劉毅
使用水泥穩(wěn)定碎石基層來(lái)建設(shè)我國(guó)高等級(jí)公路基層較別的種類基層有以下優(yōu)點(diǎn):①由于水泥穩(wěn)定碎石基層整體性好、硬度大、承載力強(qiáng)、荷載擴(kuò)散性好,這樣即使車輛荷載較重也不會(huì)造成路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足被破壞變形。②水泥穩(wěn)定碎石材料擁有較高的抗壓回彈模量,有較強(qiáng)的剛度,負(fù)載車輛行駛在路上產(chǎn)生很小的拉應(yīng)力,能很好地減少損害路面,從而使路面可以延長(zhǎng)使用。
根據(jù)我國(guó)基本國(guó)情情況以及水泥穩(wěn)定碎石基層擁有的優(yōu)勢(shì),在未來(lái)的一段時(shí)間,具備半剛性性能的水泥穩(wěn)定碎石依舊是基層的主要類型[2]。可是通過(guò)最近幾年的使用情況發(fā)現(xiàn),在使用水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面時(shí)產(chǎn)生很多狀況,主要有以下幾方面:①路面結(jié)構(gòu)損害。通過(guò)調(diào)查我國(guó)已使用的高等級(jí)水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面,發(fā)現(xiàn)主要結(jié)構(gòu)損害就是裂縫。主要是因?yàn)樗喾€(wěn)定碎石材料具有溫縮、干縮兩大特點(diǎn)。由于水泥穩(wěn)定碎石材料在溫度的作用下體積收縮而形成裂縫,又在環(huán)境變化和車輛荷載影響下使基層形成的裂縫延伸,導(dǎo)致路面裂開(kāi)。在遇到下雨天時(shí),雨水就會(huì)流入路面內(nèi)部結(jié)構(gòu),時(shí)間一長(zhǎng),水分不能蒸發(fā),荷載車輛使路面形成動(dòng)水壓力沖刷基層導(dǎo)致面層底下產(chǎn)生空層,使基層和面層粘連不牢,路面網(wǎng)裂產(chǎn)生。經(jīng)過(guò)對(duì)有裂縫路面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得知該路的彈性模量顯著變小,從而使整個(gè)路面降低了結(jié)構(gòu)承載性能,時(shí)間一長(zhǎng)就破壞了路面的整體結(jié)構(gòu)。②動(dòng)工技巧使基層之間粘連不牢。由于車輛荷載逐漸加大,對(duì)道路承載要求也在不斷提升,高等級(jí)公路水泥穩(wěn)定碎石基層也在持續(xù)加厚,通常厚度>20cm,根據(jù)規(guī)定厚度在20cm以上要分層開(kāi)工。這種分層動(dòng)工壓實(shí)養(yǎng)生基層導(dǎo)致層間粘連處出現(xiàn)薄弱面。此問(wèn)題主要從材料和施工工藝兩方面研究解決。當(dāng)前較多是對(duì)組成材料進(jìn)行研究,而施工工藝情況的研究并沒(méi)有被看重。文章對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)單論述。
通過(guò)對(duì)某市某段高級(jí)公路的鋪筑試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證水泥穩(wěn)定碎石基層進(jìn)行分層持續(xù)鋪筑技巧運(yùn)用情況。試驗(yàn)段設(shè)置起止樁號(hào)是K12+380~K13+280,用40cm水泥穩(wěn)定碎石材料鋪筑基層。
通過(guò)動(dòng)工現(xiàn)場(chǎng)取料,按原計(jì)劃要求的實(shí)驗(yàn),結(jié)合經(jīng)濟(jì)與設(shè)計(jì)強(qiáng)度選取3.5%、4.0%、4.5%的水泥含量對(duì)混合料進(jìn)行7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試[1]。
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知,以該路的等級(jí),選用4.0%、4.5%的水泥用量都可以滿足設(shè)計(jì)中要求的計(jì)劃強(qiáng)度。最后選擇能同時(shí)滿足設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)的3.8%的水泥用量。
大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層分層連續(xù)攤鋪施工技術(shù)施工流程如下:動(dòng)工前期準(zhǔn)備→底基層清除→高程勘測(cè),掛好鋼絲繩→拌合站拌和混合料→裝載機(jī)就位→混合料運(yùn)輸→裝載機(jī)攤鋪下基層→下基層攤鋪100m后,攤鋪機(jī)就位→碾壓,壓實(shí)度達(dá)到93~95%,選取凸塊壓路機(jī)實(shí)施碾壓→高程勘測(cè),放置鋼絲繩→上基層攤鋪碾壓→壓實(shí)度測(cè)試符合→養(yǎng)生。
根據(jù)當(dāng)前水泥穩(wěn)定碎石基層每層之間粘連不好,而且我國(guó)之前在大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層建設(shè)進(jìn)行壓實(shí)時(shí),其基層下面往往壓實(shí)不夠和不夠均勻的提前下,對(duì)該實(shí)驗(yàn)路段大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層各層實(shí)施持續(xù)攤鋪技能時(shí)做出改革。①不再使用攤鋪機(jī)而是運(yùn)用裝載機(jī)或者挖掘機(jī)建設(shè)基層,再加以人為整平,確保下基層具有良好的平整度。②建設(shè)完成水泥穩(wěn)定碎石下基層后在進(jìn)行壓實(shí)下基層材料,保證下基層在建設(shè)上基層前壓實(shí)度有95%左右。
2.3.1 壓實(shí)度檢測(cè)
