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【摘 要】路面基层是沥青面层结构的主要承重层。在路面基层的施工中,必须层层把关,严格要求,进一步优化施工工艺,将路面基层施工质量提高到新的水平。通过灵山高速公路水泥稳定基层的施工实践,详细阐述了水泥稳定碎石基层施工质量控制的关键步骤,以及需要注意的几个控制要点。
【关键词】水泥稳定碎石;基层;施工 质量控制
1 工程概况
山西省灵山高速是国家高速公路“7918”网第四横荣成至乌海公路山西境内的组成部分,也是山西省高速公路网中的第二横,建成后将成为山西省北部连接冀蒙、通往京津地区的重要通道。路线全长153.877公里,路线走廊带最高点位于恒山抢风岭,海拔1821.3米,最低点位于灵丘县落水河西,海拔935.9米。本合同段路面工程的起讫桩号为K53+000~K92+080,主线长度38.771公里,主要工程量:水稳砂砾底基层119734 M3(265035.825 T);水稳碎石基层209224M3(481843.55T);黑 料132441M3(321108.6T)。
2 原材料的控制
2.1 水泥 拌制水泥稳定碎石混合料的水泥宜采用强度等级不低于42.5级的早强、缓凝水泥,3d胶砂强度应不小于18MPa。受外界影响而变质的水泥不得采用。水泥各龄期强度、安定性等应符合规定;水泥的初凝时间不小于3h,终凝时间不小于6h。
2.2 碎石 碎石必须采用石灰岩碎石。最大粒径为31.5mm,本着经济合理原则,对沿线附设的石料加工厂的原材料经过调查、试验,在压碎值、针片状含量等各项指标符合的情况下(见表2-1),选用9.5~26.5mm、4.75~9.5mm、2.36~4.75mm、0~2.36mm等4种规格备料。集料的级配应均匀、变异性小。
表2-1 水泥稳定碎石集料原材料质量要求
试验项目 要求
压碎值(%)不大于 28
针片状含量(%)不大于 18
<0.075mm含量(%) 粗集料(≥4.75mm) ≤2.0
细集料(<4.75mm) ≤15
细集料(<4.75mm)砂当量(%) ≥50
2.3 水 凡饮用水皆可使用,遇到可疑水源,应委托有关部门化验鉴定。
3 混合料组成设计
3.1 取工地实际使用的集料,分别进行水洗筛分,按颗粒组成进行计算,确定各种集料的组成比例。要求组成混合料的级配符合表3-1的规定。,且4.75mm、0.075mm的通过量应接近级配范围的中值。
3.2 取工地使用的水泥,按不同水泥剂量分组试验。一般建议水泥剂量按4%、4.5%、5%、5.5%四种比例进行试验(水泥:集料=4:100、4.5:100、5:100、5.5:100)。制备不同比例的混合料(每组试件个数为:偏差系数10%~15%时9个,偏差系数15%~20%时13个),用重型击实法确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度。
3.3 为减少基层裂缝,必须做到三个限制:在满足设计强度的基础上限制水泥用量;在减少含泥量的同时,限制细集料、粉料用量;根据施工时气候条件限制含水量。具体要求水泥剂量不应大于5.5%、集料级配中0.075 mm以下颗粒含量不宜大于5%、含水量不宜超过最佳含水量的1%。
3.4 根据确定的最佳含水量,拌制水泥稳定碎石混合料,按要求压实度(重型击实标准,98%)制备混合料试件,在标准条件下养护6天,浸水一天后取出,做无侧限抗压强度。
3.5 水泥稳定碎石试件的标准养护条件是:将制好的试件脱模称重后,应立即放到相对湿度95%的养护室内养生,养护温度为20℃±2℃。养生期的最后一天(第七天)将试件浸泡在水中,在浸泡水之前,应再次称试件的质量,水的深度应使水面在试件顶上约2.5cm,浸水的水温应与养护温度相同。将已浸水一昼夜的试件从水中取出,用软的旧布吸去试件表面的可见自由水,并称试件的质量。前六天养生期间试件质量损失(指含水量的减少)应不超过10g,质量损失超过此规定的试件,应予作废。
