周泰峰

(新疆交通建設(shè)管理局項(xiàng)目執(zhí)行一處，新疆　烏魯木齊　830049)

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水泥穩(wěn)定砂礫基層在高速公路施工中的應(yīng)用

周泰峰

(新疆交通建設(shè)管理局項(xiàng)目執(zhí)行一處，新疆烏魯木齊830049)

周泰峰(1988—)，助理工程師，研究方向：公路項(xiàng)目現(xiàn)場技術(shù)及質(zhì)量施工管理。

摘要：文章結(jié)合某高速公路建設(shè)項(xiàng)目，介紹了水泥穩(wěn)定砂礫基層施工中的原材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、混合料的制作、管理方法、施工工藝以及施工控制技術(shù)，為公路工程建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定砂礫；施工工藝；配合比；骨架密實(shí)型

0引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國高速公路建設(shè)也得到了飛速發(fā)展。伴隨著原料需求的日益增大，獲取傳統(tǒng)碎石原料由于需要開挖巖體和破碎巖石，其過程往往會造成植被受損、塵土飛揚(yáng)等環(huán)境破壞，加上碎石成本的增大及部分地方資源匱乏，使得其應(yīng)用受到限制[1]。

近些年來，水泥穩(wěn)定砂礫基層以其經(jīng)濟(jì)適用、施工便利和安全性高等優(yōu)勢，在高速公路施工中得到了廣泛的應(yīng)用。但因?yàn)樗喾€(wěn)定砂礫基層易開裂，故一般用于基層和墊層。水泥穩(wěn)定砂礫基層影響因素還包括配合比、級配和溫度等，因此根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚝褪┕l件，選擇性能合適的混合料配比，是鋪筑好水泥

穩(wěn)定砂礫基層的關(guān)鍵因素。

1工程概況

某高速公路采用6車道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，全線總長300 km，存在施工工期緊、路線長、管理范圍大等難度。為此，全線采用水泥穩(wěn)定砂礫基層，其厚度為30 cm；基層分上、下兩層進(jìn)行施工，基層3 d的抗壓強(qiáng)度>12 MPa；混合攪拌站設(shè)置在施工現(xiàn)場附近，若距離施工現(xiàn)場較遠(yuǎn)，運(yùn)輸過程需避免水分的蒸發(fā)，且應(yīng)確保連續(xù)施工的要求；基層攤鋪工作采用攤鋪機(jī)，碾壓機(jī)器壓力需>12 t的壓路機(jī)；每次碾壓長度保證在50～70 m之間，相鄰段碾壓需重疊4 m左右；基層壓實(shí)度>98%。

2水泥穩(wěn)定砂礫制作

2.1原材料的選擇

2.1.1水泥

采用強(qiáng)度等級32.5的普通硅酸鹽水泥，各項(xiàng)物理力學(xué)性能技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1　水泥的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)值表

2.1.2天然砂礫

根據(jù)就地取材的原則，本項(xiàng)目天然砂礫取自附近的砂石廠。其篩分結(jié)果見表2。

表2　天然砂礫篩分結(jié)果表

2.1.3碎石

將天然砂礫分成5～10 mm、10～20 mm和20～30 mm三個尺寸等級，具體見表2。

2.1.4水泥用量

本項(xiàng)目規(guī)定水泥用量區(qū)間為4.5%～6%。

2.2配合比的確定

《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D50-2006)中骨架密實(shí)型的設(shè)計(jì)方法，指出了基層混合料集料級配的關(guān)鍵性[2]。天然砂礫都有一定程度的含泥量，細(xì)料偏多，但尺寸為4.75～9.5 mm、19.0～31.5 mm的砂礫含量較低。為確保砂礫級配達(dá)到要求，工程建設(shè)中不會直接采用天然砂礫，而是將天然砂礫進(jìn)行分級。本項(xiàng)目通過改變4.75 mm篩孔的通過率制定出3種水泥穩(wěn)定砂礫級配，見表3。

