工技术分析核心研究

2022-11-20马继慧

居业 2022年9期

马继慧

(中铁十六局集团电气化工程有限公司，北京 100000)

高速公路建设中会涉及到路床、路基以及路面等结构层，这些是保障高速公路施工质量的前提，路面以下的部分称为路基，即路面的基础，将路面底面以下80cm范围内的路基部分称为路床，路床需要承受路面传来的各种荷载，如路基、路面自身荷载、行车荷载等；路床主要用于排水与散布载重力，保证车辆的安全与平稳运行[1]。高速公路对整体施工材料的要求较高，尤其是路床部分，其施工质量直接影响到后续路面施工质量。随着将水泥稳定风化岩作为路床材料的研究，针对风化岩需要结合其相关性质，将其与水泥结合，通过水泥中的矿物质活性成分与风化岩及水的综合作用，增强整体风化岩的强度、刚度，改善性质，保证其可用于高速公路建设，满足高速公路对路床施工的有关要求。本文结合笔者工作经验，对高速公路水泥稳定风化岩路床施工有关技术展开分析。

1 组合材料基本要求分析

高速公路水泥稳定风化岩路床施工中，需要用到的材料包括水泥、风化岩、水，保证不同材料满足要求才能更好的保证水泥稳定风化岩路床的施工质量。现就不同材料的有关要求分析如下。一是水泥。水泥作为胶凝材料，实际施工过程中必须要充分考虑到水泥的相关参数。水泥在使用中需要全面检测水泥的细度、水泥的比重、堆积密度、水泥凝结时间、体积稳定性、水泥强度、水化热、标准稠度等，这些参数都是决定不同水泥是否能够用于施工的基础。目前硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥都能用于高速公路水泥稳定风化岩路床施工，选择的水泥要求其终凝时间应超过10h，针对一些劣质水泥、受潮水泥、早强水泥、快硬水泥等都应避免选择。高速公路水泥稳定风化岩路床施工中应选择32.5级、42.5级低强度等级的水泥。选择出满足要求的水泥才能保证水泥在整个组合材料中更好的发挥作用[2]。二是风化岩。大自然中的岩体可在多种作用下引起岩石破碎、疏松，也可能引起矿物成分次生变化，这些都是风化岩的重要表现。与正常岩石相比，风化岩因为风化程度不同，其强度、颗粒等都会发生改变。高速公路水泥稳定风化岩路床施工中考虑到风化岩为粗骨料，本身级配不合理，不能直接用于路床施工，关于不同粒径风化岩的具体比例没有准确要求，但是要求风化岩中的最大颗粒直径不超过40mm。三是水。水也是高速公路水泥稳定风化岩路床施工中必不可少的一部分，根据《混凝土用水标准》JGJ63-2006中的技术要求，其对混凝土拌合用水、混凝土养护用水均做出了明确规定。高速公路水泥稳定风化岩路床施工中使用的水只要人畜可正确饮用即可。

保证水泥、风化岩、水等满足施工要求后，还需要结合不同高速公路施工技术要求，灵活确定出配合比，即混合料作为基层或者混合料作为底基层、施工区域地质条件、路基挖方或填方情况等，综合考虑后确定出水泥稳定混合料的参数要求。比如在某高速公路水泥稳定风化岩施工中，综合考虑后要求水泥剂量在5.00%，水泥稳定风化岩无侧限抗压强度标准应达到1MPa～1.5MPa。

2 高速公路水泥稳定风化岩路床施工准备工作分析

高速公路水泥稳定风化岩路床施工准备工作会直接影响到整个施工工艺、工程进度以及工程成本投入等。准备工作中除了做好水泥、风化岩、水等材料质控外，还需要做好现场施工准备工作。

(1)现场试验室建设，施工过程中需要对相关材料进行检测，因为必须要在现场建设相关的试验室。对获取的风化岩进行多方面参数分析与评价，包括风化岩土CBR值、风化岩含水量、风化岩的液缩限、风化岩击实试验、风化岩颗粒分析等。记录风化岩的各项参数，然后向风化岩中掺入5.00%的水泥，充分拌和，拌和完成后重复进行上述参数检测与试验；根据设计的水泥剂量进行无侧限强度试块制作与试验分析，标准条件下养护6d，用水浸泡1d，无侧限抗压强度试验，评估其强度是否满足设计要求[3]。

