賴偉清,宋上校
(中國水利水電第五工程局有限公司第五分局,四川 雙流,610225)
水穩(wěn)層兩次攤鋪一次成型施工與質(zhì)量管控
賴偉清,宋上校
(中國水利水電第五工程局有限公司第五分局,四川 雙流,610225)
兩次攤鋪一次成型施工適用于工程工期非常緊張和水穩(wěn)層施工過程中出現(xiàn)的缺陷處理。本文通過試驗段(樁號:k1837+174~k1837+863)摸索出一套完整的施工工藝及相關(guān)的質(zhì)量管控方法。水穩(wěn)層兩次攤鋪一次成型作為一種特殊情況下新的基層施工工藝,通過與單層單獨攤鋪相比較,兩次攤鋪一次成型能滿足工程快速施工,減少成本且路面整體性高的要求。
兩次攤鋪一次成型 基層施工 質(zhì)量管控 水穩(wěn)層
水泥穩(wěn)定級配碎石基層作為路面的主要承重層具有水穩(wěn)定性好、承載力高、施工方法成熟以及經(jīng)濟等特點。但水泥穩(wěn)定級配碎石攤鋪速度慢,而且每層攤鋪之間須有一定的養(yǎng)護時間,水穩(wěn)施工還受天氣因素影響較大,在雨季或多雨地區(qū)易造成工期拖延,路面質(zhì)量下降的情況。由于瀘州地區(qū)雨期時間長,在瀘州G321線改建工程面臨整體工期緊,前期工作面不足,后期不能夠提供瀝青工作面的情況下,研究琢磨怎樣才能夠既加快進度,又不影響路基質(zhì)量,經(jīng)過對剝刀田中橋至徐屋基大橋k1837+174~k1837+863段左右兩幅次嘗試與試驗,從施工放樣到攤鋪碾壓以及后期的養(yǎng)護、壓實度和鉆芯取樣等試驗數(shù)據(jù)分析,均符合設(shè)計要求及規(guī)范。發(fā)現(xiàn)采用比較新型的兩層聯(lián)鋪的施工方法完全能夠滿足該工程的需要,并且也是攤鋪技術(shù)方面的一個創(chuàng)新。
普通的水穩(wěn)層施工方法是將兩層或者三層水穩(wěn)分別攤鋪后壓實,每經(jīng)過7d的養(yǎng)護并且檢測強度滿足要求后方可鋪筑面上一層,這種攤鋪法使得兩次攤鋪時間加長,尤其是在工作面有限的情況下,會很大程度影響施工工期,與普通的單層攤鋪碾壓施工相比(其工藝流程見圖1),兩次攤鋪一次成型碾壓施工(工藝流程見圖2)不僅可以滿足工程進度的要求,還可使水穩(wěn)層形成一個完整的受力整體,大大提高基層的使用壽命。
圖1 單層攤鋪碾壓施工工藝流程
2.1 準(zhǔn)備下承層
水穩(wěn)下承層表面應(yīng)平整、堅實,無松散碎石料或污染物,無軟基彈簧基礎(chǔ)。下承層的彎沉、高程、橫坡度、路面寬度等各項指標(biāo)均應(yīng)滿足設(shè)計及規(guī)范要求。
圖2 兩次攤鋪一次成型碾壓施工工藝流程
2.2 施工放樣
在放點之前先對全部要施工的區(qū)域加密點、水準(zhǔn)點復(fù)測,再對施工段中線和邊線放點,一般直線段10m~15m一個樁,平曲線段5m~8m一個樁,水準(zhǔn)或者全站儀放好高程后,根據(jù)試驗段確定的松鋪系數(shù)計算松鋪厚度,再掛高程控制線。
2.3 混合料的拌合及運輸
混合料的運輸車輛噸位宜大于20t但不超過35t,料車噸位輕不但影響攤鋪時間與攤鋪質(zhì)量,還會增加運輸成本;太重會對下承層造成一定的損壞,攤鋪面不平整,導(dǎo)致攤鋪的水穩(wěn)面架構(gòu)不完整,易損壞。如果環(huán)境溫度過高,應(yīng)將水穩(wěn)料快速運至攤鋪現(xiàn)場,并且運輸途中覆蓋薄膜,以防止水分流失嚴(yán)重。如水穩(wěn)料運輸途中車輛故障而延誤,應(yīng)盡快處理,但如果超過水穩(wěn)料初凝時間,則該混合料應(yīng)予以廢棄。
2.4 攤鋪與碾壓