表3　配合比結(jié)果表

2.3水泥穩(wěn)定砂礫制作

2.3.1混合料的攪拌

水泥穩(wěn)定砂礫制作過程較簡單，主要是將砂礫、水泥和水加入攪拌機(jī)中攪拌均勻。唯一不同的是不同區(qū)域路段可能采用不一樣的配合比[3]。原材料需按配合比均勻地加入到攪拌機(jī)中，攪拌速度要適中，避免出現(xiàn)集料離析和混合料不均勻現(xiàn)象。水量的控制也是制備好水泥穩(wěn)定砂礫的關(guān)鍵因素?；旌狭虾啃?，不能充分化解水泥，水泥穩(wěn)定集料的作用降低，且很難壓實(shí)、表面松散；含水量大，易反彈且壓不實(shí)，干縮反應(yīng)帶來裂隙增多。此項(xiàng)目含水量控制在最佳含水量的1.4%～1.2%之間。再者，混合料的攪拌應(yīng)保持連續(xù)、均勻的操作過程。

2.3.2水泥穩(wěn)定砂礫的運(yùn)輸

當(dāng)施工現(xiàn)場無合適場地設(shè)置攪拌站時，造成攪拌站距離施工現(xiàn)場較遠(yuǎn)，此時涉及混合料的運(yùn)輸。在運(yùn)輸過程中，通常會造成混合料中水分的蒸發(fā)。因此，應(yīng)給運(yùn)輸車輛增加覆蓋措施，特別是高溫季節(jié)。運(yùn)輸過程中保證道路暢通，原則上車輛不能中途停留，并且車輛數(shù)量需保證施工的連續(xù)。另外，碾壓完畢的停留時間≤3 h，且不能超過終凝時間。

3水泥穩(wěn)定砂礫施工

3.1施工準(zhǔn)備

基層分上、下兩層進(jìn)行施工，故施工準(zhǔn)備分為底基層施工準(zhǔn)備、下基層施工準(zhǔn)備、測量放樣和支模。

3.1.1底基層施工準(zhǔn)備

首先將底基層表面上的雜物進(jìn)行清除，然后使用壓路機(jī)碾壓底基層，碾壓完后檢查底基層的平整度、密實(shí)度和高程等能否滿足要求；接著對底基層噴灑一定量的水，使得底基層達(dá)到濕潤條件，確保基層與底基層牢固連接。

3.1.2下基層施工準(zhǔn)備

同底基層表面一樣，下承層需將雜物等清除干凈。在鋪上承層1.5 h前，灑水潤濕下承層；待表面水初干后，在下承層表面均勻?yàn)⑸纤啵唤又鴮⑺嗪退旌暇鶆?，再噴水使其成為水泥漿且保證水泥漿均勻分布在下承面上。

3.1.3測量放樣

打中樁，平曲線1個(5m)，直線1個(10m)；打木樁，設(shè)置于距離基層兩側(cè)35 cm左右處，用于水準(zhǔn)測量。配固定架的鋼釬用鋼筋制作，采用鋼絲進(jìn)行標(biāo)高控制，每段長度為150 m。

3.1.4支模

支模是為控制基層邊部強(qiáng)度，通常在中央分割帶一側(cè)使用鋼模板，靠邊坡一側(cè)培土模。培土模寬度為基層邊界至路基邊界，其高度與水穩(wěn)虛鋪齊高。培土模靠基層一側(cè)加鋪塑料薄膜，防止邊部水泥穩(wěn)定砂礫中的水分散失。

3.2機(jī)器攤鋪

水泥穩(wěn)定砂礫主要采用攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪[4]。(1)攤鋪機(jī)調(diào)整至水平且垂直于路面中線布置；采用兩臺攤鋪機(jī)前后相隔8 m左右相向攤鋪。(2)運(yùn)料車卸料(第一輛運(yùn)料車應(yīng)盡可能接近攤鋪機(jī)，之后的運(yùn)料車靠近攤鋪機(jī)需距離25 cm左右)，卸料過程應(yīng)均勻。(3)進(jìn)行攤鋪，攤鋪機(jī)行進(jìn)速度需緩慢，保證勻速、均勻攤鋪；攤鋪機(jī)兩側(cè)人工輔助加料，使基層攤鋪一次成型；為確保攤鋪工作的連續(xù)性，攤鋪機(jī)前始終要保證有一定的混合料。(4)當(dāng)攤鋪完成3 m左右后，馬上對攤鋪面的標(biāo)高和坡度進(jìn)行測量，若不符合要求，則進(jìn)行調(diào)整。水泥穩(wěn)定砂礫基層機(jī)器攤鋪工作的人員配置情況見表4。

