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摘 要:结合施工、监理实践,从水稳混合料、摊铺、碾压、施工接缝、养生与交通管制5个方面,介绍了水泥稳定类基层施工及监理质量控制中应该注意的几个问题,以提高水稳基层的压实度和平整度,确保基层的施工质量。
关键词:基层施工;质量控制;平整度;压实度
中图分类号:U415文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)02-0017-02
在粉碎的或原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中,掺入适当水泥和水,按照技术要求,经拌和、摊铺,在最佳含水量时压实及养护成型,其抗压强度符合规定要求,以此修建的路面基层称水泥稳定类基层。基层是面层的下卧层,它主要承受由面层传递的行车荷载垂直力,并将它扩散和分布到垫层和土基上。基层是路面结构中的主要承重层,因此,它应具有足够的强度和刚度,并具有良好的扩散应力的能力,足够的水稳定性和较好的平整度。
108国道石岭关-新城段路面大修工程,路面结构层基层采用20 cm厚水稳碎石基层。下面就该项目基层施工中的实践,谈谈水稳类基层施工中的质量控制。
1 水稳混合料的控制
1.1 原材料的控制
(1)集料。集料用做基层时,单个颗粒的最大粒径不应超过31.5 cm。粒径过大,石料易离析,也不利于机械摊铺、拌和及整平。集料压碎值不大于35%。集料的均匀系数不大于10(即通过量为60%的筛孔尺寸与通过量为10%的筛孔尺寸的比值)。集料中0.6 mm以下颗粒塑性指数应不大于12%,有机物含量超过2%,硫酸盐含量超过0.25%的集料不宜使用。
(2)水泥。普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可用于水稳碎石基层,但应选用初凝时间3 h以上和终凝时间较长(宜在6 h以上的)水泥。不宜用快硬水泥、早强水泥,禁用已受潮变质的水泥。宜采用标号较低(如325号)的水泥。
1.2 水泥混合料
水泥稳定碎石混合料基层采用悬浮密实型配合比设计,根据7天抗压强度试验确定,水泥稳定碎石基层7天无侧限抗压强度达到3 MPa~4 MPa的要求。基层水泥稳定碎石的配合比(质量比)为,水泥:碎石=6∶94。按重型击实标准,基层水泥稳定类材料的压实度大于或等于98%。
该项目水泥混合料采用WB500型稳定土拌和设备进行集中拌制混和料。正式拌和以前必须先调试设备,使混合料的颗粒组成和含水量都达到规范规定的要求,当原材料的颗粒组成发生变化时,应重新调整生产配合比。配料应准确,拌和应均匀;含水量宜略大于最佳值,使混合料运到现场摊铺后碾压时的含水量不小于最佳值;不同粒级的碎石以及细集料(石屑)应隔离。集料的最大粒径和集配应符合规范要求。
在铺筑路面基层前,首先对结构层进行强度试验,对不能满足其强度要求的不能铺筑。施工中要按规范抽检频率抽取无侧限抗压强度试件。
试件在规定温度下保湿养生6天,浸水1天后,进行无侧限抗压强度试验,并计算试验结果的平均值和偏差系数(Cv)。
平均抗压强度R应满足下式要求
R≥Rd /(1-1.645Cv)Cv小数计
工地实际采用的水泥剂量应为室内试验确定的剂量的0.5%～1.0%。
2 摊铺的控制
2.1 摊铺前标高及找平方式
该项目摊铺水稳碎石基层选用RP751摊铺机梯队作业,摊铺前测量放样是保证施工质量的关键。放样时,首先是在已铺筑的下承层上恢复中线直线段每10 m设一桩,曲线段加密到5 m设一桩,并在两侧边缘外0.3 m～0.5 m设指示桩;然后进行水平测量,在两侧指示桩上方根据设计高程及试验段确定的松铺厚度设置摊铺机水平传感导线。导线采用直径2 mm～3 mm的不锈钢丝,用紧张器拉紧,紧张力不小于800 N,架设长度不大于200 m,并根据摊铺机特性设置方向导线,并在每次摊铺前是摊铺过程中对导线进行复核测量,确保施工的准确性。基准线应尽量靠近熨平板,以减少厚度增量值,为保证连续作业,每侧钢丝绳至少应具备有3根200 m～250 m的钢丝,在未走完本段钢丝之前,下段钢丝已架设完成。
2.2 摊铺机摊铺速度
摊铺机的作业速度对摊铺机的作业效率和摊铺质量影响极大。正确选择作业速度是加快施工进度,提高摊铺质量的重要手段。如果摊铺机时快时慢,时开时停将导致熨平板受力系统平衡变化频繁,会对铺层平整度和密实度产生很大影响。过慢使铺层疏松,供料困难,停机会使铺层表面形成台阶状,影响平整度。
选择摊铺速度的原则是保证摊铺机的连续作业。合理的摊铺速度可根据混合料供给能力,摊铺宽度和厚度按下式求得:
式中:Q:混合料供给能力,t/h;
h:压实后的摊铺厚度,cm;
b:摊铺宽度,m;
r:水稳混合料的压实密度,t/m3。
