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摘要:辽宁金帝路桥建设有限公司与乌海市公路工程有限公司共同合作,通过对电石泥的化学性能、混合料的配比设计、现场施工组织管理方面进行分析取得了电石泥替代石灰稳定砂砾施工的成功经验,本文详细分析了其工艺流程及措施。
关键词:电石泥;施工工法;工艺
公路路面底基层设计中,常掺入石灰用作稳定结构层中的基本材料,以提高结构层强度。电石泥与石灰的主要成份都是氢氧化钙,在实际工程中用电石泥取代石灰应用于灰土底基层中,检测结果发现强度无大的区别,能满足灰土底基层的各项指标要求。利用电石泥废渣修路,既可解决筑路材料的来源问题,又可解决工矿企业废物排放的问题,还可降低工程成本, 因石灰生产中减少了石灰石矿山资源的消耗,减少了对大气有温室效应的CO气体的排放,低碳减排,对环境保护有很大的现实意义。
内蒙古乌海市境内电石泥资源丰富,电石泥残渣排放量较大,作为一种工业废料,存储要占用大量的土地资源,并污染环境和水源。为推广电石泥替代石灰使用,辽宁金帝路桥建设有限公司与乌海市公路工程有限公司共同合作,通过对电石泥的化学性能、混合料的配比设计、现场施工组织管理方面进行分析,并在施工过程中不断探索、总结经验,取得了电石泥替代石灰稳定砂砾施工的成功经验,并及时总结完善形成本施工工法。
工法特点
(一)石灰的成本远高于电石泥,节约成本,经济效益显著。
(二)电石泥系利用电石制取乙炔时产生的副产品,在公路工程中使用电石泥一方面可消化工业废料,另一方面可间接地减少石灰的生产加工数量,对环保及其有利。
(三)解决了电石泥用于公路底基层难以控制质量等问题。
二、适用范围
本工法适用于公路二灰稳定砂砾、碎石底基层施工。
工艺原理
公路路面结构层中通过掺入石灰使砂石材料稳定并具有强度,发挥作用的主要是钙、镁成分,电石加工生产所用的原材料为优质生石灰,故电石泥中钙、镁成分含量较高,足以满足公路工程的技术要求。石灰的好坏,由石灰中的有效钙、镁含量活性成分决定的。通过对电石泥进行化学性质分析,得出电石泥中的有效钙镁含量如果达到55%以上,达到三级以上石灰有效钙镁含量的技术指标要求(三级石灰有效钙镁含量为55%,二级含量为65%,一级含量为70%),此外电石泥中钙、镁之外的其他成分,也会对稳定路面结构层材料、提高路面结构层强度产生一定影响,因而从理论上来讲,路面结构层中使用电石泥是可行的。然而这种电石泥混合料的物理性能对施工有一定的要求:它的“水硬性”要求在施工碾压时保持适度的水分和提供一定湿度的养护条件。它的“缓凝性”要求在施工不要过早开放交通,否则会产生变形。 本工法根据电石泥的特点,电石泥及混合料含水率控制是该工法的特点。
工艺流程及操作要点
(一)工艺流程
(二)操作要點
1、电石泥风干
取所需电石泥进行风干晾晒,风干后不得产生扬尘,也不可过湿成团,并采用烘干法测定其含水率。
2、电石泥含水率检测
电石泥原材料含水率检测。取平行样,先称取湿试样重量并记录,然后放入烘箱中,待烘干后,取出试样并冷却,称取干样重并记录,由此计算出电石泥的实际含水率。电石泥的含水率控制在18%以内
3、原材料试验
电石泥:施工前,取工地实际使用的电石泥检测其有效钙镁含量。
粉煤灰: 检测粉煤灰的化学成分、烧失量、细度。
集料:进行砂砾碎石的筛分、液限和塑性指数、碎石的压碎值试验。
4、混合料配合比设计
底基层施工前,选取合格的原材料进行配合比验证,配合比验证合格后,才能根据配合比进行底基层混合料拌制。电石泥、粉煤灰稳定级配砂砾、碎石(砂砾:碎石=7:3),设计配合比(重量比)为电石泥:粉煤灰:砂砾及碎石=5:15:80(砂砾56+碎石24),即电石泥在底基层中的掺加量为5%.混合料最佳含水率为9.8%。
5、混合料拌和
(1) 配置强制式、电脑计量、微机控制的WCB600型稳定土拌和机,生产能力600m³/h,其实际出料(额定生产量的80%)能力超过实际摊铺能力的10%~15%。
(2)正式拌制混合料之前必须调试所有拌和设备,使混合料的颗粒组成和含水率都达到规定要求,并通过现场取样采用EDTA滴定法进行灰剂量试验检测,灰剂量检测合格后,在底基层拌制现场取料,制作无侧限抗压强度试件。拌和设备在计流量的控制上应能满足施工精度要求,料仓下料过程采用电子称计量装置,以确保称料的准确性。