(2)是路床验收。对路床底面路堤填筑部分施工内容予以验收，评估其是否满足要求，不符合要求的需要及时整改处理；对于符合要求的可进入下一阶段施工。

(3)合理选择场拌位置，考虑到现场施工条件有限，同时兼顾施工便捷性，需要将路基铺平碾压，将路基作为场拌位置，风化岩、水泥、水等按比例拌和，并用于后续施工。

(4)现场施工放样，按照高速公路施工方案，做好路基上的放样工作，包括中桩、左右两侧边桩，桩距的设置应结合实际情况，一般控制在10m～12m。施工放样同时还需要合理设置高程控制桩，通过白灰撒线方式做出标记，便于更好的指导后续施工。

(5)洒水处理，填料在摊铺前，需要对路基表面洒水湿润，需要注意的是在利用洒水车洒水期间需要控制好洒水量，避免造成路基表面出现泥泞。相关施工准备工作到位后才能更好的满足后续施工，保证整体施工质量。

3 高速公路水泥稳定风化岩路床施工工艺流程分析

3.1 施工工艺流程

表面清理→测量放样→卸料网格绘制→运料摊铺→水泥翻松处理→拌和处理→整形处理→碾压处理→压实度检测→养护与应用。

3.2 具体施工工艺流程分析

3.2.1 表面清理

针对路堤表面存在的相关杂物，通过人工处理方法，清除各类杂物，保证路堤表面无杂物，为进一步测量放样工作提供场地。

3.2.2 测量放样

测量放样过程中使用全站仪，通过全站仪确定出中心桩位，高程测定与控制使用水准仪。中心桩位的测量放样使用全站仪，使用经纬仪与50m钢卷尺配合完成边桩的测量放样，测样放样并保证无误后，需要使用明显的标志予以标识。根据设计要求，将设计边线向外延伸30cm，通过白灰撒出边线，作为后续施工的控制线。测量放样过程中需要对不同控制线、高程控制点做好复核，确保用于施工的相关控制线、控制点均符合设计要求。

3.2.3 卸料网格绘制

绘制卸料框线，在路面表面根据不同区域内的虚铺厚度，绘制出不同摊铺方格，摊铺网格可以为正方形，也可以为矩形，便于更好的卸料。明确上路床不同施工范围内对应的松铺厚度，计算出不同摊铺网格内需要的卸货量，便于合理选择自卸车，更好的控制现场卸料质量，有利于后续施工的开展，保证摊铺质量与处理效果。

3.2.4 运料摊铺处理

将获取的风化岩石做好保存处理，保证其中软石含水量满足要求，即含水量在最佳含水量的基础上超过4.00%；针对不符合要求的需要采取相应措施处理，如果含水量较高需要对风化岩予以晾晒处理，而如果风化岩中的含水量较低，需要适当洒水处理，保证含水量满足要求。运料过程中需要严格执行运输方案，配合现场人员做好车辆中的风化岩石运输，运输中保证平稳运行，避免颠簸等情况引起风化岩石的洒落，尽可能减少原料损失。运输车辆到现场后同样需要听从现场指挥，保证不同料石倾倒在确定的区域，发挥早期绘制网格的作用，尽可能保证料石处于网格中央，便于后续摊铺处理。需要注意的是路基两侧为保证边坡的压实度，石料倾倒中需要超填30cm[4]。

