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中图分类号:TQ172 文献标识码:TQ 文章编号:1009-914X(2012)10- 0163–01
水泥稳定矿渣基层是水泥和矿渣按照一定的比例混合,在最佳含水量时压实成型,具有一定的抗压强度和稳定性的半刚性路面结构。该种结构在2011年大盘线、沈营线大修工程中进行初步实践,以后逐渐推广应用。结合工程实际,本文对水泥稳定矿渣基层路拌法施工的施工工艺和质量控制要点做以阐述。
一、路拌法施工技术指数
(一)材料
1、材料种类及来源
水泥采用矿渣硅酸盐32.5级,初凝时间为270分钟,终凝时间为315分钟。矿渣为鞍钢炼铁厂工业废渣——铁渣,自然消解期在2年以上,保证颗粒级配和最大粒径满足设计和施工要求,同时杂质含量不能大于规定值。
2、材料性能
根据实验室试验报告, 不同水泥剂量的混合料7天无侧限抗压强度不同,具体数据详见下表:
该工程中设计水泥剂量为5%,施工时采用5.5%,材料回彈模量E=900Mpa,土工击实试验最大干密度为2.31g/cm3,最佳含水量为8.3%。
(二)摊铺松铺系数的确定
在实验路施工过程中,采用密度检测法计算并确定水稳矿渣摊铺的松铺系数为1.15,具体数据详见下表。
(三)施工机械设备和试验检测设备的配置
根据实验路施工经验,我们确定了路拌法施工的施工机械设备和试验检测设备的最佳配置,具体情况详见下表。
(四)施工流水作业段长度为 100 米/工作日
根据施工机械设备配置和实验路施工经验,确定路面宽度为15米时的施工流水作业段长度为 100 米/工作日。
二、路拌法施工工艺
(一)准备下承层:下承层表面应平整、坚实,具有规定的路拱,没有任何松散的材料和软弱地点,高程、平整度、压实度和弯沉值满足规范和设计要求。
(二)施工放样:恢复中线,在路两侧设立高程标桩,标桩间距在直线路段为10m,平曲线路段为5m,平曲线要素控制点要增设标桩,保证线形平顺美观。
(三)备料:根据施工流水作业段长度、宽度、压实厚度和集料的最大干密度、天然含水量,确定并储备施工路段的集料数量和水泥用量。
(四)混合料的拌和(干拌):采用2台3m3轮胎式装载机进行现场拌和,随时检查拌和的均匀性,直到满足规范和施工要求。一般干拌的遍数为4至6遍。
(五)加水并湿拌:首先检测混合料的含水量,是否达到最佳含水量,否则采用喷管式洒水车补充洒水。边洒水边拌和,使水分在混合料中分布均匀。一般湿拌的遍数同干拌,均为4至6遍。
(六)运输和摊铺混合料:水稳矿渣混合料湿拌完成后,使用自卸汽车配合装载机倒运到路槽内,然后用平地机整平。初平过程中使用压路机轻压稳料。对于局部低洼处,用齿耙将其表面5cm以上耙松,并用新拌的混合料进行找平。
(七)碾压:整形后,检测混合料的含水量,等于或略大于最佳含水量时用振动压路机在结构层全宽内进行碾压。碾压方法是先轻后重、先慢后快,碾压时应重叠1/2轮宽,直线和不设超高的平曲线段,由两侧路肩向路中心碾压;设超高的平曲线段,由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。压路机的碾压速度,头两遍采用1.3-1.7km/h,以后采用2.0-2.5km/h。严禁压路机在碾压过程中或已完成的路段调头或急刹车,严禁压路机原地起振或在已成型结构层上起振。水泥稳定矿渣基层的整形和碾压,必须在水泥终凝时间内完成,通常为3至4小时。碾压遍数为6~8遍,达到设计要求压实度,同时没有明显的轮迹。在碾压结束前,再终平一次,使其纵向顺适,路拱和超高符合设计要求。
(八)接缝和调头处的处理:
1、同日施工的两工作段的衔接处,采用搭接。前一段拌和整形后,留5~8m不进行碾压,后一段施工时,前段留下的未压部分再掺加部分水泥重新拌和,并与后一段一起碾压。