(3)为满足拌和产量的要求,一般每台拌和机上料配四台装载机。料仓从左到右,分别是粉煤灰、电石泥、碎石,料斗上部安置相应钢筋网盖,以避免超粒料材料进入仓内。其中电石泥料仓上筛孔孔径为37.5mm, 碎石筛孔孔径为31.5mm。在碎石上料时很容易造成不同的集料混杂,这样导致集料比例不符合要求,因此在上料仓之间必须设置挡料板。原材料的颗粒组成发生变化时,应重新调试设备。
(4)测定各种材料含水率,计算当天的材料配比。根据最佳含水率计算应加水量,并根据天气情况作必要调整。灰剂量控制在不大于配合比设计时确定的剂量的0.5%。
(5)开始搅拌出料后,取样检查前几盘拌合料的灰剂量、含水率、级配等是否符合配合比设计的要求,根据检测结果及时调整设备参数,确保拌制的混合料符合要求。
(6)含水率控制是电石泥、粉煤灰二灰稳定砂砾、碎石施工控制的关键。含水量要略大于最佳值,使混合料运送到现场摊铺后碾压时的含水量不小于最佳值。根据当时风和气温情况,将混合料拌制时含水率控制在比最佳含水率高出1~2%,以确保混合料运送到现场后,摊铺碾压时含水率达到最佳值,并将混合料的含水率进行两地检测,拌和好的混合料的检测、施工现场碾压前的检测,并以现场检测结果为主;同时由于工区现场试验员将现场的检测结果随时向拌和站试验检测人员反映,损失多少补多少,这样混合料的含水率就能得到有效控制。电石泥、粉煤灰混合料含水率控制极为重要,需专人负责,根据天气、温度、风力等及时做出合理调整,并保证含水率有效控制。
(7)拌合时,严防材料下料口堵塞不流动或是流量不足,造成配合比不准现象。尤其由于电石泥含水率高,材料下泻过程中易堵塞料门,因此在生料仓顶焊制人行天桥,派人看守,一旦堵塞及时捣料,保证卸料畅通。
6、混合料运输
(1)根据拌和效率、摊铺能力、运距合理安排运输车辆,投入12辆15~20t运输车,以保证施工的连续性。并应尽快将拌成的混合料运送到现场,根据铺筑层厚度和要求达到的压实度,计算每车混合料的摊铺面积。每车装载数量应基本相等。运输工程中,须对混合料加以覆盖,以防水分损失。车厢应严密,无孔洞或缝隙,以防止混合料漏出。
(2)为防止混合料离析,从拌和站储料仓向运料车放料时应采用多次放料,运输车辆前后移动,先装料车的前部,再转后部,然后装中部。运输途中平衡行驶,以防因大的颠簸而造成混合料离析。
(3)在摊铺机前,配备一名熟练人员指挥自卸车卸料,以避免碰撞摊铺机。
(4)运输车辆有专人负责指挥和协调,现场专人指挥车辆倒料,避免混合料积压时间过长并确保摊铺能均匀不间断进行。
7、混合料摊铺
(1)准备工作面:施工前一天准备好工作面,并组织相关技术人员对下承层进行检查、验收;下承层表面应平整、坚实,具有相应路拱,认真清除下承层上的所有浮土、杂物及处理局部路段上的松散部分,并检测高程、宽度、横坡度、平整度以及压实度。各项技术指标必须满足相关技术规范要求。
(2)测量放样:在经检测合格的下承层上恢复中线,直线段每15m、曲线段每10m设一中桩,并在两侧路肩边缘外放出相应的指示桩,指示桩上应明显标出底基层边缘的设计高度。在每个指示桩位置上打一钢钎,钢钎上配有挂钢丝绳(控制线)的固定螺栓。固定螺栓的固定位置为边桩处的底基层高程加根据松铺系数算出松铺厚度,用水准仪测量固定螺栓的固定位置。最后挂钢丝绳,其两端固定稳固。钢丝绳必须拉紧,防止中间下垂,影响摊铺质量。
(3)钢模设置:对已放样好的路段,沿摊铺边缘,根据摊铺厚度和松铺系数,为了保证底基层边缘的压实度,摊铺前在内、外两侧分别设置合适的槽钢,其厚度为底基层设计厚度。槽钢设置必须固定稳固,保证在摊铺及碾压过程中不产生变形,影响压实度。
(4)混合料摊铺:由于路幅较宽,单幅为14.25m,为避免形成纵缝,采用RP951型双机联合摊铺混合料,并可减少边部离析现象。底基层设计厚度为20cm,一次摊铺成型,根据试验段确定其松铺厚度为26cm。
(5)摊铺机就位前应调整好熨平板的宽度,并根据基层厚度调整好高度。在摊铺机熨平板下预先垫上方木垫块,方木垫块的高度为基层压实高度乘以松铺系数。
(6)将电子调平装置安放在基准钢丝上,按设计横坡调好摊铺机横坡仪。混合料摊铺采用两台摊铺机联合梯队作业时,为确保基层厚度、高程、路拱横坡度满足设计要求,摊铺时前一台摊铺机(靠中分带侧)靠路中分带一侧采用基准钢丝引导控制高程,靠路中央一侧依靠摊铺机横坡仪控制摊铺层横坡;后一台摊铺机靠已铺层一侧采用走滑板感應的方式控制高程,靠路边一侧同样采用基准钢丝引导控制高程。
