徐艷
(濮陽(yáng)市公路管理局,河南 濮陽(yáng) 457000)
二灰穩(wěn)定碎石基層為石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料基層。它采用穩(wěn)定質(zhì)量比計(jì)算,以石灰、粉煤灰、集料的質(zhì)量比表示。按一定的技術(shù)要求,將其拌合均勻攤鋪的混合料在最佳含水量時(shí)壓實(shí),經(jīng)養(yǎng)生成型,其中石灰和粉煤灰為膠結(jié)材料,粒料起骨架作用。二灰穩(wěn)定碎石基層屬于半剛性基層類型,具有施工方便、后期強(qiáng)度高、反射裂縫少等特點(diǎn),且能節(jié)約投資,節(jié)約土地,變廢為寶。由于這些特點(diǎn),近幾年來(lái)已成為我市二級(jí)公路優(yōu)選的路面基層類型。
本文以濮陽(yáng)市城區(qū)段試驗(yàn)段為例,介紹配合比設(shè)計(jì)及工程施工情況,并從材料費(fèi)上對(duì)二灰穩(wěn)定碎石與水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行比較分析。
石灰粉煤灰用來(lái)穩(wěn)定粒料,其化學(xué)反應(yīng)可持續(xù)數(shù)年。石灰中有效鈣加氧化鎂的含量對(duì)強(qiáng)度有明顯的影響,所以必須采用Ⅲ級(jí)以上的石灰。
粉煤灰是濮陽(yáng)市熱電廠粉煤灰,為靜電除塵工藝生產(chǎn),粉煤灰中的活性成分總含量高,燒失量小,顆粒細(xì)且均勻,各指標(biāo)符合基層施工規(guī)范的規(guī)定。
粒料選用??h石料,最大粒徑不超過37.5毫米,砂是山東東平中砂。我們對(duì)集料進(jìn)行篩分,根據(jù)篩分結(jié)果得出級(jí)配:1-3厘米碎石:1-2厘米碎石:0.5-1厘米碎石:石屑:砂=25:20:20:15:20。
二灰穩(wěn)定碎石基層是保證瀝青路面強(qiáng)度、穩(wěn)定性及耐久性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)層,所以我們用嵌鎖密實(shí)型二灰粒料,既保證其粒料含量≥80%,使骨料與骨料之間相互嵌鎖,形成骨架,骨架之間的空隙經(jīng)二灰填充。半剛性基層的一個(gè)核心問題是水的問題而水的多少與控制又直接與二灰碎石中石灰、粉煤灰和細(xì)料的含水量有直接關(guān)系,所以在進(jìn)行完實(shí)驗(yàn)室配合比后,要根據(jù)工地實(shí)際材料含水量情況換算工地配合比,以利指導(dǎo)施工使用。我們?cè)谶M(jìn)行二灰碎石配合比設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)三個(gè)不變、一個(gè)控制、一個(gè)提高的原則,保證80%以上粒料比例不變、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不變、集料連續(xù)級(jí)配不變,控制5毫米以下粒料用量,提高2毫米以上粒料用量。這樣采用嵌鎖密實(shí)型二灰粒料,減少收縮,增大粗粒料用量,減少對(duì)水的敏感程度,減少整體材料的孔隙率、比表面積和含水量,大幅度降低干燥收縮,以適當(dāng)級(jí)配代替單一級(jí)配,減少碎石單一缺少連接面易造成離析和平整度差的問題。
因?yàn)槎宜槭缙趶?qiáng)度低,后期強(qiáng)度高,所以我們做了7天、28天、90天、180天無(wú)側(cè)限強(qiáng)度試驗(yàn),由于設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)為0.8MPa,我們優(yōu)選石灰:粉煤灰:集料=5:15:80這一配合比進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工。
二灰碎石路面基層屬半剛性路面,在高等級(jí)道路路面結(jié)構(gòu)中,應(yīng)用較多,由于其料源豐富,并具有良好的力學(xué)性能、板體性、水穩(wěn)性及較好的抗凍性,雖然早期強(qiáng)度較低,但隨著時(shí)間的推移,強(qiáng)度增長(zhǎng)快,后期的整體強(qiáng)度高,是理想的路面基層結(jié)構(gòu)類型。路面基層是道路的主要承重層,基層質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響瀝青路面的鋪筑質(zhì)量和道路的使用壽命。嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量、優(yōu)化生產(chǎn)配合比、合理選配性能良好的施工設(shè)備、采用最佳的組合方式、正確選擇施工方法和施工工藝,則是保證基層質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),施工中應(yīng)抓住這些主要環(huán)節(jié)。
3.1.1 施工放樣和清理底基層:底基層頂面,應(yīng)將表面的浮土,松散層及其它雜物清理干凈,應(yīng)盡量露出底基層的硬面。若表面干燥,應(yīng)灑水濕潤(rùn)。
3.1.2 混合料拌合:采用集中場(chǎng)拌法拌合混合料,拌料前應(yīng)先安裝調(diào)試拌合機(jī),根據(jù)施工配合比,通過試機(jī)標(biāo)定每個(gè)料倉(cāng)的轉(zhuǎn)速,使集料級(jí)配及混合料含水量都能達(dá)到要求。試驗(yàn)人員應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行二灰碎石混合料的級(jí)配組成、灰劑量及含水量的檢測(cè)。檢測(cè)頻率為每臺(tái)拌和設(shè)備上、下午各一次。
3.1.3 混合料的攤鋪:用ABG 攤鋪機(jī)攤鋪混合料,采用基準(zhǔn)鋼絲調(diào)平。開始攤鋪前,先將接頭處已成型的二灰碎石基層切成垂直面,或?qū)⒔宇^處的二灰碎石混合料耙松,并有專人指揮卸料。