2.3 运料车辆注意事项
(1)水稳碎石混合料宜采用较大吨位的运料车运输,但不得超载或急刹车、急弯掉头使底基层造成损伤。运料车的运力应稍有富余,施工过程中,摊铺机前宜待候的运料车多于5辆后,开始摊铺。
(2)运料车每次使用前后必须清扫干净。从拌和机向运料车上装料时,应多次挪动汽车位置,平衡装料,以减少混合料离析。运料车运输混合料宜用苫布覆盖保水分、防雨、防污染。
(3)运料车进入摊铺现场时,轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的脏物,否则宜设水池洗净轮胎后进入工程现场。
(4)摊铺过程中运料车应在摊铺机前100 mm~300 mm处停住,空档等候,由摊铺机推动前进开始缓卸料,避免撞击摊铺机。
3 碾压阶段的控制
压实是水稳碎石基层施工的最后一道工序,若采用了优质的筑路材料,精良的拌和与摊铺设备,良好的施工技术,可摊铺出较理想的混合料层,而良好的路面质量则需要通过碾压来体现。如果碾压中出现任何质量缺陷,必将前功尽弃。因此,必须重视压实工作。碾压机械的造型与组合包括2台20 t以上振动压路机,1台18 t~21 t静力光轮压路机。
(1)摊铺混合料整型后,当混合料的含水量等于或略大于最佳含水量时,立即用停振的振动压路机在全宽范围内先静压1遍~2遍,然后打开振动器均匀压实到规定的压实度。碾压时振动轮必须重叠。通常除路面两侧应多压2遍~3遍以外,其余各部分碾压到的次数尽量相同。
(2)严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上“调头”或急刹车。
(3)碾压过程中,水泥稳定碎石的表面应始终保持潮湿,如表层蒸发过快,应尽快洒少量的水。
(4)碾压过程中,如有“弹簧”、松散、起皮等现象,应及时翻开重新拌和(如加少量的水泥)或其他方法处理,使其达到质量要求。
(5)在碾压过程结束之前,用平地机配合人工再终平1次,使其纵向顺适,路拱和标高符合规定要求。终平时应仔细用路拱板校正。必须将高出部分刮除,并扫出路外。
4 施工横向接缝质量控制
(1)当天两段工作段的衔接处,应搭接拌和,即先施工的前一段尾部留5~8不进行碾压,待第二段施工时,对前段留下未压部分要加部分水泥重新拌和,并与第二段一起碾压。
(2)应十分注意每天最后一段末端缝(即工作缝)的处理,工作缝应成直线,而且上下垂直。经过摊铺整型的水泥稳定碎石当天应全部压实,不留尾巴。第二天铺筑时为了使已压成型的稳定边缘不致遭受破坏,应用方木(厚度与其压实度相同)保护,碾压前将方木提出,用混合料回填并整平。
5 养生及交通管制
(1)每一段碾压完成后应立即养生,不得延误。
(2)在整个养生期间都应使水泥稳定碎石层保持潮湿状态,养生结束后,必须将覆盖物清除干净。
(3)在养生期间未采用覆盖措施的稳定碎石层上,除洒水以外,应封闭交通。在采用覆盖措施的水泥稳定碎石层上不能封闭交通时,应限制重车运行,其他车辆车速不得超过30 km/h。
(4)水泥稳定碎石基层上立即铺筑沥青面层时,不需太长的养生期。但应始终保持表面湿润,至少洒水养生3天。
总之,在水稳碎石基层施工中,要坚持事先控制,过程控制,以数据科学指导生产,坚持质量第一的指导思想,严格按程序进行施工,把质量通病消除在萌芽状态,才能确保水稳碎石的强度、压实度、平整度,保证水稳碎石基层路面的施工质量。
作者简介:白跃廷,男,1964年出生,2009年毕业于北京交通大学公路与桥梁工程管理专业,监理工程师。
Quality Control in the Steady Kind of Basic Unit of Cement Constructs
Bai Yueting
Abstract: The article combines and constructs,manages practice,5 with the traffic control from the steady mixture of water,pave,roll,construct the seam,keep in good health a respect,have introduced the steady kind of basic unit of cement and constructed and managed the question which should be paid attention to in quality control,in order to improve the steady basic unit of water solidity of keeping as roughness,construction quality not to guarantee basic unit.
