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高速公路水泥稳定基层大厚度一次铺设技术
摘要:水泥稳定碎石基层大厚度一次摊铺是一项新的施工工艺,随着国内工业体系的完善,大型重型工程设备国产化,根据新型设备的特性,不断总结完善新配套的施工工艺。本文结合水泥稳定碎石基层大厚度一次摊铺技术在G0612若民高速公路项目应用的实例,对水泥稳定碎石基层33cm (18cm+15cm)的双层连续施工过程进行总结。
关键词:水泥碎石;大厚度一次铺设;施工方法;经济效益
引言
对于水泥稳定碎石基层,采用一次摊铺施工,可节省下基层工序及养护龄期,从而大大加快工程进度。但长期以来,对连续摊铺的认识仅限于抢进度应急,而对连续摊铺质量及其对工程质量的影响没有进行过系统的研究。新疆巴州G0612若羌至民丰高速公路SG1标,主线全长67.3km,水泥稳定碎石基层工程施工中,因为工期紧,路基交接段落少,且当地水资源匮乏,按常规工艺,不利于上下基层两个工作面单独铺筑、养生的条件。鉴于此,通过对水稳混合料不同的成型延迟时间对强度的影响试验后,经建设单位、监理单位同意做双层一次性铺设验段确定铺设技术,为后续全面基层施工提供技术支持。
1 水稳双层一次性铺设简介
近年来,水泥稳定碎石基层已成为高速公路的主要结构形式,基层作为路面主要承重层,它的质量优劣直接影响到道路建成通车后的路用性能及使用寿命。水泥稳定碎石基层具有整体性强、承载力高、刚性大、水稳定性好的优点。水稳层大厚度一次性摊铺碾压成形,基层将形成一个整体的板块结构,相对于两次分层摊铺来说,其抗拉伸,抗冲击强度可以显著提高,并可以有效地避免和推迟早期路面的下沉、凹陷、龟裂脱落、坑洞等病害的产生。对于提高公路路面质量,延长公路寿命有重大的意义。相对两层摊铺施工工艺,一次摊铺成型的施工难点在于摊铺和碾压的控制。
若民高速路面稳定基层采用33cm (18cm+15cm)分两层设计,中、轻交通等级水泥稳定砂砾的7d无侧限抗压强度3.0-5.0MPa,其材料分档不小于4档;水泥稳定砂砾采用水泥强度等级不小于42.5。施工中基层和底基层集料含盐量和施工温度以及横缝设置严格按《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015及《新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工规范》XJTJ 01-2001有关规定执行,防止水稳层拱胀。
2 大厚度水稳一次性铺设施工技术
1 配合比设计、调试方面
根据配合比试验结果、南疆地区气候特殊性,采用水泥稳定砂砾基层配合比:
水泥:集料=4.5(3.8):100,集料配比:(20-25mm)砂砾:(10-20mm)砂砾:(5-10mm)砂砾:(0-5mm)砂砾=35:10:16:39,试验检测采用重型击实法确定的最大干密度为2.423g/cm3,最佳含水量为3.8%,水泥初凝时间5.17h-7.22h。经过试验段确定最佳松铺厚度41.9cm。
2 原材料选择和拌和方面
(1)水泥要求:进场按照每批次或每500t检测一个样品,进行水泥标号初、终凝时间、安定性和细度指标的检验。
(2)骨料要求:碎石每天使用前取2个样品测其含水量,以便及时调整施工配合比;碎石在使用过程中,每2000m3取2个样品进行颗粒分析、相对密度,吸水率、压碎值试验,杜绝不合格材料进场。
(3)混合料拌和质量的控制:拌和质量由试验监理工程师和试验人员共同控制。搅拌前先开机空转10-20分钟,以保证正常生产时水泥剂量稳定性。
3 混合料运输方面
运输时混合料使用篷布进行覆盖严实,直到要倒入摊铺机前才可揭开。运输车辆在下承层上来往运输混合料时,其速度控制在30km/h以内,以减少对下承层的破坏。运输车辆不得在底基层上调头,专人指挥车队。
4、机械选择方面
常规水稳为分层摊铺,厚度一般小于20cm,采用常规机械即可,大厚度水稳一次行铺设33cm,由于工艺改变,配套的施工机械均较常规铺设方法调整:
1 拌和机械:由于相较分层铺设,一次摊铺厚度变大,相同时间内的用料将会明显增大,摊铺设备的选择必须与现场匹配,选择2台WDB600型拌和站,保证前场施工材料供应。