(7)混合料摊铺采用两台摊铺机梯队摊铺时,摊铺机梯队间距要均匀且保持在8~10m之间同步向前摊铺混合料,搭接宽度200mm左右,以保证两次摊铺接缝处的紧密,并一起进行碾压。两台摊铺机应保证其速度、摊铺厚度、松铺系数、路拱坡度、摊铺平整度、振动频率一致,相邻两摊铺机纵向接缝平整。
(8)摊铺机要缓慢、均匀、连续不断地摊铺、根据拌和设备的生产能力,应采用合理的施工速度,禁止停机待料。摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿,以提高平整度,减少混合料的离析。摊铺机的摊铺速度一般宜在1~1.5m/min左右。
(9)为消除摊铺过程中产生的离析,摊铺过程中控制螺旋布料器全部埋入混合料中,螺旋布料器应均匀低速搅拌,并设专人跟在摊铺机后面处理混合料离析现象,特别是粗集料窝要及时清除,采用细料进行修补,严重部位挖除后采用符合要求的混合料填补,挖除深度不小于150mm。
8、混合料碾压
(1)碾压的机械组合:碾压是电石泥施工控制的重要环节,为防止混合料水分挥发,保证结构层在合适的含水量下成型,压路机紧跟摊铺机及时进行碾压,当混合料整平到需要的断面和坡度后即可进行碾压,首先用CA30D型12吨振动压路机在全宽内进行一遍不振动预压后再进行一遍微振碾压,第三遍开始采用YZ18振动压路机强振碾压为2~4遍,直至使底基层表面无明显轮迹为止,再用CA30D型12吨振动压路机进行一遍微振,最后CA30D型12吨振动压路机静压收面完成。碾压时直线段由两侧路肩向中心碾压,曲线段由内侧路肩向外侧路肩进行碾压,碾压结束后,随机选取一处,记录桩号、位置,采用灌砂法检测其压实度。检测证明电石泥、粉煤灰二灰砂砾底基层施工采用振动压路机碾压时,第一遍不振动预压能使底基层表面平整度好,经预压后振动压实效果比未预压的效果好。
(2)碾压过程控制
1)碾压遵循“碾压先静后振、先轻后重、先慢后快、由低到高、轮迹重叠”的原则,每车道碾压重叠1/2轮宽,后轮必须超过前轮的接缝处,注意稳压要充分,振压不起浪、不推移。压实时,遵循静压 微振动碾压强振动碾压静压收面的程序,压至无轮迹为止。
2)碾压要及时,初压应紧跟摊铺机后面,但不超过后一台摊铺机位置,一次碾压长度一般为50~80m,全宽内碾压。压路机每次由两端折回的位置不允许在同一横断面上。碾压段落必须层次分明,设置明显的分界标志。
3)压路机开始碾压时,先沿接缝横向碾压,由前一天压实层上逐渐推向新铺层,碾压完毕再纵向正常碾压。压路机应按要求碾压,控制好压实遍数,杜绝漏压。
4)压路机碾压时的行驶速度要均匀,严禁突然加速或减速,压路机倒退换挡要轻且平顺,不拉动基层。前两遍碾压速度以1.5~1.7km/h为宜。以后用2.0~2.5km/h的速度。后轮压完路面全宽时,即为一遍。
5)压路机停车要错开,相隔间距不小于3m,应停在已碾压好的路段上。
6)严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上掉头和紧急制动。
7)碾压宜在实验确定的延迟时间内完成碾压,并达到要求的压实度,同时没有明显的轮迹。
8)碾压过程中,基层表面应始终保持湿润,如水分蒸发过快,应及时补洒少量的水,但严禁大量洒水碾压。
9)压路机压不到的地方应用小型平板式振动器施振密实。
(3)碾压完成后,用灌砂法检测压实度,并和碾压遍数进行校核。碾压遍数满足后再检测压实度,确保压实度满足要求。
9、接缝处理
(1)用摊铺机摊铺混合料时,不宜中断,如因故中断时间超过2h,应设置横向接缝,摊铺机应驶离混合料末端。
(2)人工将末端含水率合适的混合料摊铺整齐,紧靠混合料放两根方木,方木的高度应与混合料的压实厚度相同;整平紧靠方木的混合料。
(3)方木的另一侧用砂砾或碎石回填约3m长,其高度应高出方木几厘米,将混合料碾压密实。
(4)在重新开始摊铺混合料之前,将砂砾或碎石和方木除去,并将下承层顶面清扫干净。
(5)摊铺机返回到已压实层的末端,重新开始摊铺混合料。
10、养生及交通管制
