趙旭龍 王寶海
(靈寶市公路管理局,河南 靈寶 472500)
水泥穩(wěn)定碎石,簡(jiǎn)稱水穩(wěn),是以水泥、碎石為原料,以適當(dāng)?shù)募?jí)配和配比進(jìn)行拌合、攤鋪、碾壓形成的道路基層結(jié)構(gòu)。由于此種結(jié)構(gòu)層仍屬于半剛性材料,相比道路工程中常用的二灰結(jié)石基層而言,具有早期強(qiáng)度高、質(zhì)量穩(wěn)定性好、整體剛度大的優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)具有抗形變能力差、易產(chǎn)生溫差和干縮裂縫等特點(diǎn)。
某道路工程為南北走向,總長(zhǎng)11000m,雙向六車道,路基寬32m,路面寬28.5m,沿線地形河塘較多,自然地面高程2.7m~4.6m不等。地質(zhì)勘探顯示從上而下,土層為:①素填土;②中液限粘質(zhì)土。其中上層素填土深度在0.5m~3.0m,處于過(guò)濕狀態(tài),場(chǎng)地地下水埋藏淺,有潛水存在,地表水、地下水對(duì)路基穩(wěn)定性無(wú)決定性影響。
由于該條道路作為連接高速至城區(qū)南北方向的主干道,為確保整條道路水穩(wěn)路面基層的質(zhì)量,在我單位與監(jiān)理部、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位等充分醞釀后,于2010年7月10日初步確定,先在道路左半幅鋪筑220m長(zhǎng)、厚0.18m、寬度14.25m的水穩(wěn)試驗(yàn)段。由我單位編制較為詳細(xì)的施工方案,并上報(bào)審核。
2.1.1 原材料
(1)水泥。監(jiān)理部同意我單位使用標(biāo)號(hào)為p.o32.5的豫西牌普通硅酸鹽緩凝水泥。
(2)級(jí)配碎石。選用硤石生產(chǎn)的壓碎值小于28%的石料。
2.1.2 混合料設(shè)計(jì)
我們把選定的石料按料倉(cāng)進(jìn)行編號(hào),分別對(duì)應(yīng)246、瓜子片、米砂、石屑為 1#、2#、3#、4#,進(jìn)行級(jí)配碎石取樣。 同時(shí)取 p.o32.5 豫西牌普通硅酸鹽水泥,按不同用量(3.5%~5.5%)進(jìn)行分組試驗(yàn),分別取 4種比例(以碎石質(zhì)量為100)制備混合料,每組試件9個(gè),用重型標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法確定各組混合料的最佳含水量和最大干密度,其結(jié)果為為4.4%和2.30g/cm3。根據(jù)上述確定的最佳含水量和最大干密度制備混合料試件,其測(cè)定的代表值 R7=3.7MPa,大于施工圖設(shè)計(jì)值 3.5MPa。我單位以此符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的水泥穩(wěn)定碎石配合比作為生產(chǎn)配合比,為 1# 料:2# 料:3# 料:4# 料:水泥:水=34:32:14:20:5.0:2.0,其中生產(chǎn)前已測(cè)定 1#、2#、3#、4# 料的天然含水量分別為 0.4%、2.1%、3.1%、4.7%,對(duì)照設(shè)計(jì)配合比已略作調(diào)整。此配合比經(jīng)監(jiān)理部平行試驗(yàn)復(fù)核后,認(rèn)為符合施工圖設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,審批同意作為施工現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)配合比使用,并報(bào)建設(shè)單位備案。
為保證該條道路水泥穩(wěn)定碎石路面基層的施工質(zhì)量,我單位采用了已在多個(gè)工程中應(yīng)用、用戶反應(yīng)良好的定型產(chǎn)品——南陽(yáng)制造的500型連續(xù)穩(wěn)定粒料廠拌設(shè)備,設(shè)計(jì)產(chǎn)量達(dá)500T/h。本工程試驗(yàn)段中投入使用的施工機(jī)械均經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格:
用消石灰標(biāo)出攤鋪寬度,并在內(nèi)側(cè)固定與壓實(shí)厚度18cm等厚的方木,外培土路肩,防止碾壓時(shí)基層向外側(cè)推移,保證基層邊部壓實(shí)質(zhì)量。同時(shí)根據(jù)基層標(biāo)高和松鋪系數(shù)(暫定1.42,后根據(jù)實(shí)際壓實(shí)高程調(diào)整為1.40),在試驗(yàn)段左右兩側(cè)架好攤鋪高程鋼絲(鋼絲拉力≥800N),這些都經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員驗(yàn)收合格后即可投入備用。
