摘要:本文以仙桃市仙彭一级公路太子堤至城区段水泥稳定碎石基层两层连续施工的成功实践,证明了两层水稳连续施工的可行性。两层水稳连续施工不仅更符合“层间连续”的理论假设,而且我们在第二层施工结束表层稍干后洒布透层油进行养护,从而可以减少下层水稳养护时间,大大缩短施工周期,节约成本,为项目施工节能高效提供了一条可行之路。
关键词:水泥稳定碎石;连续施工;工程施工控制
前言
随着我国公路交通运输水平的不断提高以及重载车辆的不断增加,提高道路设计标准、提高道路承载力是道路工程的方向发展,特别是作为道路的持力层—基层,必须具备一定的强度、较高的承载能力、施工周期短、低裂缝等性能,水泥稳定碎石作为半刚性基层材料越来越多地受到建设单位和设计单位的青睐。
2013年3月我局承担仙彭一级公路太子堤至城区段路面工程施工管理,该路段为通行路段,针对该工程工期紧、质量要求高等特点,我单位结合实际情况,积极开展科技创新,总结出了“水泥稳定碎石基层两层连铺施工”方法,并采用此施工方法,解决了施工工期与工程质量的矛盾,取得了良好的经济和社会效益。
一、施工介绍
仙彭一级公路太子堤至城区段设计为一级公路改扩建工程,原老路为二级公路,路面宽9米;改扩建工程路面设计宽21米,路面结构层为12 cm沥青混凝土面层, 35cm5%水泥稳定碎石基层。根据我国公路路面基层施工规范3.1.7,水泥稳定土用 18~20t 三轮压路机和振动压路机碾压时,每层的压实厚度不应超过 20cm;鉴于仙彭一级公路太子堤至城区段基层厚度已经超过相关标准,该路段水泥稳定碎石施工按照18cm和17cm分层施工;同时根据3.6.1要求,水泥稳定土底基层分层施工时,下层水泥稳定土碾压完后,在采用重型振动压路机碾压时,宜养生 7d 后铺筑上层水泥稳定土。在铺筑上层稳定土之前,应始终保持下层表面湿润。在铺筑上层稳定土时,宜在下层表面撒少量水泥或水泥浆。底基层养生 7d 后,方可铺筑基层。由于该路段为通行路段,而且道路混合交通量大,为了确保工程质量,尽量缩短工期,便于施工管理,根据基层施工规范3.6.1,水泥稳定级配碎石(或砾石)基层分两层用摊铺机铺筑时,下层分段摊铺和碾压密实后,在不采用重型振动压路机碾压时,宜立即摊铺上层,否则在下层顶面应撒少量水泥或水泥浆。我局立即组织专班技术人员,在业主、监理、施工单位多次研究探讨后,决定对水泥稳定碎石采取两层连续施工。水泥稳定碎石两层连续施工在高速路面基层建设过程中较为常见,在普通公路建设中应用不多,相关资料较少,想要保证最终的施工质量还需要对施工工艺及其细节进一步进行研究,为此我局针对该基层施工特点编制施工专项方案,每个环节安排专人负责。
二、施工原材料准备
1、水泥:采用PC32.5复合硅酸盐水泥,要求水泥初凝时间3小时以上,终凝时间不少于6小时,3d抗压强度不小于18MPa。
2、石料:采用京山向埠石料厂的石灰岩碎石。碎石按粒径9.5~31.5mm、4.75~9.5mm、0~4.75mm三种规格筛分加工出料。水泥稳定碎石混合料中的压碎值不大于28%,针片状含量不大于15%。
3、水:采用合格的地下水。
4、级配组成:项目部工地试验室进行水稳配合比设计,具体配合比为:1#(9.5~31.5mm)、2#(4.75~9.5mm)、3#(0~4.75mm)=35:25:40,最大干密度为2.30g/cm3,最佳含水量为5%,水泥剂量为5%,经试验室验证七天无侧限抗压强度代表值与延迟三小时强度代表值均符合要求。
三、施工工艺及施工过程
1、施工放样
现场准备:下基层施工前,将老路面清扫干净后,在边线和中线处分别沿路线方向每隔10m钉设加工好的“+”字形钢筋支柱,按松铺厚度测定高程并做好标记。边线处挂钢丝绳,作为下基层摊铺厚度的参考线;中线处挂好施工线,将加工好的铝合金支架沿施工线每隔5m摆放,将6m 铝合金杆置于支架上,铝合金杆的顶面与施工线齐平,作为摊铺时的控制高程。混合料摊铺时设专人向前挪移铝合金杆,并保证相邻两个铝合金杆接头处平稳、无错台。上基层摊铺时边线及中线均用铝合金杆按上述方法控制高程。
2、混合料拌合及运输
仙彭一级公路太子堤至城区段施工水泥稳定碎石两层连续施工过程中,为了能够保证施工原材料拌合工作的顺利,安设一座拌合产量为400t/h的拌合设备,对施工所需混合料进行集中拌合;同时为了便于拌合后混合料的输送,在施工中采用不少于20台自卸车来进行混合料的输送。在进行混合料拌合前,为了保证拌合后混合料的质量,试验检测人员需要对混合料进行含水量的测定,由于混合料在拌合及运输过程中将会涉及到一定的水耗,按照施工规范以及相关要求,将混合料的出厂含水量控制为6.0%,略高于最佳含水量,同时根据施工时的温度,可略作调整。