表4　機(jī)器攤鋪工作的人員配置表(個)

3.3碾壓

水泥穩(wěn)定砂礫基層的壓實(shí)度是一個關(guān)鍵指標(biāo)，它影響著水泥穩(wěn)定砂礫基層的耐凍性、干縮性等。

本項(xiàng)目采用12 t以上壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，壓實(shí)厚度≤20 cm/層；每次碾壓長度保證在50～70 m之間，相鄰段碾壓需重疊4 m左右。其中碾壓的最佳時機(jī)是混合料的含水量與最佳含水量相當(dāng)時；碾壓長度根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件和含水量的變化靈活調(diào)整。按照先靜初壓、后動復(fù)壓、最后靜終壓的順序進(jìn)行碾壓施工；直線段碾壓方式從低到高，曲線段碾壓方式由內(nèi)向外，碾壓輪跡重疊1/2輪寬；基層碾壓采用有側(cè)限碾壓，基層邊緣采用小型壓路機(jī)碾壓。壓路機(jī)行駛速度需緩慢且勻速，當(dāng)其需要制動時，必須逐漸連續(xù)操作、緩慢減(低)速運(yùn)行。

3.4養(yǎng)生

水泥穩(wěn)定砂礫基層的強(qiáng)度和干縮性與養(yǎng)生也息息相關(guān)。養(yǎng)生及時，才能避免出現(xiàn)水泥穩(wěn)定砂礫基層干縮裂縫的問題，進(jìn)而保證該基層的整體質(zhì)量。

由于該地區(qū)年平均降雨量小，年平均蒸發(fā)量大，干旱缺水，因此基層養(yǎng)護(hù)采用節(jié)水養(yǎng)生膜和土工布的方法。每一碾壓長度施工完成并經(jīng)檢查符合要求后，立即采取相關(guān)措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。具體操作如下：對基層表面進(jìn)行噴水處理，在表面濕潤的狀態(tài)下，將節(jié)水養(yǎng)生膜順次、緊貼基層表面、平整地?cái)備佋诨鶎颖砻嫔?；緊接著，將土工布攤鋪在節(jié)水養(yǎng)生膜上，并用一定重量的物體壓住土工布，防止土工布意外被掀起。一般情況下，養(yǎng)生期為7 d；上、下分層施工的情況下，下承層碾壓達(dá)標(biāo)后24 h之后，上承層可以開始施工。在養(yǎng)生期間，應(yīng)封閉交通，原則上禁止任何車輛通行，特別是重型車輛。在養(yǎng)生期結(jié)束后，應(yīng)在10 d內(nèi)盡快鋪筑瀝青面層，從而避免基層因行車、暴曬等造成破壞和開裂，保證和提高基層質(zhì)量。

4結(jié)語

天然砂礫中加入粗集料可以形成骨架結(jié)構(gòu)，提高水泥穩(wěn)定砂礫基層的強(qiáng)度。不同級配的水泥穩(wěn)定砂礫具有不同的強(qiáng)度，此項(xiàng)目的混合料配合比對該區(qū)域路段今后的道路施工過程中混合料的級配選擇具有參考價值。本項(xiàng)目在水泥穩(wěn)定砂礫基層施工中，通過改進(jìn)施工工藝、優(yōu)選設(shè)計(jì)混合料配合比、提高施工管理水平和提出實(shí)際可行的施工控制技術(shù)等方法，成功地指導(dǎo)完成了該項(xiàng)目的全路段施工，為公路工程建設(shè)提供了借鑒，在我國高等級公路建設(shè)領(lǐng)域具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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Application of Cement Stabilized Gravel Base-layer in Expressway Construction

ZHOU Tai-feng

(Project Implementation 1st Division，Xinjiang Communications Construction Authority，Urumqi，Xinjiang，830049)

Abstract：In combination with an expressway construction project，this article described the raw material selection，mixing ratio design，mixture production，management methods，construction technology and construction control technology in the construction process of cement stabilized gravel base-layer，thereby providing the reference for the highway construction.

Keywords：Cement stabilized gravel；Construction technology；Mixing ratio；Skeleton dense type

收稿日期：2016-02-01

文章編號：1673-4874(2016)02-0027-04

中圖分類號：U416.213

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2016.02.006

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