(1)每一施工段碾压完成后且经压实度检测合格后立即开始养生。覆盖物尽量选择保水性好、能够回收利用的材料。
(2)养生期间底基层表面要保持湿润,不应时干时湿,养生期一般需要7d。
(3)摊铺中洒水方式采用喷雾式洒水养生,不得采用高压式喷管。
(4)养生期间采用防护栏封闭交通,并设专人看管,严禁其他车辆通行。
五、材料、设备和劳动力组织
(一)主要材料
1、电石泥:来源于乌海市君正能源化工有限责任公司排放的电石泥,有效钙镁含量为61.4%,达到三级以上石灰要求。电石泥含水率小于18%。
2、粉煤灰:粉煤灰中二氧化硅sio2、三氧化二铝AI2O3、三氧化三铁Fe2o3总含量应>70%,烧失量≤20%,0.3mm筛孔通过百分率≥90%,0.075mm筛孔通过百分率≥70%。含水率<35%。
3、集料:集料按粒径9.5~31.5㎜、4.75~9.5㎜、2.36~4.75㎜和0~2.36㎜四种规格备料。碎石的最大粒径为31.5㎜。碎石压碎值应不大于35%,碎石针片状含量应不大于18%,砂砾中小于0.6㎜的颗粒必须做液限和塑性指数试验,要求液限小于28%,塑性指数小于9。
4、水:凡饮用水皆可使用。
(二)主要施工设备及检测仪器表
1、主要施工设备(表5.2-1)
12 外观要求 表面平整密实,无坑洼、无明显离析,无浮石,弹簧现象;无明显压路机轮迹;施工接茬平整、稳定
(二)质量控制措施
1、建立健全工地试验、质量检查及工序间的交接验收等项目制度。
2、试验、检验应做到原始记录齐全,数据真实可靠。
安全措施
(一)认真贯彻“安全第一,预防为主”的安全工作方针,加强安全教育,加强安全管理,严格执行安全生产制度和操作规程,切实做好安全技术交底。
(二)混合料拌和站宜封闭,禁止闲杂人员进入拌和场,控制台更需严格管理,仅操作人员使用;拌和场要设置醒目显著的施工警告标志牌,并安排专人管理;上料通道禁止人员穿行。
(三)施工现场的临时用电严格按照有关规范规定执行,电工必须持证上岗,严格执行临时用电专项方案。
(四)拌和楼开机前要认真检查,保证设备性能良好,安全可靠;当日工作结束后,及时保养;交接班时,要相互仔细交接检查,填写交接记录。
(五)施工便道畅通,雨天无泥泞,尽量选择独立道路,避免和社会车辆公用道路;便道沿线应设立安全警示牌;道口设标志标牌正确、醒目,派专人管理,非工程车辆禁止通行。
(六)摊铺机、压路机、运输车在工作工程中,除机组工作人员外,其他人员不得靠近,并设专人负责指挥协调施工机械密切配合作业,以免碰擦。
(七)自卸汽车卸料时专人指挥,现场交通专人指挥。
(八)工地易燃物品要妥善存放,并做好防火标志。
(九)建立完善的施工安全保证体系,加强施工作业中的安全检查,确保作业标准化、规范化。
环保措施
(一)按照国际ISO14001环境管理体系要求建立现场环境保护管理机构,加强对工人的环境保护教育。
(二)拌和场地选择要考虑远离居民生活区。
(三)拌和场、施工便道、现场应制定洒水防尘措施,持续洒水,尽量减少扬尘。
(四)工程机械用油应严格管理,减少污染。
(五)机械使用前要进行检修保养,尽量减少机械噪音。
(六)电石泥、粉煤灰存放时宜覆盖,防止扬尘以及雨天时形成水污染。
(七)散装粉状材料使用粉状运输车,装卸尽量避免在大风天进行。
资源节约
(一)该工法主要优点是利用电石泥代替石灰用于公路建设,既减少因开采石灰石资源而造成的生态破坏,又可解决电石泥堆放导致的土地浪费及产生的环境污染问题,减少治理电石泥所需的环境投资,变废为宝,节约资源。
(二)电石泥是乙炔生产过程中的副产品,本工法可利用副产品,将大量堆积的“废料”进行加工使用,为生产商解决了“废料”问题,不仅节约了当地资源,还可降低工程成本。
(三)因采用电石泥替代石灰,减少了石灰石矿山资源的消耗,减少了对大气有温室效应的CO气体的排放,低碳减排。
效益分析
(一)由于采用电石泥代替石灰,目前市场上的石灰价格在250~280元/t,考虑电石泥的运输、装卸和人工管理等费用,在与石灰稳定材料强度等效的情况下,使用电石泥比使用石灰可降低成本210~216元/t。
(二)生产企业每年用于治理电石泥的环保投资费用较大,本项目的实施可为企业节约这部分费用,而且避免堆放地点发生倒塌以及发洪水时易形成泥石流等安全问题。
(三)電石泥替代石灰,不但可以减少石灰石资源的开采,减少环境污染,低碳减排,而且可以大大降低公路建设的费用,这方面带来的直接经济效益很大。