各項工作準(zhǔn)備好便可攤鋪。首先是平地機攤鋪底基層,運料車將料運輸至指定位置后卸料,平均30m一次用平地機整平,然后攤鋪第二段,在第二段攤鋪過程中對第一段進行碾壓,以保證基層攤鋪時攤鋪機行走和因為攤鋪過厚而無法壓實問題。如果環(huán)境溫度過高,氣候干燥,混合料的水分蒸發(fā)快或者施工原因攤鋪底基層速度過慢,則下層水穩(wěn)的攤鋪應(yīng)適當(dāng)縮短。兩段都整平碾壓后經(jīng)檢測壓實度合格便可進行基層的攤鋪。攤鋪基層前應(yīng)適當(dāng)?shù)貙Φ谆鶎颖砻孀隼幚?,如有必要可撒適量水泥漿。基層使用攤鋪機攤鋪,攤鋪機能夠保證較好的平整度以及橫坡度,根據(jù)攤鋪機型號的不同行進速度是不同的,保證攤鋪的面平整,夯錘能夠連續(xù)夯實水穩(wěn)面即可?,F(xiàn)場應(yīng)有專人管理指揮倒料,觀察水穩(wěn)料,以防止水穩(wěn)料過干、水泥漏加或者有大量離析的情況出現(xiàn),一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即予以廢除并立即反映至拌合站。在碾壓水穩(wěn)面之前,攤鋪機后應(yīng)專設(shè)4人消除粗細(xì)集料離析與攤鋪面不平整現(xiàn)象,嚴(yán)禁人工薄層補貼?;鶎訑備佉话?0m~50m即可碾壓,碾壓時水穩(wěn)料的含水量應(yīng)為最佳含水量,碾壓后檢測壓實度,檢查壓實度滿足規(guī)范要求98%后停止碾壓。雨天和夏季高溫天氣,碾壓的方案應(yīng)做適當(dāng)調(diào)變,保證水穩(wěn)面的碾壓質(zhì)量符合規(guī)范要求。
施工中應(yīng)注意以下問題:
(1)平地機攤鋪底基層不宜過長,控制在60m范圍內(nèi)為宜,以免由于底基層的攤鋪長度過長而基層施工速度不能跟上,使得上下攤鋪時間間隔太大,底基層達(dá)到初凝期,當(dāng)基層碾壓時會破壞已結(jié)硬水泥膠凝作用,使得整個水穩(wěn)結(jié)構(gòu)層強度大大下降,整體質(zhì)量大打折扣;
(2)攤鋪機料斗前應(yīng)有專人看護,保證攤鋪機行走路道平整,無堆積水穩(wěn)料,從而保證攤鋪的平整度;
(3)禁止在已碾壓完成并形成的基層上調(diào)頭、剎車,以保證基層的平整度;
(4)攤鋪機行走要盡量勻速且少收料斗,可以減少集料離析現(xiàn)象。如果攤鋪過程攤鋪機或者料車故障導(dǎo)致水穩(wěn)初凝,此時應(yīng)設(shè)置施工縫后重新開始攤鋪;
(5)水泥穩(wěn)定級配碎石在配料時應(yīng)滿足“三個減少”:滿足水穩(wěn)層設(shè)計強度時減少水泥用量;減少水泥用量同時減少細(xì)集料和礦粉用量;依據(jù)適時天氣情況減少含水量從而達(dá)到減少水穩(wěn)層混合料的收縮性;
(6)松鋪系數(shù)應(yīng)適時(天氣因素、骨料原因等)微調(diào),高程、橫坡也應(yīng)定時檢查。
2.5 施工橫接縫處理
每天施工結(jié)束后,基層與底基層的施工縫留在同一橫斷面。接縫處修理平整,下次攤鋪打掃干凈后噴灑水泥漿再攤鋪水穩(wěn),以便更好地銜接。在實際施工過程中會犯的錯誤是施工縫基層與底基層不在同一橫斷面,這樣的后果是底基層水穩(wěn)凝固但未達(dá)到設(shè)計強度,這種情況下再攤鋪會導(dǎo)致下次攤鋪時反復(fù)碾壓將底基層搭頭震散,嚴(yán)重影響水穩(wěn)層整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
橫縫的設(shè)置順序:人工整平水穩(wěn)層攤鋪“端頭”,緊靠方木(方木的厚度應(yīng)該與水穩(wěn)層厚度齊平,寬度與路面寬度相同),方木后面用沙袋阻擋,壓路機碾壓到端頭位置處時方木不往后移動即可。
(1)將剩余未碾壓水穩(wěn)面碾壓完成;