3.6 水泥稳定碎石7天浸水无侧限抗压强度代表值应满足 ≥3.0MPa ~5.0MPa。
3.7 试件室内试验结果抗压强度的代表值按下式计算:
R代=R平(ZaCv)
式中:R代-抗压强度代表值,MPa;
R平-该组试件抗压强度的平均值,MPa;
Za-保证率系数,高速公路保证率95%,此时 =1.645;
Cv-试验结果的偏差系数(以小数计)。
3.8 取符合强度要求的最佳配合比作为水泥稳定碎石的生产配合比,用重型击实法求得最佳含水量和最大干密度。
4 施工过程的主要控制点
4.1 严格控制水泥剂量。水泥剂量太小,不能保证水泥稳定土的施工质量;水泥剂量太大,既不经济,还会使基层的裂缝增多、增宽,从而引起沥青面层的相对应的反射裂缝。所以,必须严格控制水泥用量,做到经济合理,精益求精,以确保质量。
4.2 混合料的含水量控制。 负责检测压实度的专职试验人员,在混合料摊铺过程中应及时测定混合料的含水量,力求使压路机在最佳含水量的状态下碾压,尽量避免由于含水量过大出现“弹软”、“波浪”等现象,或由于含水量过小使混合料容易松散,不易碾压成型,也会影响混合料可能达到的密度和强度。所以只有严格按规范施工,加强每一施工环节的质量控制,才能保证施工质量。
4.3 混合料的运输。 运输车辆在每天开工前,要检验其完好情况,装料前应将车厢清洗干净。运输车辆数量一定要满足拌和出料与摊铺需要,并略有富余。应尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场。车上的混合料应覆盖,减少水分损失。如运输车辆中途出现故障,必须立即以最短时间排除,当有困难时,车内混合料不能在初凝时间内运到工地,或碾压完成最终时间超过2h时,必须予以废弃。
4.4 混合料的接缝处理。 接缝有纵向接缝和横向接缝两种。当摊铺机宽度足够时,整幅摊铺时不存在接缝问题。当摊铺机宽度不足时,采用两台摊铺机一前一后同步向前摊铺混合料,并一起进行碾压,这样也可以避免纵向接缝。由于本标段结构物较多,一般情况下都以两结构物间为一施工段落,避免了横向接缝。如有特殊情况,需设置横向接缝,其处理方法是将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除,将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成一横向垂直向下的断面,摊铺机返回到压实层的端部,用木垫板垫至虚铺高度,再摊铺新的混合料,继续下一步施工。
4.5 混合料的压实。 混合料经摊铺机摊铺成型后,即可用压路机碾压,碾压长度需根据施工现场的实际情况确定。如果实测混合料的含水量高于最佳含水量,且气温较低时可适当延长碾压长度,如果混合料的含水量已接近最佳含水量且温度较高时,应缩短碾压长度,确保在最佳含水量时碾压。
4.6 混合料的养生。
4.6.1 每一段碾压完成以后应立即开始养生,并同时进行压实度检查。
4.6.2 养生方法:应将草袋或麻布湿润,然后人工覆盖在碾压完成的基层顶面。覆盖2小时后,再用洒水车洒水。在7天内应保持基层处于湿润状态,28天内正常养护。不得用湿粘土、塑料薄膜或塑料编织物覆盖。上一层路面结构施工时方可移走覆盖物,养生期间应定期洒水。养生结束后,必须将覆盖物清除干净。
4.6.3 用洒水车洒水养生时,洒水车的喷头要用喷雾式,不得用高压式喷管,以免破坏基层结构,每天洒水次数应视气候而定,整个养生期间应始终保持水泥稳定碎石层表面湿润。
4.6.4 基层养生期不应少于7d。养生期内洒水车必须在另外一侧车道上行驶。
4.6.5 在养生期间应封闭交通。
5 结束语
高速公路基层施工质量的控制虽然受到人员、机械、材料、水文、气候、施工工艺等多种因素的综合影响,但只要严格按照要求施工,完全能够保证质量。通过已完成的灵山高速公路水泥稳定碎石基层的施工,其压实度、平整度、纵断面高程、厚度、宽度、横坡度、强度、外观要求等都满足《公路工程基层施工技术规范》(JTJ034-2000)的标准。
参考文献
[1]《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000