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关键词:电石泥;施工工法;工艺
公路路面底基层设计中,常掺入石灰用作稳定结构层中的基本材料,以提高结构层强度。电石泥与石灰的主要成份都是氢氧化钙,在实际工程中用电石泥取代石灰应用于灰土底基层中,检测结果发现强度无大的区别,能满足灰土底基层的各项指标要求。利用电石泥废渣修路,既可解决筑路材料的来源问题,又可解决工矿企业废物排放的问题,还可降低工程成本, 因石灰生产中减少了石灰石矿山资源的消耗,减少了对大气有温室效应的CO气体的排放,低碳减排,对环境保护有很大的现实意义。
内蒙古乌海市境内电石泥资源丰富,电石泥残渣排放量较大,作为一种工业废料,存储要占用大量的土地资源,并污染环境和水源。为推广电石泥替代石灰使用,辽宁金帝路桥建设有限公司与乌海市公路工程有限公司共同合作,通过对电石泥的化学性能、混合料的配比设计、现场施工组织管理方面进行分析,并在施工过程中不断探索、总结经验,取得了电石泥替代石灰稳定砂砾施工的成功经验,并及时总结完善形成本施工工法。
工法特点
(一)石灰的成本远高于电石泥,节约成本,经济效益显著。
(二)电石泥系利用电石制取乙炔时产生的副产品,在公路工程中使用电石泥一方面可消化工业废料,另一方面可间接地减少石灰的生产加工数量,对环保及其有利。
(三)解决了电石泥用于公路底基层难以控制质量等问题。
二、适用范围
本工法适用于公路二灰稳定砂砾、碎石底基层施工。
工艺原理
公路路面结构层中通过掺入石灰使砂石材料稳定并具有强度,发挥作用的主要是钙、镁成分,电石加工生产所用的原材料为优质生石灰,故电石泥中钙、镁成分含量较高,足以满足公路工程的技术要求。石灰的好坏,由石灰中的有效钙、镁含量活性成分决定的。通过对电石泥进行化学性质分析,得出电石泥中的有效钙镁含量如果达到55%以上,达到三级以上石灰有效钙镁含量的技术指标要求(三级石灰有效钙镁含量为55%,二级含量为65%,一级含量为70%),此外电石泥中钙、镁之外的其他成分,也会对稳定路面结构层材料、提高路面结构层强度产生一定影响,因而从理论上来讲,路面结构层中使用电石泥是可行的。然而这种电石泥混合料的物理性能对施工有一定的要求:它的“水硬性”要求在施工碾压时保持适度的水分和提供一定湿度的养护条件。它的“缓凝性”要求在施工不要过早开放交通,否则会产生变形。 本工法根据电石泥的特点,电石泥及混合料含水率控制是该工法的特点。
工艺流程及操作要点
(一)工艺流程
(二)操作要點
1、电石泥风干
取所需电石泥进行风干晾晒,风干后不得产生扬尘,也不可过湿成团,并采用烘干法测定其含水率。
2、电石泥含水率检测
电石泥原材料含水率检测。取平行样,先称取湿试样重量并记录,然后放入烘箱中,待烘干后,取出试样并冷却,称取干样重并记录,由此计算出电石泥的实际含水率。电石泥的含水率控制在18%以内
3、原材料试验
电石泥:施工前,取工地实际使用的电石泥检测其有效钙镁含量。
粉煤灰: 检测粉煤灰的化学成分、烧失量、细度。
集料:进行砂砾碎石的筛分、液限和塑性指数、碎石的压碎值试验。
4、混合料配合比设计
底基层施工前,选取合格的原材料进行配合比验证,配合比验证合格后,才能根据配合比进行底基层混合料拌制。电石泥、粉煤灰稳定级配砂砾、碎石(砂砾:碎石=7:3),设计配合比(重量比)为电石泥:粉煤灰:砂砾及碎石=5:15:80(砂砾56+碎石24),即电石泥在底基层中的掺加量为5%.混合料最佳含水率为9.8%。
5、混合料拌和
(1) 配置强制式、电脑计量、微机控制的WCB600型稳定土拌和机,生产能力600m³/h,其实际出料(额定生产量的80%)能力超过实际摊铺能力的10%~15%。
(2)正式拌制混合料之前必须调试所有拌和设备,使混合料的颗粒组成和含水率都达到规定要求,并通过现场取样采用EDTA滴定法进行灰剂量试验检测,灰剂量检测合格后,在底基层拌制现场取料,制作无侧限抗压强度试件。拌和设备在计流量的控制上应能满足施工精度要求,料仓下料过程采用电子称计量装置,以确保称料的准确性。