除了需要对拌合前以及拌合过程中的操作细节进行关注之外,在拌合后相关工作人员还需要注意混合料运达施工现场的时间,避免在该过程中出现混合料的离析。在进行装料的过程中,运料车应进行前后移动,分次装料。在装料完成后需要做好混合料的覆盖保护工作,一是防止水分挥发,二是防止水分的增加。运输车应保证在最短的时间内将混合料运达施工现场,确保混合料的质量不会受到影响。
3、混合料摊铺
在进行摊铺过程中,为了保证施工质量及施工进度,前场施工队伍采用2台摊铺机进行梯队式作业。
为了保证路两侧高程控制,在施工过程中采用摊铺机走钢丝的办法;而在两台摊铺机中间高程控制时,前后机采用不同的方式:前台摊铺机采用可调高程铝合金杆,而后面的摊铺机机则可以采用滑靴走在摊铺完成的稳层边缘。施工过程中操作人员要保证前后摊铺车的行驶速度一致且维持匀速,在摊铺机工作的同时,对已完成摊铺的路段,技术人员应对摊铺效果及时进行检查,对问题路段及时处理。同时检查人员还需要对以完成摊铺路段进行取样检测,以确保摊铺质量。
4、混合料碾压
在进行摊铺作业的同时,碾压作业随机开展。在仙彭一级公路太子堤至城区段水泥稳定碎石两层连续施工中,施工队伍在第一层摊铺50m后,及时进行碾压,在施工过程中,配备2台18T振动压路机和1台双钢轮压路机,先用12T双钢轮压路机静压1遍,18T振动压路机碾压3遍,最后用12T双钢轮压路机碾压1遍,碾压结束时表面无轮迹。碾压终了,试验人员立即用灌砂法检测压实度,确保现场测点的压实度达到98%。
在压路机碾压的同时,摊铺机继续往前摊铺,第一段碾压结束,摊铺机停止摊铺,此时摊铺机已继续摊铺了50米, 18T的振动压路机对第二段进行稳压,稳压后摊铺机立即开始第二层摊铺,压路机继续碾压第二段,第二段碾压完后,再进行第二层碾压。一般在进行施工过程中,为了保证工程质量往往会进行分段施工,以100米为一段。
为了确保施工质量,项目部安排专人记录混合料从开始拌合、摊铺以及碾压终了的时间,保证从加水拌合、运输、摊铺到碾压终了的时间不超过3小时。
6、养护及交通管制
基层施工后的养护工作对于道路的质量具有重要的作用,对于水泥稳定碎石两层连续施工来说,做好养护工作格外重要。水泥稳定碎石两层连续摊铺的养护主要采用乳化沥青养护。在上基层碾压完成后表面稍变干燥,但尚未硬化的情况下喷洒透层油,以保证水稳基层水分不散失,透层油采用50%以上的阳离子慢裂乳化沥青,洒布量控制在1.2~1.4kg/m2。保证一周的养护期,养护期间禁止车辆通行。
7、取芯检测
在水泥稳定碎石两层连续施工结束之后,施工人员在监理人员的见证下,对试验段进行了取芯检测。通过对取芯样本进行观察,样本中两层结合紧密,其剖面密实,则说明水泥稳定碎石基层不存在离析现象,且7天强度满足设计,水泥稳定碎石两层连续施工结果合格。
四、施工质量控制的几个关键点
1、加强原材料的管理,控制好源头质量。
2、根据石料的含水量以及施工环境温度的情况,及时调整施工配合比。
3、洒布透层油一定要控制好时机,在表面稍干情况下喷洒,以利乳化沥青充分渗入水稳表层。
五、综合效益分析
1、经济效益:
仙彭一级公路太子堤至城区段路面工程,在水泥稳定碎石基层施工项目中采用了水泥稳定碎石基层两层连铺施工工艺,取得了良好的经济效益:经综合参考类似工程和本工程实际情况,我们采用了本工艺,实际自2013年5月15日开始施工基层,于2013年7月15日完成,共计61天,比要求工期提前20天,直接节省人工、机械设备费用约10万元。
2、 社会效益:
仙彭一级公路太子堤至城区段路面工程采用本工艺施工,缩短了工期,保证了工程质量,降低了施工成本,施工工序的合理穿插保证了施工全过程无质量、安全事故,并做到了文明环保施工。同时使工程提前开放交通,也为当地单位及群众带来了极大的方便,促进了当地经济发展,社会效益不可估量。同时在仙彭一级公路太子堤至城区段路面基层工程施工过程中,建设管理人员及操作骨干通过不断学习,逐渐成长,为后续发展储备了人才资源;而且建设成果在交竣工验收时得到了专家的充分认可。
六、结束语
随着仙彭一级公路太子堤至城区段试验路的成功完成,我局在后期一级公路施工中,水泥稳定碎石两层连续施工还将会被进一步应用;同时做到严格工程管理,严格规范施工,严格控制工序衔接,严格控制各环节作业时间,保证上层施工在下层初凝前完成,且压实度达到规范要求的98%以上,确保取芯检查结果满足规范要求,且两层结合成一整体。
论文作者:艾新国
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/10
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