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近些年来,水泥稳定碎石混合料在我省一些路面工程中被广泛应用于基层和底基层。水泥稳定碎石混合料作为沥青路面半刚性基层具有良好的整体性、足够的力学强度、抗水性、抗冻性和耐久性,便宜施工等优点。其初期强度较高且随时间延长而提高。成本低廉,这种结构层适合于当地石材多,土塑性指数偏大,雨水偏多的地区。然而,在水泥稳定碎石混合料的设计、拌合、运输、摊铺和养生过程中,存在着许多因素破坏其特性,使路面基层的整体强度和稳定性降低。为了保证路面基层质量,保证能够连续作业,在实际工程施工过程中,根据施工工艺流程(如右图),应从以下几方面进行控制。
一、施工前的准备工作
施工前应进行充分的准备,如机械和机具的配备,实验器材准备,人员安排,技术培训,原材料备料,准备燃润油、易损配件、施工标志、标牌等。从施工技术控制角度来看,关键要做好备料、试验配合比设计、测量放样的准备工作。基层下承层经监理工程师中间验收后,在基层施工前仍要重新恢复中桩和边桩,对中线与横坡等高程进行全面复测。
二、原材料的要求和混合的组成设计
科学合理地进行材料配比设计,是保证水泥稳定碎石混合料质量的重要因素。
1、严格控制原材料的质量碎石、石屑、矿粉、砂等集料的含泥量、腐殖质含量、含水量等应在规定允许值以下,严格控制碎石的压碎值。水泥稳定碎石混合料的颗粒组成應
符合表1规定。
水泥作为一种重要的稳定剂,其质量至关重要。为了保证水泥稳定碎石混合料的质量以及有足够的时间进行拌和、运输、摊铺、碾压、进场前除常规检验符合要求外,特别要检验水泥安全性指标(煮沸法)、细度(0.08mm筛余/%)、标准稠度/%和凝结时间/h(包括初凝和终凝)等指标是否符合技术规范和设计要求。不宜采用快硬水泥、早强水泥,禁止使用受潮变质的水泥。
2、合理进行材料组成设计
首先根据经验及技术规范规定,制备同一种土样、不同水泥剂量的混合料。根据公路等级和所在路面结构中的层位确定的7d无侧限抗压强度和压实度(见表2)、确定最佳含水量和最大干压实密度。按最佳含水量和计算得到的干压实密度制试件,依照强度标准选定合适的水泥剂量(一般控制在4%～8%)。
其次、碎石、石屑、矿粉、砂等集料必须严格按规范要求和最大干密度进行设计,接近中值为最好。严格控制分散度大、比表积大的集料,减少基层中自由水和毛细水的存在。
3、混合料设计
根据指定的配比(包括最佳含水量和最大干密度),在水泥稳定碎石混合料基层施工前10-15d进行现场试配;按指定的水泥剂量为中档次,另增加上下浮动1%的水泥剂量两个档次,采用同一种集料级配。按JTJ057-94规定的方法,对每种水泥剂量作为平行试验的试件数量应不少于9个。如该组试验结果的偏差系数大于15%时则应重做实验,并找出原因、加以解释。施工现场实际采用的水泥剂量,应比实验室内确定的多0.5%-1.0%。
三、水泥稳定碎石混合料的施工
1、下承层准备
按下承层的有关检验标准进行复检,凡不合适的路段应进行整修,使其达到标准。下承层表面应平整、坚实,具有规定的路拱,没有任何松散和软弱点。
2、拌和
水泥稳定碎石混合料拌制方法分为路拌和厂拌两种。从配料准确、拌和均匀和施工质量控制角度考虑,应首选厂拌,在正式拌和前应调试好厂拌设备,保证出料精度,使混合料组成、含水量达到规定要求,对试验配合比进行重新调整。同时考虑运输、摊铺、碾压过程中的水分损失,在最佳含水量的基础上增加1.0%-2.0%。拌和过程中对配料定时抽验,如果达不到施工要求,应进行配合比的重新调整。拌和好的混合料应及时、快速地运至现场。拌和过程中还应派人专门巡视拌和设备,及时发现故障和隐患。为保证供料连续,拌和设备的拌和能力应大于摊铺机的摊铺能力的10%-15%。
4、运输
混合料运输车辆状况要好,车箱底必须干净,能够自卸,每一车都要用篷布覆盖严实,避免水分蒸发,每次卸车后车厢内不应残留混合料。避免结块后卸入施工现场,导致因混合料均匀性差而形成局部开裂。运输车辆的数量配备须考虑运量、运距及交通状况,满足连续施工的要求。混合料的运输时间充分满足从拌和到成型之间的延续时间,即控制在水泥初凝时间内(3-4h)。
5、摊铺
(1)摊铺现场准备工作
在验收后的下承层上恢复中线,中线桩间距一般为10m。弯道要加密桩,桩距可为5m。应严格控制标高和松铺系数,两侧均采用钢丝为基准线并用紧线器拉紧。其紧张长度应控制在200mm左右,张紧力为800KN-1000KN。钢丝架设完毕后须进行复测。摊铺前要清洁下承层并用洒水车在下承层喷洒适量水分,保证稳定层同下承层良好的结合。
(2)混合料的摊铺