2 摊铺机械:摊铺速度宜为1.5m/min,选择DT1600以上大型摊铺机进行施工。
3 碾压机械:大厚度大宽度水稳基层压实作业分为初压、复压和终压3个工序。初压阶段采用12t双钢轮双驱压路机对混合料碾压(前静压后振动)1遍,使其具有初步的承载力。复压是为了在尽量短的时间内使铺层达到规定的压实度要求,对于大厚度摊铺,先采用26t单钢轮压路机振动碾压(前静压后弱振)1遍,后用26t单钢轮压路机振动碾压(强振)1遍,再用36t单钢轮压路机振动碾压(强振)2遍。终压是为了提高材料表层致密度,消除碾压轮迹,采用30t以上胶轮压路机静压2-3遍,同时利用初压阶段的双钢轮压路机进行收光工作,保证水稳面平整、无轮迹、无拥包。
5、摊铺工艺方面
在混合料摊铺和整形上,应从以下几方面把握:
(1)摊铺前已经完成了相关的测量放线工作。
(2)摊铺采用1台TSUN型摊铺机(每台摊铺机最大摊铺宽度满足12.5m),摊铺机具有自动调平、夯实的功能,既满足大厚度一次摊铺,又具备大宽度刚性联接摊铺的条件。摊铺前下承层保持湿润,必要时洒水。
(3)采用一台摊铺机主线单幅路面一次成型,为保证水泥稳定砂砾基层边缘强度,实际摊铺每侧比设计顶宽超宽10cm,摊铺速度控制在1.5m/min,要求摊铺机操作手不得随意增快或减慢摊铺速度,并不得猛加速或猛减速。
(4)在摊铺机后面安排专人消除混合料离析现象,铲除局部粗集料“窝”及翻浆现象,并用新拌混合料填补。
(5)前场有专人负责接头处、边缘的平整度,使用6m直尺或无变形铝合金条尺检查,消除接头不平整和塌肩情况,安排专人用细筛筛选细料填补,并及时挖除压实度、高程或平整度不符合要求的端部混合料。
6、在碾压方面
碾压工艺直接影响到基层的压实度、标高和平整度,是基层施工的关键所在,应注重以下几方面:
(1)摊铺后,紧跟压路机进行碾压,每碾压区段长度60米,碾压段落必须层次分明,设置明显的分界标志。
(2)加强边缘部位碾压,避免压实不到位,如发现边缘料过干时适当洒水再压,保证边缘无松散粒料为原则。
(3)用6m直尺或无变形铝合金条尺逐段量测平整度,尤其是接头,摊铺机停机、压路机换向部位作为检测控制的重点。采取横向碾压等方式,使平整度满足要求。并尽量减少摊铺机停顿、横向接缝,避免纵向接缝。
(4)及时检测压实度、平整度、标高,禁止超压、欠压。
7、养护方面
(1)管养:碾压完成及时覆盖洒水养生,养生采用洒水覆盖土工布或养生膜(高分子材料或一布一膜)的养生方式,养生时间7天。
(2)喷洒透层(乳化沥青)尤为重要,它能起到保持水泥稳定碎石内部水分,通车后基层不至于松散并与上面层粘结作用,因此必须足量喷洒。
三、大厚度水稳一次性铺设经济效益
一次摊铺较传统施工工艺对比,从工期方面大大提高了工效和节约了管理成本,在直接费方面主要是机械和人工方面有了明显的降低,从现场收集统计的数据来看,机械降低了约26%,人工费降低了约50%。
一次摊铺工艺与传统并机分层工艺直接工程费对比表
四、结束语
大厚度大宽度水稳基层施工工艺较传统施工工艺层间结合好,水稳基层在强度指标、抗裂性能和疲劳耐久性等方面具有明显优势。施工过程中,为了保证核心工作设备摊铺机的连续稳定工作,对拌和站、压路机等设备进行合理匹配,建立以保证作业质量为前提,以降低成本为目标,最大程度发挥核心机械作业性能,提高机群整体作业效率,并与材料特性相适应的设备匹配关系。
参考文献
[1]公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2017 )
[2]公路路面基层施工技术规范(JTJ 034-2015)
[3]《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20-2015)
[4]《新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工规范》(XJTJ 01-2001)
[5]若民高速公路水泥稳定碎石施工技术要求(新疆交科院)
[6]高等级公路摊铺工艺与摊铺机技术发展方向讨论[J](建设机械技术与管理创)
[7]胡俊伟,李先锋.多功能摊铺机大厚度大宽度水稳层施工工艺[J](科技风)

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