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摘要:水泥稳定碎石是一种半刚性基层,因其强度高,稳定性好、抗冲刷能力强以及工程造价低等特点,被广泛应用于公路基层建设中。本文结合工程实例探讨了市政道路工程水泥稳定碎石施工技术。
关键词:市政道路水泥稳定碎石施工技术
中图分类号:TQ172 文献标识码: A 文章编号:
水泥稳定碎石基层是近几年广泛应用于公路底基层、基层施工的一种半刚性路面结构型式,作为沥青混凝土路面的下承层,因其具有良好的板体性、水稳性和抗冻性,力学强度可视需要而调整以及整体承载能力强等优点,得到设计部门和建设单位的青睐。
一、工程实例
某区的道路工程项目,全长25 km,车行道宽3 m×14 m,水泥稳定基层厚42 cm,石灰粉煤灰碎石基层44 cm,沥青混凝土厚12 cm,而水泥稳定碎石基层的比例达60%。对水泥稳定碎石基层的设计时严格按照市政道路工程的操作标准设计,且施工过程的安排也必须符合国家相关文件的规定。施工人员需要按照地理位置与施工材料情况,重点分析施工中的运输、摊铺、碾压施工技术相关问题。
二、水泥稳定碎石的施工技术
1、原材料
(1)水泥
1)水泥:水泥的选用关系到水泥稳定碎石基层质量,应选用初凝时间3h 以上和终凝时间较长(宜在6h 以上)的水泥。不应使用快硬水泥、早强水泥以及受潮变质的水泥。水泥是水泥稳定碎石基层的重要组成材料,水泥剂量的多少不仅对基层的强度,还对基层的干缩特性有影响。水泥剂量太少,水泥稳定碎石基层强度不满足结构承载力要求;太大,既不经济,反而会使基层裂缝增多,增宽,引起面层的反射裂缝。所以必须严格控制水泥用量,做到经济合理,确保水泥稳定碎石基层施工质量。水泥技术要求见表1。
表1 水泥技术指标
(2)骨料
工程水泥稳定碎石最大粒径控制在37.5mm 以内,并且颗粒组成应是一根顺滑的曲线。轧制碎石的材料可以是各种类型的岩石(软制岩石除外),碎石中针片状颗粒的总含量应不超过20%,碎石中不应有粘土块、腐质物等有害物质,石屑或细集料可以使用一般碎石场的细筛余料,或专门轧制的细碎石集料,也可以用天然砂砾或粗砂代替石屑。天然砂砾的颗粒尺寸应该合适,必要时应筛除其中的超尺寸颗粒。天然砂砾或粗砂应用较好的级配。
(3)水
凡人或牲畜饮用的天然洁净水均可使用。当水有相当量的杂质(泥、粘土、酸碱和其它的盐类、有机物等)时,对拌和物会产生不利影响,因此遇此种水时,要进行试验鉴定。
2、水泥稳定碎石施工配合比的确定
在原材料选定后,进行混合料的配合比设计,配合比设计主要是确定水泥用量和最佳含水量。(1)根据试验资料,水泥用量宜控制在315%~610%之间。如果水泥用量过少,水泥分布不均相对偏差较大, 强度难以满足要求; 反之水泥用量过多, 费用增加,混合料的收缩系数增大,出现裂缝的机率也就愈大。同时过多的水泥用量,其基层过高的强度和刚度与沥青面层的强度相差过大,对面层结构不利。所以要严格控制水泥用量。(2)含水量也是影响水泥稳定碎石质量的又一项重要控制指标。水分在压实过程中起润滑作用,压实时的含水量控制是否合适往往决定着压实效果。施工实践证明,含水量过低小于最佳含水量2%,基层表面松散, 碾压容易起皮, 混合料难以成型,压实度达不到设计要求;如果含水量大于最佳含水量2%,碾压有明显轮迹,混合料粘轮,有时还会出现局部弹簧,成型后会有明显的干缩裂缝。根据试验结果,最佳含水量应控制在5%~7%之间,考虑到混合料在运输、碾压过程中的水分散失,施工过程中对水的含量应控制在比最佳含水量大1%左右。
3、混合料的拌和