2、每天最后一段末端缝(即工作缝)的处理。在已碾压完成的水泥稳定矿渣末端,沿混合料挖一条横贯铺筑层全宽的宽约30cm的槽,直挖到下承层顶面。此槽应与路的中心线垂直,靠稳定矿渣的一面应切成垂直面,并放两根与压实厚度等厚,长为全宽一半的方木紧贴其垂直面,并用挖出的矿渣混合料回填槽内其余部分。第二天邻接作业段拌和后,除去方木,用混合料回填,靠近方木未能拌和的一小段,用人工进行补充拌和,同时掺加部分水泥以保证接缝处的强度。整平时,接缝处的水泥稳定矿渣较已完成断面高出约5cm,以利形成一个平顺的接缝。拌和机械或其他机械必须到已压成的水泥稳定矿渣层上调头,预先在调头的8-10m长的稳定矿渣层上,先覆盖一张厚塑料布或油毡纸,然后铺上约10cm厚的土、砂或矿渣。
(九)养生:水稳矿渣碾压结束后检测压实度,达到设计要求后立即开始养生,不应延误。最佳养生方法为充分洒水后覆盖塑料膜,养生期为7天。其次,可采用洒水养生,养生期内必须保持基层表面潮湿。
三、路拌法施工质量控制要点
(一)施工放样和高程控制。
1、施工放样是施工的第一道工序,也是施工技术指标的控制重点。施工放样必须准确无误,放样标记清楚明了。
2、高程控制包括对底基层和基层两个断面的高程。通过纵断高程、平整度和横坡的良好控制,能够保证基层的压实厚度、强度和刚度,提高基层的承载能力和使用寿命。
(二)水泥剂量的控制。
水泥稳定基层的高强度是通过水泥的水解、胶结和硬化作用实现的。因此,必须保证水泥剂量符合设计和施工要求。采用路拌法施工时,水泥剂量应比设计剂量增加1%,并经过实验路检验确定。控制水泥剂量的重要措施是精细备料,同时严格控制水泥摆放的纵、横向间距。
(三)混合料的拌和。混合料拌和必须均匀,色泽一致,没有灰条、灰团、花面和粗细颗粒“窝”等现象,且水分合适、均匀。拌和遍数至少为6~8遍。在作业时限范围内可适当增加拌和遍数,提高混合料拌和质量。
(四)碾压。碾压是保证水泥稳定矿渣基层强度的一道重要工序。碾压机械必须配置齐全,碾压方法必须正确,碾压遍数必须保证,压实度必须达到设计和规范要求。
(五)养生。养生是保证水泥稳定矿渣基层强度的至关重要的环节,必须保障养生条件。碾压结束后立即开始养生,不应延误。尽量减少车辆扰动,特别是大型和重型货运车辆。
水泥稳定矿渣基层是水泥和矿渣按照一定的比例混合,在最佳含水量时压实成型,具有一定的抗压强度和稳定性的半刚性路面结构。该种结构在2011年大盘线、沈营线大修工程中进行初步实践,以后逐渐推广应用。结合工程实际,本文对水泥稳定矿渣基层路拌法施工的施工工艺和质量控制要点做以阐述。
一、路拌法施工技术指数
(一)材料
1、材料种类及来源
水泥采用矿渣硅酸盐32.5级,初凝时间为270分钟,终凝时间为315分钟。矿渣为鞍钢炼铁厂工业废渣——铁渣,自然消解期在2年以上,保证颗粒级配和最大粒径满足设计和施工要求,同时杂质含量不能大于规定值。
2、材料性能
根据实验室试验报告, 不同水泥剂量的混合料7天无侧限抗压强度不同,具体数据详见下表:
该工程中设计水泥剂量为5%,施工时采用5.5%,材料回彈模量E=900Mpa,土工击实试验最大干密度为2.31g/cm3,最佳含水量为8.3%。
(二)摊铺松铺系数的确定
在实验路施工过程中,采用密度检测法计算并确定水稳矿渣摊铺的松铺系数为1.15,具体数据详见下表。
(三)施工机械设备和试验检测设备的配置
根据实验路施工经验,我们确定了路拌法施工的施工机械设备和试验检测设备的最佳配置,具体情况详见下表。
(四)施工流水作业段长度为 100 米/工作日
根据施工机械设备配置和实验路施工经验,确定路面宽度为15米时的施工流水作业段长度为 100 米/工作日。
二、路拌法施工工艺
(一)准备下承层:下承层表面应平整、坚实,具有规定的路拱,没有任何松散的材料和软弱地点,高程、平整度、压实度和弯沉值满足规范和设计要求。
(二)施工放样:恢复中线,在路两侧设立高程标桩,标桩间距在直线路段为10m,平曲线路段为5m,平曲线要素控制点要增设标桩,保证线形平顺美观。
(三)备料:根据施工流水作业段长度、宽度、压实厚度和集料的最大干密度、天然含水量,确定并储备施工路段的集料数量和水泥用量。