Key words: the basic unit constructs;quality control;roughness;press the solidity
关键词:基层施工;质量控制;平整度;压实度
中图分类号:U415文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)02-0017-02
在粉碎的或原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中,掺入适当水泥和水,按照技术要求,经拌和、摊铺,在最佳含水量时压实及养护成型,其抗压强度符合规定要求,以此修建的路面基层称水泥稳定类基层。基层是面层的下卧层,它主要承受由面层传递的行车荷载垂直力,并将它扩散和分布到垫层和土基上。基层是路面结构中的主要承重层,因此,它应具有足够的强度和刚度,并具有良好的扩散应力的能力,足够的水稳定性和较好的平整度。
108国道石岭关-新城段路面大修工程,路面结构层基层采用20 cm厚水稳碎石基层。下面就该项目基层施工中的实践,谈谈水稳类基层施工中的质量控制。
1 水稳混合料的控制
1.1 原材料的控制
(1)集料。集料用做基层时,单个颗粒的最大粒径不应超过31.5 cm。粒径过大,石料易离析,也不利于机械摊铺、拌和及整平。集料压碎值不大于35%。集料的均匀系数不大于10(即通过量为60%的筛孔尺寸与通过量为10%的筛孔尺寸的比值)。集料中0.6 mm以下颗粒塑性指数应不大于12%,有机物含量超过2%,硫酸盐含量超过0.25%的集料不宜使用。
(2)水泥。普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可用于水稳碎石基层,但应选用初凝时间3 h以上和终凝时间较长(宜在6 h以上的)水泥。不宜用快硬水泥、早强水泥,禁用已受潮变质的水泥。宜采用标号较低(如325号)的水泥。
1.2 水泥混合料
水泥稳定碎石混合料基层采用悬浮密实型配合比设计,根据7天抗压强度试验确定,水泥稳定碎石基层7天无侧限抗压强度达到3 MPa~4 MPa的要求。基层水泥稳定碎石的配合比(质量比)为,水泥:碎石=6∶94。按重型击实标准,基层水泥稳定类材料的压实度大于或等于98%。
该项目水泥混合料采用WB500型稳定土拌和设备进行集中拌制混和料。正式拌和以前必须先调试设备,使混合料的颗粒组成和含水量都达到规范规定的要求,当原材料的颗粒组成发生变化时,应重新调整生产配合比。配料应准确,拌和应均匀;含水量宜略大于最佳值,使混合料运到现场摊铺后碾压时的含水量不小于最佳值;不同粒级的碎石以及细集料(石屑)应隔离。集料的最大粒径和集配应符合规范要求。
在铺筑路面基层前,首先对结构层进行强度试验,对不能满足其强度要求的不能铺筑。施工中要按规范抽检频率抽取无侧限抗压强度试件。
试件在规定温度下保湿养生6天,浸水1天后,进行无侧限抗压强度试验,并计算试验结果的平均值和偏差系数(Cv)。
平均抗压强度R应满足下式要求
R≥Rd /(1-1.645Cv)Cv小数计
工地实际采用的水泥剂量应为室内试验确定的剂量的0.5%～1.0%。
2 摊铺的控制
2.1 摊铺前标高及找平方式
该项目摊铺水稳碎石基层选用RP751摊铺机梯队作业,摊铺前测量放样是保证施工质量的关键。放样时,首先是在已铺筑的下承层上恢复中线直线段每10 m设一桩,曲线段加密到5 m设一桩,并在两侧边缘外0.3 m～0.5 m设指示桩;然后进行水平测量,在两侧指示桩上方根据设计高程及试验段确定的松铺厚度设置摊铺机水平传感导线。导线采用直径2 mm～3 mm的不锈钢丝,用紧张器拉紧,紧张力不小于800 N,架设长度不大于200 m,并根据摊铺机特性设置方向导线,并在每次摊铺前是摊铺过程中对导线进行复核测量,确保施工的准确性。基准线应尽量靠近熨平板,以减少厚度增量值,为保证连续作业,每侧钢丝绳至少应具备有3根200 m～250 m的钢丝,在未走完本段钢丝之前,下段钢丝已架设完成。
2.2 摊铺机摊铺速度
摊铺机的作业速度对摊铺机的作业效率和摊铺质量影响极大。正确选择作业速度是加快施工进度,提高摊铺质量的重要手段。如果摊铺机时快时慢,时开时停将导致熨平板受力系统平衡变化频繁,会对铺层平整度和密实度产生很大影响。过慢使铺层疏松,供料困难,停机会使铺层表面形成台阶状,影响平整度。
选择摊铺速度的原则是保证摊铺机的连续作业。合理的摊铺速度可根据混合料供给能力,摊铺宽度和厚度按下式求得:
式中:Q:混合料供给能力,t/h;
h:压实后的摊铺厚度,cm;
b:摊铺宽度,m;
r:水稳混合料的压实密度,t/m3。
2.3 运料车辆注意事项
(1)水稳碎石混合料宜采用较大吨位的运料车运输,但不得超载或急刹车、急弯掉头使底基层造成损伤。运料车的运力应稍有富余,施工过程中,摊铺机前宜待候的运料车多于5辆后,开始摊铺。
