摘 要:公路基层路面水稳碎石施工具有良好力学性能及整体性,其抗冻性和水稳性都比石灰稳定土要好,初期强度较高,并且其强度会随着年限不断的增长。笔者凭借多年的从业经验,对水稳填充大粒径碎石路面基层的施工技术及其质量控制进行简要的分析探讨。
关键词:水稳碎石;路面基础;施工技术;控制要点
中***分类号:U416.214 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)33-0155-02
水稳填充碎石基层,是解决半刚性基层沥青路面裂缝问题的重要成果之一,其兼具半刚性基层和柔性基层优点并同时克服两种材料的缺点的一种新型路面基层结构,该结构层已经在我省各级公路使用并验证均达良好效果,一方面使用该新型路面结构的沥青路面没有出现使用半刚性基层结构时所产生的裂缝、冒浆及使用柔性路面时所产生的网裂、下沉等病害,另一方面该结构层在造价上与常规半刚性基层相当,同时还具备良好的抗车辙和抗超载能力,显著降低了道路的养护成本。
1 混合料的组成
采用紧密嵌挤骨架-密实原则,即:利用单一粒径的粗碎石作为主骨料,形成具有较好内摩阻力的骨架结构;用水泥稳定碎石做填隙料,填充主骨料形成的空隙,形成密实的混合料结构。
1.1 主骨料
主骨料采用40~80 mm 粗碎石,有利于形成骨架,利于机械摊铺,且其颗粒棱角较大更利于嵌锁。
1.2 填隙料
①填隙料对主骨料形成的框架的干涉尽量减小;②填隙料应采用连续级配,以利于密实;③填隙料的最大粒径采用19 mm;④用作填充骨料空隙的填隙料,水泥剂量按8%控制;用作基层表面最后找补的填隙料,水泥剂量按12%控制;⑤通过筛选试验和参考标准以普通水稳材料组成的基本方式和计算设计,解决方案或***形的方法来确定数量的基础上来确定间隙材料之间的比例;⑥填充物7 d抗压强度应大于6.0 MPa。
1.3 主骨料和填料比
为保证填隙料在骨料空隙间能被很好的压实,以主骨料在振实与堆积状态下的空隙率来确定填隙料的数量,保证填隙料可填补主集聚和略有盈余之间的差距。主骨料和填料质量比应为:54:46。
1.4 原材料要求
1.4.1 主骨料
主骨料采用40~80 mm的单一粒径碎石,有利于形成骨架,利于机械摊铺,且颗粒棱角较大有利于嵌锁。
①要求质地坚硬、洁净。扁平、长条和软弱颗粒不应超过10%。②粗碎石的压碎值不大于26%。③小于0.075 mm 的颗粒含量不大于1%。④主骨料粒径范围应满足下表要求,并优先使用40~80 mm。
1.4.2 填隙料
填隙料分为两类,一类是作为骨料空隙主要的填充部分(Ⅰ型),另外一类是作为基层表面最后找补的部分(Ⅱ型)。Ⅰ型填隙料应符合以下要求:
①填隙料应采用连续级配,利于密实,其比例根据筛分试验,参照普通水稳材料组成设计的基本思路和方法,用试算法确定。②水泥采用P.O.325级缓凝水泥,水泥剂量设定为8%,并通过7 d无侧限强度验证。③填隙料7 d无侧限强度不低于6 MPa。④填隙料小于0.075 mm 的颗粒含量不应超过 7%。Ⅱ型填隙料,水泥剂量设定为12%。
2 施工工艺
摊铺水稳填充大粒径碎石基层时,填隙料用水稳拌合站拌和,主骨料用水稳摊铺机沿路摊铺,再使用稳定土拌和机将骨料和填隙料拌合均匀的施工方法,碾压成型后,开放交通。
2.1 准备底基层