為使基層壓實(shí)度符合標(biāo)準(zhǔn),以及檢驗(yàn)分層連續(xù)攤鋪技能計(jì)劃能使用,進(jìn)行了針對(duì)試驗(yàn)段動(dòng)工現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)壓實(shí)度。用灌砂法檢驗(yàn)得知:①下基層最后的壓實(shí)度;②實(shí)施壓實(shí)的上基層;③完成所有基層壓實(shí)以后下基層具有的壓實(shí)度。
檢驗(yàn)后,下基層最后的壓實(shí)度有95%左右,而上基層完成后,檢測(cè)到下基層具有的壓實(shí)度又有提高,都符合要求標(biāo)準(zhǔn),以及上下基層具有均勻的壓實(shí)度。
2.3.2 平整度檢測(cè)
文章探討的水泥穩(wěn)定碎石基層分層連續(xù)攤鋪重點(diǎn)可解決動(dòng)工期間基層層間粘連不牢的問(wèn)題。因此還要在試驗(yàn)段建設(shè)期間,壓實(shí)完成的水泥沒(méi)干時(shí),人工挖試坑來(lái)了解基層之間的粘結(jié)狀況。
大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層分層持續(xù)建設(shè)關(guān)鍵在于不需要專門的壓路機(jī)和大厚度攤鋪機(jī),而是運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)工配置的機(jī)械來(lái)進(jìn)行基層分層壓實(shí)養(yǎng)生導(dǎo)致的層間粘結(jié)工作。該技術(shù)的重點(diǎn)是:①水泥穩(wěn)定碎石基層建設(shè)下層攤鋪混合料。運(yùn)用分層連續(xù)攤鋪方法下基層壓實(shí)完后接著就是鋪筑上基層,這時(shí)由于下基層沒(méi)完全變硬,變形調(diào)和性較好,而鋪筑下基層鋪筑時(shí)要求平整度較松,所以這時(shí)使用推土機(jī)或平地機(jī)等就可以滿足下基層攤鋪。②把控下基層最后的壓實(shí)度。鋪完下基層后壓實(shí),在壓實(shí)度有93~95%后就能鋪上基層,而且壓實(shí)上基層時(shí)還可以再次對(duì)下基層壓實(shí),使下基層最后具有的壓實(shí)度達(dá)標(biāo)。③壓實(shí)下基層后如何處置其表面。為使上下基層之間粘結(jié)度強(qiáng),完成壓實(shí)下基層后選擇凸塊壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,把表面再粗糙處置,使上下基層在坑槽位置鑲嵌連接,上下基層層間形成更強(qiáng)粘結(jié)[2]。
由于現(xiàn)在我國(guó)大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層動(dòng)工工藝仍舊實(shí)行一次性整體基層壓實(shí),而且用這種辦法的要求嚴(yán)格,不方便廣泛應(yīng)用。而文章對(duì)于大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層分層連續(xù)攤鋪動(dòng)工辦法要求簡(jiǎn)單推廣應(yīng)用也很方便。在分層連續(xù)攤鋪一體型大厚度的水泥穩(wěn)定碎石基層時(shí)準(zhǔn)備以下的動(dòng)工裝備:
①裝載機(jī)、挖掘機(jī)。選擇分層連續(xù)攤鋪動(dòng)工方法下基層攤鋪時(shí),由于下基層的平整度要求不高,可以運(yùn)用能鋪筑的施工機(jī)械例如裝載機(jī)、平地機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī),根據(jù)著幾種機(jī)械特點(diǎn)優(yōu)先運(yùn)用挖掘機(jī)、裝載機(jī)進(jìn)行下基層鋪筑。②攤鋪機(jī)?;鶎禹斆嬉蟮钠秸容^高,要求使用攤鋪機(jī)施工,攤鋪機(jī)較常用沒(méi)有特別要求,實(shí)驗(yàn)段運(yùn)用的是徐工RP952攤鋪機(jī)。
①光輪振動(dòng)壓路機(jī)。使用該機(jī)進(jìn)行壓實(shí)上基層,同時(shí)保證基層表面平整。②凸塊振動(dòng)壓路機(jī)。該機(jī)是進(jìn)行壓實(shí)下基層,壓實(shí)時(shí)形成均勻凹槽于下基層使上下基層層間的粘結(jié)更牢固,避免層間離開(kāi)與錯(cuò)位。③輪胎壓路機(jī)。由于進(jìn)行上基層壓時(shí),強(qiáng)力振動(dòng)壓實(shí)造成部分表面集料破碎,此時(shí)運(yùn)用該機(jī)壓實(shí),還要與瀝青面層配置設(shè)備一致。
綜上所述,文章經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究,在以前的施工基礎(chǔ)上進(jìn)一步了解了大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層分層連續(xù)動(dòng)工重點(diǎn)技術(shù)和工程機(jī)械的配置,以及進(jìn)行試驗(yàn)段攤鋪和檢測(cè),在連續(xù)攤鋪期間選擇凸快壓路機(jī)進(jìn)行下基層碾壓來(lái)增加上下基層之間的粘結(jié),為后期大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層全幅施工提供理論依據(jù)。
[1]王軍.厚層水泥穩(wěn)定碎石基層分層連續(xù)施工技術(shù)研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2015.
[2]黃中文.水泥穩(wěn)定碎石基層壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)及大厚度壓實(shí)技術(shù)研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2008.