尽量选择进口的摊铺机,如德国产的ABG摊铺机,摊铺前应进行试铺,以便指导正式施工。试铺后应确定以下技术参数;摊铺速度、初摊铺垫板厚度、初始仰角、熨平板共度、夯锤压力、松方系数、螺旋输送器高度。试铺后按测得的各参数值对摊铺机进行调整,然后进行正式摊铺。
摊铺机后面应设专人消除集料离析现象,铲除局部粗集料“窝”,用新混合料填补。
6、碾压
整型后混合料的含水量等于或大于最佳含水量时,立即采用指定的压实机械进行碾压。首先用停振的振动压路机在全宽范围内静压一～二遍,然后打开振动器均匀压实到规定的压实度。碾压时振动轮迹必须重叠。通常除路面的两侧应多压二～三遍以外,其余各部分碾压的次数尽量相同。最后用20吨胶轮压路机进行柔压。以消除基层表面因振动产生的裂纹。必要时使用自动洒水系统,边洒水边碾压。这样就充分解决了混合料表面风干问题,使表面显得平整、光滑、密实。
需要指出的是,在碾压过程中,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)或用其他方法处理,使其达到质量要求。压路机碾压时要紧跟摊铺机并呈梯形逐渐向前推进,以形成流水作业。单机碾压长度宜为40-50m。相邻两段碾压接头处应错成横向45度阶梯状,严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上“调头”或急刹车。
7、接缝处理
(1)当天两工作段的衔接处应搭接拌和,即先施工的前一段尾部留5-8m不进行碾压,第二段施工时对前段留下未压部分添加少量水泥重新拌和,并与第二段一起碾压。
(2)应十分注意每天最后一段未满缝(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混合料当天应全部压实。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(厚度与压实后厚度相同)保护,碾压前将方木取出,用混合料回填并整平。
四、养生和交通管制
每一段水泥稳定碎石混合料基层摊铺、碾压完成后应检测其压实度,检测合格后应立即用再生棉等进行覆盖,并用洒水车洒水保温7d以上。在整个养生期间都应使水泥稳定碎石层保持潮湿状态,养生结束后应取蕊检验其强度是否达到设计要求,随后立即回填新拌和料并压实。
水泥稳定碎石混合料基层养生期间应封闭交通,不能封闭交通时应限制重车通行,其他车辆的车速不得超过限定值(一般为30km/h)。
水泥稳定碎石混合料基层施工的质量控制涉及到人员、机械、环境等诸多因素。因此我们在实际施工中必须进行综合考虑,从人员素质、机械性能、自然因素等各方面进行分析,各个环节要连贯,施工现场和拌合场要协调一致、认真落实质量管理的各项措施,做到文明施工、安全施工确保工程达到优良。■
一、施工前的准备工作
施工前应进行充分的准备,如机械和机具的配备,实验器材准备,人员安排,技术培训,原材料备料,准备燃润油、易损配件、施工标志、标牌等。从施工技术控制角度来看,关键要做好备料、试验配合比设计、测量放样的准备工作。基层下承层经监理工程师中间验收后,在基层施工前仍要重新恢复中桩和边桩,对中线与横坡等高程进行全面复测。
二、原材料的要求和混合的组成设计
科学合理地进行材料配比设计,是保证水泥稳定碎石混合料质量的重要因素。
1、严格控制原材料的质量碎石、石屑、矿粉、砂等集料的含泥量、腐殖质含量、含水量等应在规定允许值以下,严格控制碎石的压碎值。水泥稳定碎石混合料的颗粒组成應
符合表1规定。
水泥作为一种重要的稳定剂,其质量至关重要。为了保证水泥稳定碎石混合料的质量以及有足够的时间进行拌和、运输、摊铺、碾压、进场前除常规检验符合要求外,特别要检验水泥安全性指标(煮沸法)、细度(0.08mm筛余/%)、标准稠度/%和凝结时间/h(包括初凝和终凝)等指标是否符合技术规范和设计要求。不宜采用快硬水泥、早强水泥,禁止使用受潮变质的水泥。
2、合理进行材料组成设计
首先根据经验及技术规范规定,制备同一种土样、不同水泥剂量的混合料。根据公路等级和所在路面结构中的层位确定的7d无侧限抗压强度和压实度(见表2)、确定最佳含水量和最大干压实密度。按最佳含水量和计算得到的干压实密度制试件,依照强度标准选定合适的水泥剂量(一般控制在4%～8%)。
其次、碎石、石屑、矿粉、砂等集料必须严格按规范要求和最大干密度进行设计,接近中值为最好。严格控制分散度大、比表积大的集料,减少基层中自由水和毛细水的存在。
3、混合料设计
根据指定的配比(包括最佳含水量和最大干密度),在水泥稳定碎石混合料基层施工前10-15d进行现场试配;按指定的水泥剂量为中档次,另增加上下浮动1%的水泥剂量两个档次,采用同一种集料级配。按JTJ057-94规定的方法,对每种水泥剂量作为平行试验的试件数量应不少于9个。如该组试验结果的偏差系数大于15%时则应重做实验,并找出原因、加以解释。施工现场实际采用的水泥剂量,应比实验室内确定的多0.5%-1.0%。