[2]《公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTJ057-94》
【关键词】水泥稳定碎石;基层;施工 质量控制
1 工程概况
山西省灵山高速是国家高速公路“7918”网第四横荣成至乌海公路山西境内的组成部分,也是山西省高速公路网中的第二横,建成后将成为山西省北部连接冀蒙、通往京津地区的重要通道。路线全长153.877公里,路线走廊带最高点位于恒山抢风岭,海拔1821.3米,最低点位于灵丘县落水河西,海拔935.9米。本合同段路面工程的起讫桩号为K53+000~K92+080,主线长度38.771公里,主要工程量:水稳砂砾底基层119734 M3(265035.825 T);水稳碎石基层209224M3(481843.55T);黑 料132441M3(321108.6T)。
2 原材料的控制
2.1 水泥 拌制水泥稳定碎石混合料的水泥宜采用强度等级不低于42.5级的早强、缓凝水泥,3d胶砂强度应不小于18MPa。受外界影响而变质的水泥不得采用。水泥各龄期强度、安定性等应符合规定;水泥的初凝时间不小于3h,终凝时间不小于6h。
2.2 碎石 碎石必须采用石灰岩碎石。最大粒径为31.5mm,本着经济合理原则,对沿线附设的石料加工厂的原材料经过调查、试验,在压碎值、针片状含量等各项指标符合的情况下(见表2-1),选用9.5~26.5mm、4.75~9.5mm、2.36~4.75mm、0~2.36mm等4种规格备料。集料的级配应均匀、变异性小。
表2-1 水泥稳定碎石集料原材料质量要求
试验项目 要求
压碎值(%)不大于 28
针片状含量(%)不大于 18
<0.075mm含量(%) 粗集料(≥4.75mm) ≤2.0
细集料(<4.75mm) ≤15
细集料(<4.75mm)砂当量(%) ≥50
2.3 水 凡饮用水皆可使用,遇到可疑水源,应委托有关部门化验鉴定。
3 混合料组成设计
3.1 取工地实际使用的集料,分别进行水洗筛分,按颗粒组成进行计算,确定各种集料的组成比例。要求组成混合料的级配符合表3-1的规定。,且4.75mm、0.075mm的通过量应接近级配范围的中值。
3.2 取工地使用的水泥,按不同水泥剂量分组试验。一般建议水泥剂量按4%、4.5%、5%、5.5%四种比例进行试验(水泥:集料=4:100、4.5:100、5:100、5.5:100)。制备不同比例的混合料(每组试件个数为:偏差系数10%~15%时9个,偏差系数15%~20%时13个),用重型击实法确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度。
3.3 为减少基层裂缝,必须做到三个限制:在满足设计强度的基础上限制水泥用量;在减少含泥量的同时,限制细集料、粉料用量;根据施工时气候条件限制含水量。具体要求水泥剂量不应大于5.5%、集料级配中0.075 mm以下颗粒含量不宜大于5%、含水量不宜超过最佳含水量的1%。
3.4 根据确定的最佳含水量,拌制水泥稳定碎石混合料,按要求压实度(重型击实标准,98%)制备混合料试件,在标准条件下养护6天,浸水一天后取出,做无侧限抗压强度。
3.5 水泥稳定碎石试件的标准养护条件是:将制好的试件脱模称重后,应立即放到相对湿度95%的养护室内养生,养护温度为20℃±2℃。养生期的最后一天(第七天)将试件浸泡在水中,在浸泡水之前,应再次称试件的质量,水的深度应使水面在试件顶上约2.5cm,浸水的水温应与养护温度相同。将已浸水一昼夜的试件从水中取出,用软的旧布吸去试件表面的可见自由水,并称试件的质量。前六天养生期间试件质量损失(指含水量的减少)应不超过10g,质量损失超过此规定的试件,应予作废。
3.6 水泥稳定碎石7天浸水无侧限抗压强度代表值应满足 ≥3.0MPa ~5.0MPa。
3.7 试件室内试验结果抗压强度的代表值按下式计算:
R代=R平(ZaCv)
式中:R代-抗压强度代表值,MPa;