混合料, 应在中心拌和厂拌和, 可采用间歇式拌和设备, 所有拌和设备都应按比例( 重量比或体积比)加料、要准确配料。拌和厂设置在施工路段中间的路旁( 场地硬化处理后, 分隔贮存集料。) , 不宜离的太远, 避免运输导致混合料离析。拌和要均匀, 含水量要略大于最佳值, 使混合料运到现场摊铺碾压时的含水量不小于最佳值, 运距远时混合料的车箱应加覆盖, 以防水分损失过多。
4、水泥稳定碎石混合料的运输
运输车的性能直接关系到拌和和摊铺系统的运行质量与否,因此,在与拌合机配合时,为了避免落距太大造成离析,运料车必须方便地进入到拌合机卸料斗下面且要高度合适;送料时,必须能保证运料顺利使摊铺机连续摊铺,而且运输车宜采用料斗升降性能好、底盘高度和“后马槽”长度合适的20t 的自卸卡车。为了减少水分散发,运输过程中必須采用篷布覆盖。拌和的混合料运送时间应不宜超过45min,要及时运送到现场
5、水泥稳定碎石的摊铺
施工采用一台性能比较接近的摊铺机梯队作业, 摊铺机拼装宽度分别与设计宽度相适应, 靠中分带一侧摊铺机按钢丝基准控制一侧高程, 靠路肩一侧摊铺机以中间摊铺机摊的路面为基准, 另一侧高程采用钢丝绳控制, 即双纵向控制。摊铺机搭接宽度约20cm, 前后相距不超过6m。为确保摊铺机正常连续摊铺, 保持两台摊铺机前有4 - 6 辆待摊车辆, 摊铺时要匀速摊铺, 及时检查摊铺厚度; 摊铺中螺旋布料器应均衡地向两侧供料, 螺旋布料器的料置以略高于螺旋布料器2/3为度, 使熨平板挡板前混合料在全宽范围内保持一致, 避免摊铺层出现离析现象, 设专人检查铺筑厚度及平整度, 发现局部离析、拖痕及其他问题应及时处理; 中途不得随意变速或停机, 摊铺速度在0.8- 1.2m 范围内。摊铺机摊铺是必须启动夯锤进行振动, 提高初始密实度。
6、水泥稳定碎石的碾压
碾压是关系到基层内在质量的关键工序。而影响碾压工序的关键因素又是碾压组合和含水量。根据试铺段最终压实效果, 选出最佳碾压方式作为正常碾压施工工艺, 碾压时注意不得漏压、超压、随意掉头、打方向等。混合料压实按初压、复压、终压(包括成型)三阶段进行。压路机应从外侧向中心碾压,相邻碾压带应重叠1/3~1/2 轮宽,最后碾压路中心部分,压完全幅为一遍。碾压时应将驱动轮面向摊铺机,碾压路线及碾压方向不应突然改变而导致混合料产生推移。压路机起动,停止必须缓慢进行。压路机碾压长度以与摊铺机平衡为原则选定,并保持大体稳定,压路机每次应由两端折回的位置阶梯形的随摊铺机向前推进,使折回处不在同一横断面上。在摊铺机连续摊铺的过程中,压路机不得随意停顿。
7、接缝处理
水泥稳定混合料摊铺时, 连续作业不中断, 每天收工之后, 第二天开工的接头断面设置横缝, 每当通过桥涵, 特别是明涵、明通, 在其两边设置横缝, 基层的横缝与桥头搭板尾端吻合。特别注意桥头搭板前水泥稳定碎石的碾压。横缝与路面车道中心线垂直设置, 其设置方法: 施工结束处碾压方式与正常段相同, 压路机碾压至下承层上, 碾压结束待水泥稳定碎石具有一定强度后, 将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成与路中心线垂直向下的断面, 第二天再进行摊铺。因故中断时间超过2 h, 则设置横缝后, 再摊铺新的混合料。开始摊铺时, 应先量取已铺水泥稳定碎石路面的厚度, 乘以松铺系数, 求得新铺路段接头处的松铺厚度, 决定熨平板的高度。
总之,由于在水泥稳定碎石基层整个施工过程进行严格的质量控制管理, 设计水泥稳定碎石配合比合理, 机械组合得当,水泥稳定碎石从拌和、摊铺、碾压工艺符合要求, 从而保证了路面基层整体强度。
参考文献:
[1] 陈琪,陈炳建.公路水泥稳定碎石施工分析[J].中国高新技术企业,2009,(24).