(2)重新開始攤鋪之前,清除殘留污染物并噴灑水泥漿后重新開始攤鋪;
(3)按照已有施工流程,進行下次攤鋪。
2.6 質(zhì)量檢測
k1837+174~k1837+863段完成后進行質(zhì)量檢測,檢測采取鉆芯取樣,結(jié)果顯示芯樣是完整的,且壓實度滿足設(shè)計規(guī)范要求。通過彎沉車的檢測,基層彎沉結(jié)果也滿足設(shè)計及規(guī)范要求。
2.7 水穩(wěn)養(yǎng)生與交通管制
2.7.1 水穩(wěn)養(yǎng)生
水穩(wěn)攤鋪碾壓完成后經(jīng)檢測壓實度符合設(shè)計要求后,應(yīng)安排專人養(yǎng)護(土工布為宜),覆蓋土工布2h后,用灑水車噴灑水保濕養(yǎng)生,灑水車噴灑時必須使用噴霧式噴頭,不得使用高壓噴頭,以免沖壞已成型水穩(wěn)面,正常每天灑水4~6次,具體灑水次數(shù)應(yīng)根據(jù)天氣和溫度實際確定。整個一周的養(yǎng)生期要保證水穩(wěn)面水潤,合理養(yǎng)生既是保證水穩(wěn)強度的需要,更是避免及減少干裂縫的有效措施。
2.7.2 交通管制
水穩(wěn)養(yǎng)生齡期不得少于7d,養(yǎng)生期間除灑水車外應(yīng)封閉交通,如特殊原因不能完全封閉交通,應(yīng)采取措施,限重限速,保證水穩(wěn)層不被壓壞磨耗。
3.1 對材料的要求
水泥、集料、水是水穩(wěn)混合料的主要材料,想要控制材料的質(zhì)量就必須加強各類原料的料源控制,并在拌料過程中應(yīng)該常抽檢,確保骨料質(zhì)量。
3.1.1 水泥
作為集料的穩(wěn)定劑,在施工中應(yīng)選擇抗折強度大的水泥。應(yīng)選擇初凝時間3h以上和終凝時間較長(宜大于6h)的水泥。不應(yīng)使用快硬水泥、早強水泥和受潮變質(zhì)的水泥。宜選擇水泥強度為32.5級或42.5級的水泥。
3.1.2 石料
水穩(wěn)層的整體強度主要依靠骨料本身的強度、骨料之間的嵌擠作用、以及水泥材料的膠凝作用而形成。對于不同等級公路,不同類型的穩(wěn)定土類型都有不同的指標(biāo)。
3.1.3 水
盡可能選擇干凈無污染的水。
3.2 配合比設(shè)計
3.2.1 集料配合比設(shè)計
水泥穩(wěn)定級配碎石一般有骨架密實性結(jié)構(gòu)、懸浮密實性結(jié)構(gòu),按照設(shè)計要求配置相應(yīng)的集料,現(xiàn)場與冷拌站保持聯(lián)系,如果出現(xiàn)粗集料或者細(xì)集料過多或者離析嚴(yán)重,應(yīng)立即溝通查看原因,適當(dāng)時候應(yīng)調(diào)整配比。
3.2.2 水泥劑量確定
水泥劑量一般情況選用3%~5%(最大不能超過6%),混合料中水泥含量提高,基層的強度也應(yīng)相應(yīng)提高,水穩(wěn)層的剛性變大脆性提高,并易出現(xiàn)干縮裂縫現(xiàn)象。水泥劑量確定順序為:
(1)按照設(shè)計規(guī)定壓實度計算不同水泥劑量的試件應(yīng)有的干密度;
(2)按照最佳含水量和所得的干密度值制備試件;
(3)將試件在固定溫度下保濕養(yǎng)生6d,并在浸水24h后按規(guī)范要求進行無側(cè)限抗壓強度試驗;
(4)采用廠拌法施工,現(xiàn)場實際的水泥用量宜比試驗室配合比大0.5%。
3.2.3 含水量的確定
取符合強度要求的最佳配合比作為水泥穩(wěn)定碎石的最佳配合比,按規(guī)范要求按重型擊實法確定最佳含水量。若含水量過大則會出現(xiàn)彈簧、翻漿現(xiàn)象,也會增加水穩(wěn)料的干縮性,從而易使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干縮裂縫;如含水量偏小,則混合料易松散,很難碾壓成型,并隨著碾壓遍數(shù)增加會更松散,檢測密實度和強度無法達(dá)標(biāo)。通常情況下混合物的含水量在拌合時宜比最佳含水量大1%左右,用以彌補運輸過程和攤鋪過程水穩(wěn)料水分的流失。
