市政道路二灰稳定砂砾双层连铺施工要点分析
2024-10-24贾胜博
摘 要:“降本增效”是施工企业经营发展过程中的关键举措。在市政道路工程建设过程中,道路基层是非常关键的工序,通过优化改进施工工艺,可节约经济成本,缩短施工周期,从而相应赢取了时间成本,而且施工质量也能得到保证。路面结构层基层双层连铺,是一项创新的施工工艺,在实际施工过程中,一些作业人员由于没有掌握施工要点,甚至违背施工作业规律,盲目施工,这都会给施工企业造成不可估量的损失,得不偿失。本文就这一施工工艺要点进行分析阐述,以供参考。
关键词:市政道路;二灰稳定级配砂砾;双层连铺;施工技术文章编号:2095-4085(2024)09-0076-03
0 引言
市政道路建设中,在进行路面基层摊铺时往往会分层进行,每一层需达到至少7d的养护周期,检测合格后才可进行上一层的施工,施工周期长、养护成本高且层间结合相对较差。而双层连铺施工工艺可以弥补这些弊端。本文以具体工程为实例,就双层连铺工艺施工技术做详尽的论述。
1 工程概况
新荣经开区园区道路全长2 695.165m,双向四车道,路面宽度为22m,路面基层结构厚度设计为55cm,其中底基层和下基层二灰稳定级配砂砾,厚度分别为15cm和20cm,上基层为水泥稳定级配碎石,厚度为20cm。
本工程底基层和下基层二灰稳定级配砂砾采用双层连铺施工工艺。双层连铺施工是指在水泥初凝前,先完成一定长度底基层的摊铺碾压后,检验各项指标,验收合格后再及时摊铺下基层,完成碾压工作。上下两基层可以实现连续状态,形成一个整体板块结构,提高了路面结构层的稳定性。另外采用双层连铺技术,上下基层同步养护,可以缩短7d的养护期,缩短施工周期的同时还能节约一半的养护用水以及人工机械成本。
2 双层连铺施工工艺
2.1 原材料
(1)水泥。鉴于水泥初凝时间对于施工容许控制时间影响较大,本工程选用初凝时间在3h以上、终凝时间在6h以上小于10h的42.5级硅酸盐水泥。
(2)粉煤灰。粉煤灰化学成份的SiO2、Al2O3和Fe2O3总量>70%,烧失量≤20%,细度通过0.3mm筛孔≥90%,通过0.075mm筛孔≥70%,比表面积>2 500cm2/g。
(3)石灰。可采用未消解的磨细生石灰或者已完成消解的块灰,使用前用10mm筛过一遍,将未通过的大粒径剔除,消解后的石灰应保持一定的湿度,不得产生扬尘,也不可过湿成团。
(4)集料。砂砾应经破碎、筛分且满足相应的级配要求,破碎砂砾中最大粒径不超过37.5mm。
二灰稳定砂砾作为基层及底基层时水泥掺量2%,石灰与粉煤灰比例为1∶3,胶结料含量15%,施工前用重型击实标准求出最大干密度与最佳含水量的配比,7d浸水抗压强度要求达到1.0MPa。
2.2 施工机械
施工机械选择应结合具体工程的基层摊铺宽度、施工工艺以及摊铺机的工作性能,首先确定摊铺机的数量,然后根据摊铺机的作业数量配备相应的机械,以保证工程的质量。本工程底基层设计施工宽度为23.6m,市场上常用摊铺机摊铺宽度为6~9m,因此,施工时需配备3台摊铺机,另外还需25t振动压路机3台,20t双钢轮压路机2台,30t以上自卸式载重汽车30辆,50装载机1辆。
2.3 施工要点
施工顺序为:备下承层→施工放样→混合料拌合→混合料运输→摊铺→碾压→接缝处理→养护。
2.3.1 准备下承层
(1)下承层表面应平整、坚实,横坡、高程、平面位置、厚度、宽度、密实度指标要符合规范规定,特别是土路基易出现的“弹簧”现象,要彻底清除,可采用晾晒、换填、掺石灰或水泥等措施。开始摊铺前,在作业层上洒一遍水,保持表面湿润,但不能有积水。
(2)在摊铺二灰稳定砂砾前,为了保证路基边缘粒料的压实度,须在路基两侧培土模,土模高度应与二灰稳定砂砾虚铺高度一致(或约高一点),土模必须拉线垂直切齐(或用木板围模填筑夯实而成),要有一定的密实度,一般在80%左右,具体数据由试验段来定。
2.3.2 测量放样
(1)根据摊铺机的宽度及道路宽度规划出摊铺版幅,依据摊铺机的两个边,用白灰标识划出两条边线,利用RTK在道路整桩号位置或者设计特殊变化点定位出平面位置,一般直线段10m一个桩点,曲线段5m一个桩点。