R平-该组试件抗压强度的平均值,MPa;
Za-保证率系数,高速公路保证率95%,此时 =1.645;
Cv-试验结果的偏差系数(以小数计)。
3.8 取符合强度要求的最佳配合比作为水泥稳定碎石的生产配合比,用重型击实法求得最佳含水量和最大干密度。
4 施工过程的主要控制点
4.1 严格控制水泥剂量。水泥剂量太小,不能保证水泥稳定土的施工质量;水泥剂量太大,既不经济,还会使基层的裂缝增多、增宽,从而引起沥青面层的相对应的反射裂缝。所以,必须严格控制水泥用量,做到经济合理,精益求精,以确保质量。
4.2 混合料的含水量控制。 负责检测压实度的专职试验人员,在混合料摊铺过程中应及时测定混合料的含水量,力求使压路机在最佳含水量的状态下碾压,尽量避免由于含水量过大出现“弹软”、“波浪”等现象,或由于含水量过小使混合料容易松散,不易碾压成型,也会影响混合料可能达到的密度和强度。所以只有严格按规范施工,加强每一施工环节的质量控制,才能保证施工质量。
4.3 混合料的运输。 运输车辆在每天开工前,要检验其完好情况,装料前应将车厢清洗干净。运输车辆数量一定要满足拌和出料与摊铺需要,并略有富余。应尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场。车上的混合料应覆盖,减少水分损失。如运输车辆中途出现故障,必须立即以最短时间排除,当有困难时,车内混合料不能在初凝时间内运到工地,或碾压完成最终时间超过2h时,必须予以废弃。
4.4 混合料的接缝处理。 接缝有纵向接缝和横向接缝两种。当摊铺机宽度足够时,整幅摊铺时不存在接缝问题。当摊铺机宽度不足时,采用两台摊铺机一前一后同步向前摊铺混合料,并一起进行碾压,这样也可以避免纵向接缝。由于本标段结构物较多,一般情况下都以两结构物间为一施工段落,避免了横向接缝。如有特殊情况,需设置横向接缝,其处理方法是将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除,将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成一横向垂直向下的断面,摊铺机返回到压实层的端部,用木垫板垫至虚铺高度,再摊铺新的混合料,继续下一步施工。
4.5 混合料的压实。 混合料经摊铺机摊铺成型后,即可用压路机碾压,碾压长度需根据施工现场的实际情况确定。如果实测混合料的含水量高于最佳含水量,且气温较低时可适当延长碾压长度,如果混合料的含水量已接近最佳含水量且温度较高时,应缩短碾压长度,确保在最佳含水量时碾压。
4.6 混合料的养生。
4.6.1 每一段碾压完成以后应立即开始养生,并同时进行压实度检查。
4.6.2 养生方法:应将草袋或麻布湿润,然后人工覆盖在碾压完成的基层顶面。覆盖2小时后,再用洒水车洒水。在7天内应保持基层处于湿润状态,28天内正常养护。不得用湿粘土、塑料薄膜或塑料编织物覆盖。上一层路面结构施工时方可移走覆盖物,养生期间应定期洒水。养生结束后,必须将覆盖物清除干净。
4.6.3 用洒水车洒水养生时,洒水车的喷头要用喷雾式,不得用高压式喷管,以免破坏基层结构,每天洒水次数应视气候而定,整个养生期间应始终保持水泥稳定碎石层表面湿润。
4.6.4 基层养生期不应少于7d。养生期内洒水车必须在另外一侧车道上行驶。
4.6.5 在养生期间应封闭交通。
5 结束语
高速公路基层施工质量的控制虽然受到人员、机械、材料、水文、气候、施工工艺等多种因素的综合影响,但只要严格按照要求施工,完全能够保证质量。通过已完成的灵山高速公路水泥稳定碎石基层的施工,其压实度、平整度、纵断面高程、厚度、宽度、横坡度、强度、外观要求等都满足《公路工程基层施工技术规范》(JTJ034-2000)的标准。
参考文献
[1]《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000
[2]《公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTJ057-94》