(3)为满足拌和产量的要求,一般每台拌和机上料配四台装载机。料仓从左到右,分别是粉煤灰、电石泥、碎石,料斗上部安置相应钢筋网盖,以避免超粒料材料进入仓内。其中电石泥料仓上筛孔孔径为37.5mm, 碎石筛孔孔径为31.5mm。在碎石上料时很容易造成不同的集料混杂,这样导致集料比例不符合要求,因此在上料仓之间必须设置挡料板。原材料的颗粒组成发生变化时,应重新调试设备。
(4)测定各种材料含水率,计算当天的材料配比。根据最佳含水率计算应加水量,并根据天气情况作必要调整。灰剂量控制在不大于配合比设计时确定的剂量的0.5%。
(5)开始搅拌出料后,取样检查前几盘拌合料的灰剂量、含水率、级配等是否符合配合比设计的要求,根据检测结果及时调整设备参数,确保拌制的混合料符合要求。
(6)含水率控制是电石泥、粉煤灰二灰稳定砂砾、碎石施工控制的关键。含水量要略大于最佳值,使混合料运送到现场摊铺后碾压时的含水量不小于最佳值。根据当时风和气温情况,将混合料拌制时含水率控制在比最佳含水率高出1~2%,以确保混合料运送到现场后,摊铺碾压时含水率达到最佳值,并将混合料的含水率进行两地检测,拌和好的混合料的检测、施工现场碾压前的检测,并以现场检测结果为主;同时由于工区现场试验员将现场的检测结果随时向拌和站试验检测人员反映,损失多少补多少,这样混合料的含水率就能得到有效控制。电石泥、粉煤灰混合料含水率控制极为重要,需专人负责,根据天气、温度、风力等及时做出合理调整,并保证含水率有效控制。
(7)拌合时,严防材料下料口堵塞不流动或是流量不足,造成配合比不准现象。尤其由于电石泥含水率高,材料下泻过程中易堵塞料门,因此在生料仓顶焊制人行天桥,派人看守,一旦堵塞及时捣料,保证卸料畅通。
6、混合料运输
(1)根据拌和效率、摊铺能力、运距合理安排运输车辆,投入12辆15~20t运输车,以保证施工的连续性。并应尽快将拌成的混合料运送到现场,根据铺筑层厚度和要求达到的压实度,计算每车混合料的摊铺面积。每车装载数量应基本相等。运输工程中,须对混合料加以覆盖,以防水分损失。车厢应严密,无孔洞或缝隙,以防止混合料漏出。
(2)为防止混合料离析,从拌和站储料仓向运料车放料时应采用多次放料,运输车辆前后移动,先装料车的前部,再转后部,然后装中部。运输途中平衡行驶,以防因大的颠簸而造成混合料离析。
(3)在摊铺机前,配备一名熟练人员指挥自卸车卸料,以避免碰撞摊铺机。
(4)运输车辆有专人负责指挥和协调,现场专人指挥车辆倒料,避免混合料积压时间过长并确保摊铺能均匀不间断进行。
7、混合料摊铺
(1)准备工作面:施工前一天准备好工作面,并组织相关技术人员对下承层进行检查、验收;下承层表面应平整、坚实,具有相应路拱,认真清除下承层上的所有浮土、杂物及处理局部路段上的松散部分,并检测高程、宽度、横坡度、平整度以及压实度。各项技术指标必须满足相关技术规范要求。
(2)测量放样:在经检测合格的下承层上恢复中线,直线段每15m、曲线段每10m设一中桩,并在两侧路肩边缘外放出相应的指示桩,指示桩上应明显标出底基层边缘的设计高度。在每个指示桩位置上打一钢钎,钢钎上配有挂钢丝绳(控制线)的固定螺栓。固定螺栓的固定位置为边桩处的底基层高程加根据松铺系数算出松铺厚度,用水准仪测量固定螺栓的固定位置。最后挂钢丝绳,其两端固定稳固。钢丝绳必须拉紧,防止中间下垂,影响摊铺质量。
(3)钢模设置:对已放样好的路段,沿摊铺边缘,根据摊铺厚度和松铺系数,为了保证底基层边缘的压实度,摊铺前在内、外两侧分别设置合适的槽钢,其厚度为底基层设计厚度。槽钢设置必须固定稳固,保证在摊铺及碾压过程中不产生变形,影响压实度。
(4)混合料摊铺:由于路幅较宽,单幅为14.25m,为避免形成纵缝,采用RP951型双机联合摊铺混合料,并可减少边部离析现象。底基层设计厚度为20cm,一次摊铺成型,根据试验段确定其松铺厚度为26cm。
(5)摊铺机就位前应调整好熨平板的宽度,并根据基层厚度调整好高度。在摊铺机熨平板下预先垫上方木垫块,方木垫块的高度为基层压实高度乘以松铺系数。
(6)将电子调平装置安放在基准钢丝上,按设计横坡调好摊铺机横坡仪。混合料摊铺采用两台摊铺机联合梯队作业时,为确保基层厚度、高程、路拱横坡度满足设计要求,摊铺时前一台摊铺机(靠中分带侧)靠路中分带一侧采用基准钢丝引导控制高程,靠路中央一侧依靠摊铺机横坡仪控制摊铺层横坡;后一台摊铺机靠已铺层一侧采用走滑板感應的方式控制高程,靠路边一侧同样采用基准钢丝引导控制高程。