①原地面处理:作为底基层的老沥青路面病害需要彻底处理,松散清理,坑槽修补,并报监理工程师验收。②施工放样:按设计***纸布设导线点和水准点,恢复道路设计中线,按5~10 m布设施工控制桩。③找平层高程控制:由于原沥青路面碎坡较多,按设计标高施工时,基层厚度变化较大,为保证基层材料的压实度,混合料比例的准确、均匀性,基层施工前,应先对老路进行找平,原则上找平后的标高与道路顶面的设计标高差值为水稳填充大粒径碎石基层+沥青混凝土面层总厚度,找平层方案应在施工前明确,找平后应有专人进行施工质量及标高的验收。
2.2 主骨料摊铺
①摊铺试验段,确定摊铺主骨料基层的工艺参数,如:压实变数、松铺系数等。②主骨料摊铺要严格控制标高并记录基层厚度。同时边部要有挡板,以保证边部压实效果;③主骨料摊铺过程中随时检查摊铺厚度、平整度,主骨料的粒径规格、洁净,主骨料中细集料集窝等情况,并及时处理;④确保接缝的充分压实,半幅施工时应按基层半幅施工工序严格执行。
2.3 填隙料拌和及摊铺
①根据试验确定的主骨料和填隙料比例,可用称量法来确定填隙料的铺筑厚度。②根据计算的填隙料的厚度,用“米”字格法人工配合小型挖掘机均匀摊铺。③根据摊铺主骨料时的厚度记录,逐桩调整填隙料的摊铺厚度。④填隙料拌和有干拌和湿拌两种方法,考虑施工的操作性,Ⅰ型填隙料采用湿拌法,填隙料的含水量控制在最佳含水量。Ⅱ型填隙料采用干拌。⑤填隙料的摊铺分两次,第一次摊铺Ⅰ型填隙料,摊铺的Ⅰ型填隙料数量控制在翻拌后基层表面留下一层未填充骨料,第二次摊铺Ⅱ型填隙料,以达到填充、找补基层表面剩余空隙的目的。 ⑥按检测频率检查填隙料的粒径规格、洁净情况、水泥用量等。
2.4 翻 拌
①待填隙料按规定均匀摊铺在主骨料后,采用稳定土拌和机将其均匀地翻拌一遍,每次翻拌前检查旋耕刀片,要求刀片完整,刀片缺损要及时更换;②旋耕拌和从边部向中间翻拌,翻拌时纵向应重叠15~20 cm,不得有遗漏处;③拌和时要有专人现场挖坑检查其均匀性和空隙率,确保填隙料填充至结构层底,如不符合要求则继续翻拌。④横、纵向接缝及临空的边部确保翻拌到位。同时派专人负责检查,人工翻拌一定要彻底。⑤为防止翻拌过度造成骨料和填隙料的离析,旋耕刀片应在旋耕机停止前提起。
2.5 整平及碾压
①翻拌后的混合料布线人工整平,要求表面平整;②整平后先稳压一遍,再振动碾压两遍;③对表面骨料过多的,用填隙料进行找补,并使其均匀、平整。
2.6 二次洒布填隙料
人工洒布Ⅱ型填隙料应均匀填满主骨料空隙。洒布的Ⅱ型填隙料以填满骨料剩余空隙为准,碾压时确保混合料处于最佳含水量,撒布Ⅱ型填隙料时不可在基层表面堆积,以防止表面形成薄壳。
2.7 压 实
①每个作业面配备状况良好的22 T以上的振动压路机一台,18~21 T三轮压路机一台,振动压路机振动碾压4~6遍,三轮压轮机静压不少于3遍 ;②加强对接缝部位的碾压以确保密实;③碾压时应有专人检查并对不符合要求的及时进行修整。如发现有“弹簧”现象,应将其挖开,适量补充骨料。
2.9 养 生
碾压结束后,即可开放交通,但需限制车速,并洒水养生7 d以上。通车期间,如出现大料露骨现象,要及时用细料填缝找补。养生期不足7 d的路段,雨天应封闭交通,养生应达到7 d以上。
2.10 表面处理
水稳填充大粒径碎石基层在摊铺沥青面层前,应尽量清除基层表面的浮层,做到基层表面稳定、不松散且主骨料外露。