(2)运料车每次使用前后必须清扫干净。从拌和机向运料车上装料时,应多次挪动汽车位置,平衡装料,以减少混合料离析。运料车运输混合料宜用苫布覆盖保水分、防雨、防污染。
(3)运料车进入摊铺现场时,轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的脏物,否则宜设水池洗净轮胎后进入工程现场。
(4)摊铺过程中运料车应在摊铺机前100 mm~300 mm处停住,空档等候,由摊铺机推动前进开始缓卸料,避免撞击摊铺机。
3 碾压阶段的控制
压实是水稳碎石基层施工的最后一道工序,若采用了优质的筑路材料,精良的拌和与摊铺设备,良好的施工技术,可摊铺出较理想的混合料层,而良好的路面质量则需要通过碾压来体现。如果碾压中出现任何质量缺陷,必将前功尽弃。因此,必须重视压实工作。碾压机械的造型与组合包括2台20 t以上振动压路机,1台18 t~21 t静力光轮压路机。
(1)摊铺混合料整型后,当混合料的含水量等于或略大于最佳含水量时,立即用停振的振动压路机在全宽范围内先静压1遍~2遍,然后打开振动器均匀压实到规定的压实度。碾压时振动轮必须重叠。通常除路面两侧应多压2遍~3遍以外,其余各部分碾压到的次数尽量相同。
(2)严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上“调头”或急刹车。
(3)碾压过程中,水泥稳定碎石的表面应始终保持潮湿,如表层蒸发过快,应尽快洒少量的水。
(4)碾压过程中,如有“弹簧”、松散、起皮等现象,应及时翻开重新拌和(如加少量的水泥)或其他方法处理,使其达到质量要求。
(5)在碾压过程结束之前,用平地机配合人工再终平1次,使其纵向顺适,路拱和标高符合规定要求。终平时应仔细用路拱板校正。必须将高出部分刮除,并扫出路外。
4 施工横向接缝质量控制
(1)当天两段工作段的衔接处,应搭接拌和,即先施工的前一段尾部留5~8不进行碾压,待第二段施工时,对前段留下未压部分要加部分水泥重新拌和,并与第二段一起碾压。
(2)应十分注意每天最后一段末端缝(即工作缝)的处理,工作缝应成直线,而且上下垂直。经过摊铺整型的水泥稳定碎石当天应全部压实,不留尾巴。第二天铺筑时为了使已压成型的稳定边缘不致遭受破坏,应用方木(厚度与其压实度相同)保护,碾压前将方木提出,用混合料回填并整平。
5 养生及交通管制
(1)每一段碾压完成后应立即养生,不得延误。
(2)在整个养生期间都应使水泥稳定碎石层保持潮湿状态,养生结束后,必须将覆盖物清除干净。
(3)在养生期间未采用覆盖措施的稳定碎石层上,除洒水以外,应封闭交通。在采用覆盖措施的水泥稳定碎石层上不能封闭交通时,应限制重车运行,其他车辆车速不得超过30 km/h。
(4)水泥稳定碎石基层上立即铺筑沥青面层时,不需太长的养生期。但应始终保持表面湿润,至少洒水养生3天。
总之,在水稳碎石基层施工中,要坚持事先控制,过程控制,以数据科学指导生产,坚持质量第一的指导思想,严格按程序进行施工,把质量通病消除在萌芽状态,才能确保水稳碎石的强度、压实度、平整度,保证水稳碎石基层路面的施工质量。
作者简介:白跃廷,男,1964年出生,2009年毕业于北京交通大学公路与桥梁工程管理专业,监理工程师。
Quality Control in the Steady Kind of Basic Unit of Cement Constructs
Bai Yueting
Abstract: The article combines and constructs,manages practice,5 with the traffic control from the steady mixture of water,pave,roll,construct the seam,keep in good health a respect,have introduced the steady kind of basic unit of cement and constructed and managed the question which should be paid attention to in quality control,in order to improve the steady basic unit of water solidity of keeping as roughness,construction quality not to guarantee basic unit.
Key words: the basic unit constructs;quality control;roughness;press the solidity