(7)混合料摊铺采用两台摊铺机梯队摊铺时,摊铺机梯队间距要均匀且保持在8~10m之间同步向前摊铺混合料,搭接宽度200mm左右,以保证两次摊铺接缝处的紧密,并一起进行碾压。两台摊铺机应保证其速度、摊铺厚度、松铺系数、路拱坡度、摊铺平整度、振动频率一致,相邻两摊铺机纵向接缝平整。
(8)摊铺机要缓慢、均匀、连续不断地摊铺、根据拌和设备的生产能力,应采用合理的施工速度,禁止停机待料。摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿,以提高平整度,减少混合料的离析。摊铺机的摊铺速度一般宜在1~1.5m/min左右。
(9)为消除摊铺过程中产生的离析,摊铺过程中控制螺旋布料器全部埋入混合料中,螺旋布料器应均匀低速搅拌,并设专人跟在摊铺机后面处理混合料离析现象,特别是粗集料窝要及时清除,采用细料进行修补,严重部位挖除后采用符合要求的混合料填补,挖除深度不小于150mm。
8、混合料碾压
(1)碾压的机械组合:碾压是电石泥施工控制的重要环节,为防止混合料水分挥发,保证结构层在合适的含水量下成型,压路机紧跟摊铺机及时进行碾压,当混合料整平到需要的断面和坡度后即可进行碾压,首先用CA30D型12吨振动压路机在全宽内进行一遍不振动预压后再进行一遍微振碾压,第三遍开始采用YZ18振动压路机强振碾压为2~4遍,直至使底基层表面无明显轮迹为止,再用CA30D型12吨振动压路机进行一遍微振,最后CA30D型12吨振动压路机静压收面完成。碾压时直线段由两侧路肩向中心碾压,曲线段由内侧路肩向外侧路肩进行碾压,碾压结束后,随机选取一处,记录桩号、位置,采用灌砂法检测其压实度。检测证明电石泥、粉煤灰二灰砂砾底基层施工采用振动压路机碾压时,第一遍不振动预压能使底基层表面平整度好,经预压后振动压实效果比未预压的效果好。
(2)碾压过程控制
1)碾压遵循“碾压先静后振、先轻后重、先慢后快、由低到高、轮迹重叠”的原则,每车道碾压重叠1/2轮宽,后轮必须超过前轮的接缝处,注意稳压要充分,振压不起浪、不推移。压实时,遵循静压 微振动碾压强振动碾压静压收面的程序,压至无轮迹为止。
2)碾压要及时,初压应紧跟摊铺机后面,但不超过后一台摊铺机位置,一次碾压长度一般为50~80m,全宽内碾压。压路机每次由两端折回的位置不允许在同一横断面上。碾压段落必须层次分明,设置明显的分界标志。
3)压路机开始碾压时,先沿接缝横向碾压,由前一天压实层上逐渐推向新铺层,碾压完毕再纵向正常碾压。压路机应按要求碾压,控制好压实遍数,杜绝漏压。
4)压路机碾压时的行驶速度要均匀,严禁突然加速或减速,压路机倒退换挡要轻且平顺,不拉动基层。前两遍碾压速度以1.5~1.7km/h为宜。以后用2.0~2.5km/h的速度。后轮压完路面全宽时,即为一遍。
5)压路机停车要错开,相隔间距不小于3m,应停在已碾压好的路段上。
6)严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上掉头和紧急制动。
7)碾压宜在实验确定的延迟时间内完成碾压,并达到要求的压实度,同时没有明显的轮迹。
8)碾压过程中,基层表面应始终保持湿润,如水分蒸发过快,应及时补洒少量的水,但严禁大量洒水碾压。
9)压路机压不到的地方应用小型平板式振动器施振密实。
(3)碾压完成后,用灌砂法检测压实度,并和碾压遍数进行校核。碾压遍数满足后再检测压实度,确保压实度满足要求。
9、接缝处理
(1)用摊铺机摊铺混合料时,不宜中断,如因故中断时间超过2h,应设置横向接缝,摊铺机应驶离混合料末端。
(2)人工将末端含水率合适的混合料摊铺整齐,紧靠混合料放两根方木,方木的高度应与混合料的压实厚度相同;整平紧靠方木的混合料。
(3)方木的另一侧用砂砾或碎石回填约3m长,其高度应高出方木几厘米,将混合料碾压密实。
(4)在重新开始摊铺混合料之前,将砂砾或碎石和方木除去,并将下承层顶面清扫干净。
(5)摊铺机返回到已压实层的末端,重新开始摊铺混合料。
10、养生及交通管制
(1)每一施工段碾压完成后且经压实度检测合格后立即开始养生。覆盖物尽量选择保水性好、能够回收利用的材料。
(2)养生期间底基层表面要保持湿润,不应时干时湿,养生期一般需要7d。
(3)摊铺中洒水方式采用喷雾式洒水养生,不得采用高压式喷管。