[2] 钱进,王冠.水泥稳定碎石基层施工的质量控制要点[J].华东公路,2001(4):31-32.
关键词:市政道路水泥稳定碎石施工技术
中图分类号:TQ172 文献标识码: A 文章编号:
水泥稳定碎石基层是近几年广泛应用于公路底基层、基层施工的一种半刚性路面结构型式,作为沥青混凝土路面的下承层,因其具有良好的板体性、水稳性和抗冻性,力学强度可视需要而调整以及整体承载能力强等优点,得到设计部门和建设单位的青睐。
一、工程实例
某区的道路工程项目,全长25 km,车行道宽3 m×14 m,水泥稳定基层厚42 cm,石灰粉煤灰碎石基层44 cm,沥青混凝土厚12 cm,而水泥稳定碎石基层的比例达60%。对水泥稳定碎石基层的设计时严格按照市政道路工程的操作标准设计,且施工过程的安排也必须符合国家相关文件的规定。施工人员需要按照地理位置与施工材料情况,重点分析施工中的运输、摊铺、碾压施工技术相关问题。
二、水泥稳定碎石的施工技术
1、原材料
(1)水泥
1)水泥:水泥的选用关系到水泥稳定碎石基层质量,应选用初凝时间3h 以上和终凝时间较长(宜在6h 以上)的水泥。不应使用快硬水泥、早强水泥以及受潮变质的水泥。水泥是水泥稳定碎石基层的重要组成材料,水泥剂量的多少不仅对基层的强度,还对基层的干缩特性有影响。水泥剂量太少,水泥稳定碎石基层强度不满足结构承载力要求;太大,既不经济,反而会使基层裂缝增多,增宽,引起面层的反射裂缝。所以必须严格控制水泥用量,做到经济合理,确保水泥稳定碎石基层施工质量。水泥技术要求见表1。
表1 水泥技术指标
(2)骨料
工程水泥稳定碎石最大粒径控制在37.5mm 以内,并且颗粒组成应是一根顺滑的曲线。轧制碎石的材料可以是各种类型的岩石(软制岩石除外),碎石中针片状颗粒的总含量应不超过20%,碎石中不应有粘土块、腐质物等有害物质,石屑或细集料可以使用一般碎石场的细筛余料,或专门轧制的细碎石集料,也可以用天然砂砾或粗砂代替石屑。天然砂砾的颗粒尺寸应该合适,必要时应筛除其中的超尺寸颗粒。天然砂砾或粗砂应用较好的级配。
(3)水
凡人或牲畜饮用的天然洁净水均可使用。当水有相当量的杂质(泥、粘土、酸碱和其它的盐类、有机物等)时,对拌和物会产生不利影响,因此遇此种水时,要进行试验鉴定。
2、水泥稳定碎石施工配合比的确定
在原材料选定后,进行混合料的配合比设计,配合比设计主要是确定水泥用量和最佳含水量。(1)根据试验资料,水泥用量宜控制在315%~610%之间。如果水泥用量过少,水泥分布不均相对偏差较大, 强度难以满足要求; 反之水泥用量过多, 费用增加,混合料的收缩系数增大,出现裂缝的机率也就愈大。同时过多的水泥用量,其基层过高的强度和刚度与沥青面层的强度相差过大,对面层结构不利。所以要严格控制水泥用量。(2)含水量也是影响水泥稳定碎石质量的又一项重要控制指标。水分在压实过程中起润滑作用,压实时的含水量控制是否合适往往决定着压实效果。施工实践证明,含水量过低小于最佳含水量2%,基层表面松散, 碾压容易起皮, 混合料难以成型,压实度达不到设计要求;如果含水量大于最佳含水量2%,碾压有明显轮迹,混合料粘轮,有时还会出现局部弹簧,成型后会有明显的干缩裂缝。根据试验结果,最佳含水量应控制在5%~7%之间,考虑到混合料在运输、碾压过程中的水分散失,施工过程中对水的含量应控制在比最佳含水量大1%左右。
3、混合料的拌和
混合料, 应在中心拌和厂拌和, 可采用间歇式拌和设备, 所有拌和设备都应按比例( 重量比或体积比)加料、要准确配料。拌和厂设置在施工路段中间的路旁( 场地硬化处理后, 分隔贮存集料。) , 不宜离的太远, 避免运输导致混合料离析。拌和要均匀, 含水量要略大于最佳值, 使混合料运到现场摊铺碾压时的含水量不小于最佳值, 运距远时混合料的车箱应加覆盖, 以防水分损失过多。