(2)桩位一般选用Ф16~Ф20光圆钢筋加工而成的钢钎,牢固的钉入基层中,利用水准仪测出理论摊铺高度,并做好标识,以便挂基准线使用。基准线一般选用Ф2~3mm的高强钢丝绳,先沿摊铺边线在两端用紧线器绞紧钢丝绳,钢丝绳长度根据施工作业段长度选择,一般150m左右为宜。再利用丝扣将钢丝紧密固定在钢钎上,高度在设计标记高度基础上考虑虚铺系数,一般按照1.3,过程中再随时调整。
(3)固定基准线时要求桩、梁牢固不晃动,线绷紧不滑落。横梁应呈水平状,以保持传感器在基准线上正常滑行,施工过程中应安排专人关注钢钎和钢丝绳的情况,要防止外力触碰使标高发生变化,以免影响摊铺基准导致基层平整度及厚度发生偏差。
2.3.3 混合料拌和
(1)采用集中厂拌,可更好地保障混合料的拌和质量,确保混合料质量性能符合施工实际需求。厂拌设备要提前调试并做好标定,应确保厂拌设备始终处于最佳的运行状态,以避免因为设备因素影响导致混合料搅拌的过程中含水量、集料颗粒组成等相应参数发生变化,进而影响最终的拌合质量和施工质量。
(2)根据现场摊铺总用量,细集料应提前至少备足80%以上,各种规格分仓堆放。施工作业前,管理人员在在监理工程师的见证下,进行现场取样,并在实验室进行筛分及其他相关试验,要保证原材料满足规范要求。
(3)石灰、粉煤灰、水泥剂量直接影响后期混合料的板结与强度,拌和时须严格按配合比用量进行投放,过程中随时观察混合料的颜色是否均匀一致,并安排专人检查稳定剂进料口是否有堵塞现象[1]。每天要按摊铺的总量核算石灰、水泥、粉煤灰的用量,计算施工配合比是否准确。
(4)拌合时应根据运输距离、天气气温情况及原材料含水率结合配合比综合考虑,加水拌合。天气炎热或运距较远时,二灰拌合料的含水量要比最佳含水率提高0.5%~1%,每隔2h测定一次含水率,并做好记录。
2.3.4 混合料运输
(1)自卸汽车数量应综合摊铺机数量、运距及施工现场作业时间因素进行考量确定,定量可根据以下公式为基础进行计算:N=K(t1+t2+t3)/T,式中,N为所需运输车辆数量;t1为拌和站到摊铺现场的行驶时间,单位为min;t2为摊铺现场到拌和站的行驶时间,单位为min;t3为工地卸料及等待时间,单位为min;T为一车混合料拌和所需时间,单位为min;K为储备系数,通常为1.1~1.2T,该数值应以交通实际情况为基础进行确定[2]。
(2)车辆在拌合站料斗下等待接料时,车辆前后移动应按照前-后-中分三段进行装料,不可停车熄火从车厢中间集中装料,以免造成混合料离析。装料完成后,需及时用篷布覆盖混合料,要避免运输过程中水分蒸发以及混合料洒落现象。
(3)车辆在离站前进行过磅操作,随车携带相关发料单,进入施工现场按照现场规划线路要求排队等候,尽量避免在路基作业面上进行掉头,并将料单由材料员核对查收。
(4)运输车采用倒车方式靠近摊铺机,当距离摊铺机10~30cm的地方,及时刹停,不可撞击摊铺机,挂空挡等侯与摊铺机斜接,然后升起后箱卸料靠摊铺机推动自由向前滑行。
2.3.5 混合料摊铺
(1)本工程首层二灰底基层的摊铺宽度为23.6m,为避免施工纵缝,保证施工质量,此基层施工采用3台摊铺机分三幅(7.8m+8m+7.8m)品字队列摊铺施工,两侧并排在前,中间摊铺机靠后与前排保持5~10m的间距,幅间摊铺重合30mm,作为搭接宽度。
(2)在摊铺作业的过程中,需确保摊铺作业的连续性,以避免因为摊铺中断而出现的接缝问题,否则会直接影响施工质量和施工水准。在摊铺作业开展之前,应明确拌合机的最小生产能力以及摊铺机的最小摊铺能力,要保障拌合机最小生产能力和摊铺机最小摊铺能力两者之间的差值相对较小,以避免在施工建设的过程中出现停机待料的问题。
(3)在摊铺作业的过程中应保证摊铺机运行速度均衡,否则很容易会出现基层波浪和施工缝等相应的问题。此外,在摊铺作业开展的过程中,现场管理人员、监理人员与实验室专业质检人员需共同做好检测工作。通过现场勘测和分析,应明确摊铺厚度是否符合施工标准,可用量化数据更加精准的控制摊铺作业的质量。