3.3 混合料拌合
水泥、集料攪拌的質(zhì)量直接影響成型后的水穩(wěn)層強度及穩(wěn)定性,為保證質(zhì)量應(yīng)選擇場拌法拌制水穩(wěn)混合料。
(1)冷拌站的出料倉必須配備活門漏斗,不得采用直接跌落成堆的出料方式。從漏斗出料直接裝車,裝車分三次裝,前后移動,上面再裝一次,類似金字塔內(nèi)類型,這樣裝車能有效避免骨料離析;
(2)冷拌站要與施工現(xiàn)場保持必要聯(lián)系,以便于發(fā)現(xiàn)問題及時溝通調(diào)整,施工指導(dǎo)拌料。
3.4 施工過程中質(zhì)量控制
(1)嚴(yán)格檢驗進場材料,檢驗頻率應(yīng)達(dá)到100%,每天正常施工時都應(yīng)對原材料進行篩分,對含水量抽檢不少于2次,用以隨時調(diào)整混合料配比與標(biāo)準(zhǔn)配合比接近;
(2)開始施工前,進場的全部原材料與配合比必須經(jīng)過監(jiān)理批復(fù)同意;
(3)為控制水泥劑量,必須繪制水泥劑量標(biāo)準(zhǔn)曲線以指導(dǎo)施工;
(4)鋪筑底基層時含水量宜略低于最佳含水量,鋪筑基層時含水量宜稍大于最佳含水量,兩次攤鋪一次成型施工從開始到完成不宜超過水穩(wěn)的初凝時間;
(5)按照每天正常施工進度,當(dāng)天施工完成前需完成下次攤鋪所需要工作面的準(zhǔn)備工作,避免次日因天氣原因、測量原因、鋼線等因素不能正常放線施工耽誤工期;
(6)冷拌站拌混合料時,應(yīng)適時檢查水泥含量和水的使用量,以便及時調(diào)整水泥和水含量到最佳狀態(tài);
(7)雨天或者氣溫低時必須停止施工。
作為新的水穩(wěn)層施工技術(shù),短時間可能不會被廣泛應(yīng)用,但兩次攤鋪一次成型的施工工藝可以在特殊情況下(如工期非常緊張、施工過程中的缺陷處理)起到重要作用。這種施工方法相比分次攤鋪路面結(jié)構(gòu)層整體性更好,相信隨著技術(shù)的發(fā)展,該技術(shù)會慢慢被大多數(shù)工程人所應(yīng)用。國道321線改建工程已在2016年6月底通車,運行大半年整個路面非常好,未出現(xiàn)質(zhì)量問題。
〔1〕JTGE42-2005.公路工程集料試驗規(guī)程[S].北京:人民交通出版社,2005.
〔2〕JTJ034-2000.公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2000.
〔3〕代 波.路面水泥穩(wěn)定碎石基層材料分層攤鋪整體壓實成型技術(shù)研究[J].公路,2010(6)∶144-146.
〔4〕平國超.水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連續(xù)攤鋪施工工藝與質(zhì)量控制[D].河北:河北工業(yè)大學(xué),2013.
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U416.1
B
2095-1809(2017)02-0058-04
賴偉清(1977-),男,江西萬安人,四川瀘州納溪至瀘縣一級公路改建工程項目總承包部項目副經(jīng)理,工程師,從事公路工程施工技術(shù)和管理工作;
宋上校(1991-),男,陜西咸陽人,瀘州G321線改建工程工程部技術(shù)員,從事公路工程施工技術(shù)和管理工作。