(4)养生期间采用防护栏封闭交通,并设专人看管,严禁其他车辆通行。
五、材料、设备和劳动力组织
(一)主要材料
1、电石泥:来源于乌海市君正能源化工有限责任公司排放的电石泥,有效钙镁含量为61.4%,达到三级以上石灰要求。电石泥含水率小于18%。
2、粉煤灰:粉煤灰中二氧化硅sio2、三氧化二铝AI2O3、三氧化三铁Fe2o3总含量应>70%,烧失量≤20%,0.3mm筛孔通过百分率≥90%,0.075mm筛孔通过百分率≥70%。含水率<35%。
3、集料:集料按粒径9.5~31.5㎜、4.75~9.5㎜、2.36~4.75㎜和0~2.36㎜四种规格备料。碎石的最大粒径为31.5㎜。碎石压碎值应不大于35%,碎石针片状含量应不大于18%,砂砾中小于0.6㎜的颗粒必须做液限和塑性指数试验,要求液限小于28%,塑性指数小于9。
4、水:凡饮用水皆可使用。
(二)主要施工设备及检测仪器表
1、主要施工设备(表5.2-1)
12 外观要求 表面平整密实,无坑洼、无明显离析,无浮石,弹簧现象;无明显压路机轮迹;施工接茬平整、稳定
(二)质量控制措施
1、建立健全工地试验、质量检查及工序间的交接验收等项目制度。
2、试验、检验应做到原始记录齐全,数据真实可靠。
安全措施
(一)认真贯彻“安全第一,预防为主”的安全工作方针,加强安全教育,加强安全管理,严格执行安全生产制度和操作规程,切实做好安全技术交底。
(二)混合料拌和站宜封闭,禁止闲杂人员进入拌和场,控制台更需严格管理,仅操作人员使用;拌和场要设置醒目显著的施工警告标志牌,并安排专人管理;上料通道禁止人员穿行。
(三)施工现场的临时用电严格按照有关规范规定执行,电工必须持证上岗,严格执行临时用电专项方案。
(四)拌和楼开机前要认真检查,保证设备性能良好,安全可靠;当日工作结束后,及时保养;交接班时,要相互仔细交接检查,填写交接记录。
(五)施工便道畅通,雨天无泥泞,尽量选择独立道路,避免和社会车辆公用道路;便道沿线应设立安全警示牌;道口设标志标牌正确、醒目,派专人管理,非工程车辆禁止通行。
(六)摊铺机、压路机、运输车在工作工程中,除机组工作人员外,其他人员不得靠近,并设专人负责指挥协调施工机械密切配合作业,以免碰擦。
(七)自卸汽车卸料时专人指挥,现场交通专人指挥。
(八)工地易燃物品要妥善存放,并做好防火标志。
(九)建立完善的施工安全保证体系,加强施工作业中的安全检查,确保作业标准化、规范化。
环保措施
(一)按照国际ISO14001环境管理体系要求建立现场环境保护管理机构,加强对工人的环境保护教育。
(二)拌和场地选择要考虑远离居民生活区。
(三)拌和场、施工便道、现场应制定洒水防尘措施,持续洒水,尽量减少扬尘。
(四)工程机械用油应严格管理,减少污染。
(五)机械使用前要进行检修保养,尽量减少机械噪音。
(六)电石泥、粉煤灰存放时宜覆盖,防止扬尘以及雨天时形成水污染。
(七)散装粉状材料使用粉状运输车,装卸尽量避免在大风天进行。
资源节约
(一)该工法主要优点是利用电石泥代替石灰用于公路建设,既减少因开采石灰石资源而造成的生态破坏,又可解决电石泥堆放导致的土地浪费及产生的环境污染问题,减少治理电石泥所需的环境投资,变废为宝,节约资源。
(二)电石泥是乙炔生产过程中的副产品,本工法可利用副产品,将大量堆积的“废料”进行加工使用,为生产商解决了“废料”问题,不仅节约了当地资源,还可降低工程成本。
(三)因采用电石泥替代石灰,减少了石灰石矿山资源的消耗,减少了对大气有温室效应的CO气体的排放,低碳减排。
效益分析
(一)由于采用电石泥代替石灰,目前市场上的石灰价格在250~280元/t,考虑电石泥的运输、装卸和人工管理等费用,在与石灰稳定材料强度等效的情况下,使用电石泥比使用石灰可降低成本210~216元/t。
(二)生产企业每年用于治理电石泥的环保投资费用较大,本项目的实施可为企业节约这部分费用,而且避免堆放地点发生倒塌以及发洪水时易形成泥石流等安全问题。
(三)電石泥替代石灰,不但可以减少石灰石资源的开采,减少环境污染,低碳减排,而且可以大大降低公路建设的费用,这方面带来的直接经济效益很大。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。