(4)摊铺过程中需注意水泥的初凝时间,要结合机械的作业效率和数量、现场人员的熟练度、季节气候条件相关因素确定好底基层的施工作业段长度。待底基层一个作业段摊铺完成后,应及时进行压实度检测,同时,摊铺机调整退回至起点准备进行二层的摊铺。
2.3.6 碾压
(1)压路机开始碾压时,要求距离摊铺机不得太近,距离过近,压路机启停次数多会造成二灰混合料向前挫挤;也不可离得太远,造成摊铺后的二灰失水风干,碾压不密实。在混合料处于最佳含水率±1%时,进行碾压作业,一般摊铺50m后开始启动碾压。
(2)初压采用钢轮压路机稳压2~3遍,碾压速度控制在1.5~2km/h;复压采用用25t以上轮胎压路机振动碾压4~6遍,碾压速度控制2~2.5km/h;终压用双钢轮压路机碾压消除轮迹,压实后表面应光滑平整。
(3)并排摊铺碾压时,纵向搭接处应预留50cm宽度不碾压。一方面为后排摊铺机基准走线,另一方面待后排摊铺完成后进行整体碾压,以保证纵向搭接处平整密实。
(4)碾压时应遵循从低到高的原则,直线段要从路基两侧向路拱中心碾压,超高的平曲线段落从靠近圆心的内侧向外侧碾压,碾压时错轮不可超过1/3的轮迹宽度。碾压过程中应遵循慢启动、慢制动原则,压路机在已完成或正在碾压的路段上只可前进和后退,小角度修正方向,不可原地掉头,以避免基层表面受损。
2.3.7 接缝处理
(1)合理规划摊铺宽度,应避免纵向接缝。作业段之间可设置横向接缝,横缝留置应与摊铺前进路线垂直,接缝处应留置直槎,并将上一作业段接槎处的斜坡刨除形成垂直断面,在接槎断面上撒布水泥浆进行下一阶段施工。
(2)对横向接缝进行碾压施工时,压路机要顺着接缝水平方向进行碾压,碾压面要从前次施工的压实层开始,慢慢地推到新压实层上,完成该部分碾压后,即可开展纵向碾压[3]。
2.3.8 养护
二灰稳定砂砾基层碾压完成且压实度检验合格后,立即用土工布进行覆盖养护,土工布纵横搭接宜大于50cm,不得留有间隙,道路基层两侧也应超出50cm以上。铺设土工布后,应立即洒水保湿,在7d的养护期间内,需始终让土工布处于湿润状态。要在道路出入口设置围挡封闭交通,门口安排门卫值守,只允许水车低速驶入,不应超过15km/h,洒水完成后立即驶出,其他车辆严禁驶入。
3 施工质量检测与控制
3.1 质量检测
(1)各种原材料应符合设计及规范的要求。检查方法:查合格证、检验报告、复验;检查数量:根据材料进厂批次,每批检查1次。
(2)压实度要求。基层≥97%,底基层≥95%。检查方法:环刀法、灌砂法;检查数量:每1 000m2,每压实层抽检1点。
(3)基层、底基层试件作7d无侧限抗压强度,应符合设计要求。检查方法:现场钻芯取样;检查数量:每2 000m2抽检1组(6块)[4]。
(4)外观检查。表面应平整、坚实、无粗细骨料集中现象,无明显轮迹、推移和裂缝,接茬要平顺、无贴皮及散料。
3.2 质量控制
施工过程中应严格按照各施工工序要点进行控制。养护期结束后钻芯取样是对基层整体质量评定的关键依据,芯样应完整、无松散现象,上下基层黏结紧密成一体。基层取芯留下的孔洞,应采用低标号自密实混凝土灌注。采用双层连续摊铺施工工艺,下层混合料易出现芯样不成形情况,若下层质量出现问题时,应连同上层一并处理。
4 结语
双层连铺施工技术能够极大地缩短施工时间,节约养护成本,增强两层粒料层之间的粘合力,进而提高路面基层的整体稳定性。该技术的关键在于两层施工工序的紧密衔接。因此,施工前技术管理人员应做好充分准备,过程中做好现场的组织协调工作,从而确保路面基层的施工质量。鉴于此项施工技术的优越性,在同类型的结构层施工中都可借鉴应用。
参考文献:
[1]李广跃,李伟忠.二灰稳定砂砾底基层施工技术探讨[J].河南科技,2013(9):19.
[2]季香钦.水稳碎石基层两层连铺施工技术分析探讨[J].科技资讯,2022,20(1):90-92.
[3]孙建龙.高速公路水稳基层双机两层连铺和透层养生的施工方法分析[J].运输经理世界,2023(8):35-37.
[4]北京市政建设集团有限责任公司,中国市政工程协会.城镇道路工程施工与质量验收规范(CJJ1-2008)[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.