2.11 封 层
摊铺沥青面层前,应在水稳填充大粒径碎石基层上铺筑封层,为提高基层和沥青面层的粘结,封层沥青材料采用热沥青。
3 质量控制措施
3.1 原料质量控制
水稳填充大粒径碎石主要被用于修建公路路面基层或者是底基层,因为具有强度高、抗冲刷、干缩变形小的优点,在各等级的公路路面施工中得到广泛的应用,但是在其的运行过程中还是存在着一些问题,因此,加强对其的质量控制就显得十分重要。
首先必须把好料源头关,其次对所进每批材料都必须按规范要求的检测频率进行自检,自检合格后报监理组、业主抽检,经三方检测合格后才组织上料,同时留样备查。材料存储必须严格管理材料放置的领域,使材料清洁无污染,石头必须是分区处理并摆放指示牌,对细骨料采取必要遮掩措施,包括采取加盖防水颜色的布料和防雨的方式。工程招标,工程建设,工程资料。
其次,在施工过程中粗集料的最大粒径应控制在40~80 mm之间。水泥质量更是关键,施工时应选取初凝时间3 h以上,终凝时间较长(大于6 h)、标号较低的水泥,为保证其具有足够大的强度,水泥稳定碎石有足够的时间来进行的搅拌、运输、摊铺和碾压。同时,要对下承层进行全面的检测,还需洒水润湿,当其下承层摊铺成型后,可在铺筑上承层之前应对下承层的表面涂刷一层水泥净浆,使得上下两层结合良好,确保其质量。
3.2 配合比的均匀性
配合比的均匀性是决定水稳填充大粒径碎石基层抗裂性、结构强度和稳定性的至关重要的核心环节,是质量控制的关键点,要做到配合比的均匀性,须注意以下几点:
①摊铺主骨料前,对老路面进行找平,使水稳填充大粒径碎石基层的厚度一致,有利于摊铺后基层材料比例的均匀性。②准确控制填隙料与主骨料的厚度比例,具体数值应根据试验段相关参数确定,并以进场主骨料和拌合场细集料的产量总数核对;③填隙料在主骨料中分布均匀,消除粗集料的集窝现象,粗细集料比例符合设计要求。
3.3 外观尺寸的准确性
①找平层的厚度应严格按标高控制;②主骨料摊铺时,力求均匀、标高准确。③平整度和路拱符合设计要求。
4 结 语
水稳填充大粒径碎石路面基层,在我省各等级公路路面基层施工中被广泛应用,其有效避免了出现工后短期内不均匀沉降,经通车后观测,表明:
①级配良好的大粒径透水性沥青混合料可以抵抗较大的塑性和剪切变形,承受重载交通的作用,具有较好的抗车辙能力,提高了沥青路面的高温稳定性,特别是对于低速、重车路段,需要的持荷时问较长时,设计良好的LSAM与传统的沥青混凝土相比,显示出十分明显的抗永久变形能力。
②大粒径透水性沥青混合料有着良好的排水功能,可以兼有路面排水层的功能[1]。
③由于大粒径透水性沥青混合料有着较大的粒径和较大的空隙,它可以有效地减少反射裂缝。
④大粒径集料的增多和矿粉用量的减少,减少了比表面积,减少了沥青用量,从而降低工程造价[2]。
⑤与半刚性基层相比,减少了养生时问,可提高工程施工进度尽早通车,本工法具有较大的推广价值和应用前景。
参考文献:
[1] 琚晓辉.水泥稳定碎石基层抗裂性能应用技术研究[D].郑州:郑州大学,2007.
[2] 张华.水泥稳定碎石基层施工质量影响因素及控制措施[D].重庆:重庆 交通大学,2013.
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