4、水泥稳定碎石混合料的运输
运输车的性能直接关系到拌和和摊铺系统的运行质量与否,因此,在与拌合机配合时,为了避免落距太大造成离析,运料车必须方便地进入到拌合机卸料斗下面且要高度合适;送料时,必须能保证运料顺利使摊铺机连续摊铺,而且运输车宜采用料斗升降性能好、底盘高度和“后马槽”长度合适的20t 的自卸卡车。为了减少水分散发,运输过程中必須采用篷布覆盖。拌和的混合料运送时间应不宜超过45min,要及时运送到现场
5、水泥稳定碎石的摊铺
施工采用一台性能比较接近的摊铺机梯队作业, 摊铺机拼装宽度分别与设计宽度相适应, 靠中分带一侧摊铺机按钢丝基准控制一侧高程, 靠路肩一侧摊铺机以中间摊铺机摊的路面为基准, 另一侧高程采用钢丝绳控制, 即双纵向控制。摊铺机搭接宽度约20cm, 前后相距不超过6m。为确保摊铺机正常连续摊铺, 保持两台摊铺机前有4 - 6 辆待摊车辆, 摊铺时要匀速摊铺, 及时检查摊铺厚度; 摊铺中螺旋布料器应均衡地向两侧供料, 螺旋布料器的料置以略高于螺旋布料器2/3为度, 使熨平板挡板前混合料在全宽范围内保持一致, 避免摊铺层出现离析现象, 设专人检查铺筑厚度及平整度, 发现局部离析、拖痕及其他问题应及时处理; 中途不得随意变速或停机, 摊铺速度在0.8- 1.2m 范围内。摊铺机摊铺是必须启动夯锤进行振动, 提高初始密实度。
6、水泥稳定碎石的碾压
碾压是关系到基层内在质量的关键工序。而影响碾压工序的关键因素又是碾压组合和含水量。根据试铺段最终压实效果, 选出最佳碾压方式作为正常碾压施工工艺, 碾压时注意不得漏压、超压、随意掉头、打方向等。混合料压实按初压、复压、终压(包括成型)三阶段进行。压路机应从外侧向中心碾压,相邻碾压带应重叠1/3~1/2 轮宽,最后碾压路中心部分,压完全幅为一遍。碾压时应将驱动轮面向摊铺机,碾压路线及碾压方向不应突然改变而导致混合料产生推移。压路机起动,停止必须缓慢进行。压路机碾压长度以与摊铺机平衡为原则选定,并保持大体稳定,压路机每次应由两端折回的位置阶梯形的随摊铺机向前推进,使折回处不在同一横断面上。在摊铺机连续摊铺的过程中,压路机不得随意停顿。
7、接缝处理
水泥稳定混合料摊铺时, 连续作业不中断, 每天收工之后, 第二天开工的接头断面设置横缝, 每当通过桥涵, 特别是明涵、明通, 在其两边设置横缝, 基层的横缝与桥头搭板尾端吻合。特别注意桥头搭板前水泥稳定碎石的碾压。横缝与路面车道中心线垂直设置, 其设置方法: 施工结束处碾压方式与正常段相同, 压路机碾压至下承层上, 碾压结束待水泥稳定碎石具有一定强度后, 将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成与路中心线垂直向下的断面, 第二天再进行摊铺。因故中断时间超过2 h, 则设置横缝后, 再摊铺新的混合料。开始摊铺时, 应先量取已铺水泥稳定碎石路面的厚度, 乘以松铺系数, 求得新铺路段接头处的松铺厚度, 决定熨平板的高度。
总之,由于在水泥稳定碎石基层整个施工过程进行严格的质量控制管理, 设计水泥稳定碎石配合比合理, 机械组合得当,水泥稳定碎石从拌和、摊铺、碾压工艺符合要求, 从而保证了路面基层整体强度。
参考文献:
[1] 陈琪,陈炳建.公路水泥稳定碎石施工分析[J].中国高新技术企业,2009,(24).
[2] 钱进,王冠.水泥稳定碎石基层施工的质量控制要点[J].华东公路,2001(4):31-32.