3.1.4 穩(wěn)壓和整平:推土機(jī)穩(wěn)壓,人工整平使其表面平整。
3.1.5 整形和碾壓:人工掛線整平后,壓路機(jī)碾壓。首先使用振動(dòng)壓路機(jī),然后使用三輪壓路機(jī),最后再使用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓,以使表面平整光潔。直線段,由兩側(cè)路肩向路中心碾壓,屏去線段,由內(nèi)側(cè)向外側(cè)路肩進(jìn)行碾壓。
3.1.6 養(yǎng)生及交通管制:碾壓完成并經(jīng)監(jiān)理工程師抽檢合格后,用稻草覆蓋養(yǎng)生,每天灑水次數(shù),應(yīng)視當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r而定。在一周內(nèi),應(yīng)使二灰碎石表面保持潮濕狀態(tài)。未鋪上層時(shí),除施工車輛外,禁止一切機(jī)動(dòng)車輛通行。
3.2.1 充分做好施工前的準(zhǔn)備工作,是路面基層順利進(jìn)展的重要條件。主要進(jìn)行原材料檢驗(yàn)、設(shè)備調(diào)試、技術(shù)準(zhǔn)備等項(xiàng)工作。
3.2.2 采用中心站集中廠拌法施工,混合料拌合過程中嚴(yán)格控制混合料中集料的含量、集料的級(jí)配,使二灰穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)為嵌鎖密實(shí)型結(jié)構(gòu)。由于采用生石灰粉,拌合場(chǎng)控制含水量比最佳含水量高出3%-4%。
3.2.3 拌合好的混合料先放入集料斗,通過集料斗再直接放入自卸車斗內(nèi),用自卸車?yán)氲沽蠄?chǎng),進(jìn)行4-6小時(shí)的悶料,再用鏟車重新混合、裝料入自卸車,運(yùn)往攤鋪現(xiàn)場(chǎng),經(jīng)過倒料后卸車就很容易。
3.2.4 為便于高程、平整度控制,全部采用先進(jìn)的攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪。
3.2.5 研究表明二灰碎石混合料含水量越大,則混合料孔隙越多,將導(dǎo)致混合料整體強(qiáng)度下降,收縮增大,使二灰碎石半剛性基層裂縫增多,而混合料中的石灰、粉煤灰是影響二灰碎石混合料最佳含水量的重要因素,故在施工中應(yīng)嚴(yán)格把握好石灰、粉煤灰的用量,控制混合料的最佳含水量。
3.2.6 接縫的處理:縱縫一般不需要作特殊處理,必要時(shí)適當(dāng)耙松、整平后,全寬度內(nèi)一起碾壓。橫縫每天鋪完至第二天開始,連接面應(yīng)適當(dāng)處理,方法為第一天作業(yè)段的尾端左右范圍內(nèi)不進(jìn)行壓實(shí),第二天施工前,將該段的混合料耙松后與新料一起由人工進(jìn)行拌合,整平后與新鋪段一起碾壓。若間隔時(shí)間長(zhǎng),應(yīng)將上次鋪筑的尾端標(biāo)高和平整度不合要求的部分挖除,并將接觸面挖成垂直面,再接著往前鋪筑。
3.2.7 二灰穩(wěn)定碎石壓實(shí)成型后要及時(shí)養(yǎng)生,要求覆蓋后保濕養(yǎng)生至少7天,7天后仍注意灑水養(yǎng)生,以防止二灰穩(wěn)定碎石干裂。
我們對(duì)1公里二灰穩(wěn)定碎石與水泥穩(wěn)定碎石材料用費(fèi)進(jìn)行計(jì)算,材料單價(jià)按濮陽(yáng)地區(qū)市價(jià)。基層寬度14.6米,厚度15厘米。水泥穩(wěn)定碎石配合比:水泥:1-3厘米碎石:1-2厘米碎石:0.5-1厘米碎石:石屑:砂=5:19:19:19:14:24,計(jì)算得到二灰穩(wěn)定碎石材料總價(jià)比水泥穩(wěn)定碎石材料總價(jià)節(jié)約73617元。
水泥穩(wěn)定碎石和石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石(二灰穩(wěn)定碎石)兩種基層結(jié)構(gòu),二者的主要區(qū)別是水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度形成快,早期強(qiáng)度受氣候制約小,施工時(shí)間緊湊,具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度、抗水性和耐凍性,但它不可避免地會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。二灰穩(wěn)定碎石的早期強(qiáng)度低,施工拌合和碾壓時(shí)間一般不受太大控制,強(qiáng)度形成慢,施工方便,同時(shí)二灰穩(wěn)定碎石具有后期強(qiáng)度高,穩(wěn)定性好,剛度大,耐凍性好,裂縫較少等優(yōu)點(diǎn)。
考慮到粉煤灰的運(yùn)費(fèi),我們建議,在距粉煤灰源三十公里內(nèi)采用二灰穩(wěn)定碎石有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。另外,二灰穩(wěn)定碎石使用了大量粉煤灰,粉煤灰是電廠的燃料廢渣,它的處理過去是電廠頭疼和難辦的一件事,因?yàn)榇罅康姆勖夯倚枰加么竺娣e的土地進(jìn)行堆放,掩埋后會(huì)污染地下水,粉煤灰的粉塵還會(huì)造成周圍環(huán)境被嚴(yán)重污染。粉煤灰用于二灰穩(wěn)定碎石,變廢為寶,不但降低了工程成本,在節(jié)約土地,環(huán)境保護(hù)方面有著顯著的社會(huì)效益。
[1]公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范(JTJ034-2000).
[2]公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(JTG F80/1-2004).