正式生產(chǎn)前對(duì)穩(wěn)定粒料廠拌設(shè)備進(jìn)行了調(diào)試,對(duì)出料口取樣進(jìn)行配合比、含水量試驗(yàn)并酌情調(diào)整,以拌制出合格的成品料。該套設(shè)備設(shè)計(jì)產(chǎn)量500t/h,經(jīng)計(jì)算試驗(yàn)段產(chǎn)量,設(shè)定產(chǎn)能為350t/h。每天施工前工地試驗(yàn)室預(yù)先測(cè)出當(dāng)天各種原材料(1#、2#、3#、4#倉(cāng))的含水量,并換算成施工配合比,混合料在拌和過(guò)程中應(yīng)根據(jù)集料含水量大小,及時(shí)調(diào)整含水量。本試驗(yàn)段共檢測(cè)含水量2次(最大4.8%,最小4.6%,均值 4.7%)比最佳含水量 4.4%略大。
該試驗(yàn)段混合料運(yùn)輸采用10輛20t東風(fēng)卡車(實(shí)際裝混合料25t左右)。運(yùn)輸車在接料過(guò)程中派專人指揮,分前、中、后三次接料,形成車廂前、中、后三堆,以盡量避免粗細(xì)集料離析。
因該試驗(yàn)段混合料攤鋪寬度為14.25m,我們采用2臺(tái)ABG攤鋪機(jī)成階梯形攤鋪,兩臺(tái)機(jī)攤鋪時(shí)前后相差15~20m,后一臺(tái)攤鋪機(jī)與前一臺(tái)重疊10cm左右寬度,碾壓時(shí)可整幅統(tǒng)一碾壓。
當(dāng)已攤鋪的作業(yè)段達(dá)到100m左右時(shí),即可碾壓。按原先試驗(yàn)段施工方案設(shè)計(jì)的壓實(shí)機(jī)械組合原則為:先用14t振動(dòng)碾穩(wěn)壓一遍,再用20t振動(dòng)碾(激振力370KN)加振4遍,隨后用21t三輪碾靜壓4遍追壓密實(shí)度,再用26t輪胎碾碾壓2遍封漿處理。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算,該100m作業(yè)段拌和、運(yùn)輸、攤鋪用時(shí)約100min,碾壓成型約70min,實(shí)際延遲時(shí)間約2.8h左右,小于初凝時(shí)間,符合設(shè)計(jì)圖及施工規(guī)范要求。
水泥穩(wěn)定碎石必須連續(xù)作業(yè)不間斷,每天收工的接頭斷面應(yīng)設(shè)置與道路中線垂直的橫縫接茬。過(guò)明涵、明洞、橋梁時(shí)必須設(shè)置橫縫,基層的橫縫最好與橋頭搭板尾端吻合,但要注意該處的碾壓質(zhì)量。第二天施工的接茬如有模板支擋的,只須清除浮石、浮灰;如無(wú)模板支擋的,應(yīng)在前一工作面畫與中線垂直的橫縫線,縱向鑿除約50cm左右,露出新鮮的水穩(wěn)面為止,再把接茬部位浮石、浮灰清掃干凈后灑水濕潤(rùn),即可連續(xù)作業(yè)。碾壓尤其是壓路機(jī)開振時(shí)在該部位必須小心細(xì)致,既不得漏壓,也不得把前一天已有強(qiáng)度的混合料壓斷,以確保全位置的壓實(shí)度均勻一致。
該220m試驗(yàn)段碾壓完成后質(zhì)檢員與監(jiān)理工程師立即進(jìn)行必要的質(zhì)量檢測(cè)和檢查,整個(gè)試驗(yàn)段自上午9:30開機(jī),到下午4:30全部結(jié)束,同時(shí)對(duì)碾壓的水穩(wěn)混合料開始養(yǎng)護(hù)。我施工單位專門購(gòu)買了透水無(wú)紡?fù)凉げ?,濕?rùn)后人工覆蓋在已碾壓完成的基層頂面。覆蓋2h后,用噴霧式灑水車灑水,在7d內(nèi)保持水穩(wěn)基層面處于濕潤(rùn)狀態(tài),同時(shí)封閉交通。
該水泥穩(wěn)定碎石試驗(yàn)段總長(zhǎng)220m,壓實(shí)厚度0.18m,寬度14.25m。實(shí)際施工用混合料1354.3t,全部完成時(shí)間約9h(包括中午間歇時(shí)間)。經(jīng)拌合樓電子動(dòng)態(tài)計(jì)量器顯示,水泥實(shí)際用料70.4t,約為5.2%,比施工配合比的5%略大,現(xiàn)場(chǎng)EDTA滴定顯示平均值為5.1%,說(shuō)明施工過(guò)程中水泥略有損耗。在養(yǎng)護(hù)7d后,該試驗(yàn)段已能鉆芯取出完整芯樣,高程、橫坡、厚度按、壓實(shí)度、平整度等合格率都在98%以上。
水泥穩(wěn)定碎石的試驗(yàn)段主要是為大規(guī)模的施工積累經(jīng)驗(yàn),避免因原材料、施工機(jī)械、施工人員配合不當(dāng)造成不必要的損失。通過(guò)試驗(yàn)段,我們可以驗(yàn)證施工混合料的配合比,確定鋪筑的松鋪厚度和松鋪系數(shù)、確定標(biāo)準(zhǔn)施工方法、確定每一個(gè)作業(yè)段合適長(zhǎng)度等多項(xiàng)數(shù)據(jù),并及時(shí)修正、完善。水穩(wěn)試驗(yàn)段各檢驗(yàn)項(xiàng)目的檢測(cè)結(jié)果顯示,基本符合施工圖設(shè)計(jì)和施工規(guī)范的規(guī)定,試驗(yàn)段工程的實(shí)體質(zhì)量和工程資料經(jīng)參建各方驗(yàn)收合格??蛇M(jìn)行大規(guī)模施工。