(四)混合料的拌和(干拌):采用2台3m3轮胎式装载机进行现场拌和,随时检查拌和的均匀性,直到满足规范和施工要求。一般干拌的遍数为4至6遍。
(五)加水并湿拌:首先检测混合料的含水量,是否达到最佳含水量,否则采用喷管式洒水车补充洒水。边洒水边拌和,使水分在混合料中分布均匀。一般湿拌的遍数同干拌,均为4至6遍。
(六)运输和摊铺混合料:水稳矿渣混合料湿拌完成后,使用自卸汽车配合装载机倒运到路槽内,然后用平地机整平。初平过程中使用压路机轻压稳料。对于局部低洼处,用齿耙将其表面5cm以上耙松,并用新拌的混合料进行找平。
(七)碾压:整形后,检测混合料的含水量,等于或略大于最佳含水量时用振动压路机在结构层全宽内进行碾压。碾压方法是先轻后重、先慢后快,碾压时应重叠1/2轮宽,直线和不设超高的平曲线段,由两侧路肩向路中心碾压;设超高的平曲线段,由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。压路机的碾压速度,头两遍采用1.3-1.7km/h,以后采用2.0-2.5km/h。严禁压路机在碾压过程中或已完成的路段调头或急刹车,严禁压路机原地起振或在已成型结构层上起振。水泥稳定矿渣基层的整形和碾压,必须在水泥终凝时间内完成,通常为3至4小时。碾压遍数为6~8遍,达到设计要求压实度,同时没有明显的轮迹。在碾压结束前,再终平一次,使其纵向顺适,路拱和超高符合设计要求。
(八)接缝和调头处的处理:
1、同日施工的两工作段的衔接处,采用搭接。前一段拌和整形后,留5~8m不进行碾压,后一段施工时,前段留下的未压部分再掺加部分水泥重新拌和,并与后一段一起碾压。
2、每天最后一段末端缝(即工作缝)的处理。在已碾压完成的水泥稳定矿渣末端,沿混合料挖一条横贯铺筑层全宽的宽约30cm的槽,直挖到下承层顶面。此槽应与路的中心线垂直,靠稳定矿渣的一面应切成垂直面,并放两根与压实厚度等厚,长为全宽一半的方木紧贴其垂直面,并用挖出的矿渣混合料回填槽内其余部分。第二天邻接作业段拌和后,除去方木,用混合料回填,靠近方木未能拌和的一小段,用人工进行补充拌和,同时掺加部分水泥以保证接缝处的强度。整平时,接缝处的水泥稳定矿渣较已完成断面高出约5cm,以利形成一个平顺的接缝。拌和机械或其他机械必须到已压成的水泥稳定矿渣层上调头,预先在调头的8-10m长的稳定矿渣层上,先覆盖一张厚塑料布或油毡纸,然后铺上约10cm厚的土、砂或矿渣。
(九)养生:水稳矿渣碾压结束后检测压实度,达到设计要求后立即开始养生,不应延误。最佳养生方法为充分洒水后覆盖塑料膜,养生期为7天。其次,可采用洒水养生,养生期内必须保持基层表面潮湿。
三、路拌法施工质量控制要点
(一)施工放样和高程控制。
1、施工放样是施工的第一道工序,也是施工技术指标的控制重点。施工放样必须准确无误,放样标记清楚明了。
2、高程控制包括对底基层和基层两个断面的高程。通过纵断高程、平整度和横坡的良好控制,能够保证基层的压实厚度、强度和刚度,提高基层的承载能力和使用寿命。
(二)水泥剂量的控制。
水泥稳定基层的高强度是通过水泥的水解、胶结和硬化作用实现的。因此,必须保证水泥剂量符合设计和施工要求。采用路拌法施工时,水泥剂量应比设计剂量增加1%,并经过实验路检验确定。控制水泥剂量的重要措施是精细备料,同时严格控制水泥摆放的纵、横向间距。
(三)混合料的拌和。混合料拌和必须均匀,色泽一致,没有灰条、灰团、花面和粗细颗粒“窝”等现象,且水分合适、均匀。拌和遍数至少为6~8遍。在作业时限范围内可适当增加拌和遍数,提高混合料拌和质量。
(四)碾压。碾压是保证水泥稳定矿渣基层强度的一道重要工序。碾压机械必须配置齐全,碾压方法必须正确,碾压遍数必须保证,压实度必须达到设计和规范要求。
(五)养生。养生是保证水泥稳定矿渣基层强度的至关重要的环节,必须保障养生条件。碾压结束后立即开始养生,不应延误。尽量减少车辆扰动,特别是大型和重型货运车辆。