3.2.5 洒水泥翻松处理

针对风化岩石中不超过4cm的可通过带有强固齿的路拌机予以压实翻松处理，对于部分粒径超过4cm的风化岩块，需要通过人工处理方式使其破碎。综合风化岩石的干密度、压实厚度要求，根据水泥5%的掺和量计算出每200kg水泥能够完成的填料拌和量。填料翻松后可在表面根据计算出的平方米数继续绘制网格，上路床松铺20cm可绘制2m×5m网格，通过刮板均匀在不同网格内摊铺水泥，水泥撒完后，应保证不同区域均有覆盖，水泥不会过度集中，也不会局部出现空白，全方位保证水泥能够均匀性洒在岩土风化料上，保证后续更好的均匀混合[5]。

3.2.6 拌和处理

风化岩材料在表面完成水泥均匀摊铺后，可通过路拌机完成拌和，拌和次数需要达到3次。拌和过程中，第一遍不要直接翻拌到底部，底部需要预留2cm～3cm，避免水泥直接接触底部，无法搅拌上来，增加灰夹层形成可能；第二遍搅拌期间，必须搅拌到底部，并深入底层约1cm，保证更好的拌和效果，避免拌和中出现素土夹层。完成两遍搅拌后，对灰剂量予以检测，具体使用滴定法，同时检测拌和后的含水量；针对灰剂量、含水量无法满足要求的，需要增加补救措施，即向其中洒水，增加水泥，然后继续拌和，保证拌合质量，整个混合料颜色、粗细骨料等能够保持均匀性；控制好整个路拌机的拌和参数，整个搭接长度至少需要达到30cm，行走速度不超过2.75km/h，专人负责对路拌机拌合质量进行分析，并根据现场拌和情况指导路拌机司机调整参数，提高整个拌和质量。针对局部无法使用路拌机拌和的区域，需要配合人员拌和处理。通过机械拌合与人工拌和相结合的方法，确保整个路面的拌和质量[6]。

3.2.7 整形处理

混合料在拌和完成后，需要对混合料拌和效果予以检测，并通过平地机完成整形，直线段施工区域按照从两侧向中心的顺序使用平地机完成刮平处理，曲线段则按照从内侧向外侧的顺序进行刮平处理，刮平至少应达到2遍，刮平处理同时配合人工处理，保证整形效果。整形完成后需要通过压路机进行1次碾压，即快速排压，在于发现其中可能存在的不平，做好局部的整平处理。需要注意的是在整形期间不允许车辆通行，整形中需要保证2.00%的路拱。

3.2.8 碾压处理

混合料在拌和、整形的基础上进行碾压处理，碾压过程中压路机需要选择18t与25t，要求在静压过程中的速度控制在2.75km/h，振动压路机在振压中的速度控制在(2.0km～2.5km)/h。碾压期间，需要先使用17t的压路机进行1次静压，完成初步预压处理。预压完成后进行弱振碾压处理，之后选择25t压路机强振6遍，通过18t压路机(光轮压路机)重复碾压1次。碾压过程中按照纵向开展作业，降低土体侧面变形风险。纵向碾压到终点后可采用退行方式进行二次碾压，避免掉头，减少压路机在掉头过程中产生局部土体过度旋转挤压，影响整体施工质量。前后纵向碾压中需要保证两者轮迹重叠区域达到1/2；碾压中如果土体表面较干燥，可适当洒水，保证表面的湿润度；从开始拌和到碾压完成时间应限制在6h内。

3.2.9 压实度的检测与评估

碾压完成后还需要进行压实度的检测，通过轮迹法进行压实度检测，每次在填土后都需要重新检测，保证压实度满足整体施工要求。

3.2.10 施工养护

所有路床施工完成且在检测合格后需要完成养护处理，养护时间需要达到7d，同时在养护期间禁止相关车辆进入施工完成作业面。

4 质控措施分析

高速公路水泥稳定风化岩路床施工技术应用中还需要落实相关质控措施。比如需要严格控制水泥的用量，水泥用量过大会引起裂缝，同时增加成本，而水泥用量不足，则会影响整体组合材料的混合质量，严格控制水泥用量，兼顾施工质量与成本投入；碾压过程中检查层厚，针对超过20cm的需要分层碾压，并检测压实度；施工缝与接头位置是施工质控重点，视情况在半幅路施工中做好接头与施工缝的预留，保证交接区域的整体施工质量。