三、水泥稳定碎石混合料的施工
1、下承层准备
按下承层的有关检验标准进行复检,凡不合适的路段应进行整修,使其达到标准。下承层表面应平整、坚实,具有规定的路拱,没有任何松散和软弱点。
2、拌和
水泥稳定碎石混合料拌制方法分为路拌和厂拌两种。从配料准确、拌和均匀和施工质量控制角度考虑,应首选厂拌,在正式拌和前应调试好厂拌设备,保证出料精度,使混合料组成、含水量达到规定要求,对试验配合比进行重新调整。同时考虑运输、摊铺、碾压过程中的水分损失,在最佳含水量的基础上增加1.0%-2.0%。拌和过程中对配料定时抽验,如果达不到施工要求,应进行配合比的重新调整。拌和好的混合料应及时、快速地运至现场。拌和过程中还应派人专门巡视拌和设备,及时发现故障和隐患。为保证供料连续,拌和设备的拌和能力应大于摊铺机的摊铺能力的10%-15%。
4、运输
混合料运输车辆状况要好,车箱底必须干净,能够自卸,每一车都要用篷布覆盖严实,避免水分蒸发,每次卸车后车厢内不应残留混合料。避免结块后卸入施工现场,导致因混合料均匀性差而形成局部开裂。运输车辆的数量配备须考虑运量、运距及交通状况,满足连续施工的要求。混合料的运输时间充分满足从拌和到成型之间的延续时间,即控制在水泥初凝时间内(3-4h)。
5、摊铺
(1)摊铺现场准备工作
在验收后的下承层上恢复中线,中线桩间距一般为10m。弯道要加密桩,桩距可为5m。应严格控制标高和松铺系数,两侧均采用钢丝为基准线并用紧线器拉紧。其紧张长度应控制在200mm左右,张紧力为800KN-1000KN。钢丝架设完毕后须进行复测。摊铺前要清洁下承层并用洒水车在下承层喷洒适量水分,保证稳定层同下承层良好的结合。
(2)混合料的摊铺
尽量选择进口的摊铺机,如德国产的ABG摊铺机,摊铺前应进行试铺,以便指导正式施工。试铺后应确定以下技术参数;摊铺速度、初摊铺垫板厚度、初始仰角、熨平板共度、夯锤压力、松方系数、螺旋输送器高度。试铺后按测得的各参数值对摊铺机进行调整,然后进行正式摊铺。
摊铺机后面应设专人消除集料离析现象,铲除局部粗集料“窝”,用新混合料填补。
6、碾压
整型后混合料的含水量等于或大于最佳含水量时,立即采用指定的压实机械进行碾压。首先用停振的振动压路机在全宽范围内静压一～二遍,然后打开振动器均匀压实到规定的压实度。碾压时振动轮迹必须重叠。通常除路面的两侧应多压二～三遍以外,其余各部分碾压的次数尽量相同。最后用20吨胶轮压路机进行柔压。以消除基层表面因振动产生的裂纹。必要时使用自动洒水系统,边洒水边碾压。这样就充分解决了混合料表面风干问题,使表面显得平整、光滑、密实。
需要指出的是,在碾压过程中,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)或用其他方法处理,使其达到质量要求。压路机碾压时要紧跟摊铺机并呈梯形逐渐向前推进,以形成流水作业。单机碾压长度宜为40-50m。相邻两段碾压接头处应错成横向45度阶梯状,严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上“调头”或急刹车。
7、接缝处理
(1)当天两工作段的衔接处应搭接拌和,即先施工的前一段尾部留5-8m不进行碾压,第二段施工时对前段留下未压部分添加少量水泥重新拌和,并与第二段一起碾压。
(2)应十分注意每天最后一段未满缝(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混合料当天应全部压实。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(厚度与压实后厚度相同)保护,碾压前将方木取出,用混合料回填并整平。
四、养生和交通管制
每一段水泥稳定碎石混合料基层摊铺、碾压完成后应检测其压实度,检测合格后应立即用再生棉等进行覆盖,并用洒水车洒水保温7d以上。在整个养生期间都应使水泥稳定碎石层保持潮湿状态,养生结束后应取蕊检验其强度是否达到设计要求,随后立即回填新拌和料并压实。
水泥稳定碎石混合料基层养生期间应封闭交通,不能封闭交通时应限制重车通行,其他车辆的车速不得超过限定值(一般为30km/h)。
水泥稳定碎石混合料基层施工的质量控制涉及到人员、机械、环境等诸多因素。因此我们在实际施工中必须进行综合考虑,从人员素质、机械性能、自然因素等各方面进行分析,各个环节要连贯,施工现场和拌合场要协调一致、认真落实质量管理的各项措施,做到文明施工、安全施工确保工程达到优良。■