孫建民
(山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)有限公司, 太原 030009)
我國高等級(jí)公路瀝青路面、城市道路瀝青路面,多采用傳統(tǒng)的密集配水穩(wěn)基層。該種結(jié)構(gòu)類型,強(qiáng)度高、承載力大, 且有良好的抗疲勞性能、抗沖刷性能;但同時(shí)也存在著脆性大、抗變形能力低,受溫度、濕度影響明顯,易形成反射裂縫等問題。上述問題在公路維修養(yǎng)護(hù)中非常多見。為解決該問題,我們依托河南某項(xiàng)目,對(duì)骨架密實(shí)型水穩(wěn)基層進(jìn)行針對(duì)性系列研究,以達(dá)到解決傳統(tǒng)密集配水穩(wěn)基層存在相關(guān)問題。
河南某高速公路路面工程一標(biāo)段,全長 13.0903公里。試驗(yàn)路段水穩(wěn)底基層18cm厚,工程量為7萬余m3;水穩(wěn)基層34cm厚,工程量13萬余m3。項(xiàng)目研究與西安某高校產(chǎn)學(xué)研合作研發(fā),擬采用骨架密實(shí)型水穩(wěn)基層。
2.1 粗集料
2.1.1 碎石技術(shù)指標(biāo)要求詳見表2.1。
表2.1 碎石技術(shù)要求
2.1.2 碎石最大粒徑≤37.5mm,并按粒徑1#料19~37.5mm、2#料9.5~19mm、3#料4.75~9.5mm三種規(guī)格備料,且必須符合表2.2的要求。
表2.2 集料規(guī)格要求
2.1.3 實(shí)驗(yàn)用碎石采用自采,以更好地控制碎石質(zhì)量。碎石生產(chǎn)采用反擊或圓錐式破碎機(jī),適應(yīng)硬度高,塊度大的石料破碎,確保集料顆粒形狀和粒度,禁止采用鱷式破碎機(jī)。
2.2 細(xì)集料
2.2.1 細(xì)集料采用石屑,即粒徑小于4.75mm的集料,級(jí)配要求如下表2.3所示:
表2.3 石屑規(guī)格要求
2.2.2 細(xì)集料質(zhì)量控制要求如下表2.4規(guī)定,且干燥無雜質(zhì)。
表2.4 石屑技術(shù)要求
3.1 礦料級(jí)配要求如下表3.1所示:
表3.1 礦料級(jí)配
3.2 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn):必須符合下表3.2要求。
表3.2 壓實(shí)度及7d抗壓強(qiáng)度
3.3 試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)
3.3.1 根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際使用集料的篩分結(jié)果,確定各規(guī)格集料組成比例,合成集料級(jí)配應(yīng)符合前述表4.1規(guī)定。
3.3.2 初始試驗(yàn)室試配配合比,水泥穩(wěn)定碎石的水泥劑量不得超過4.5%。試配時(shí),采用水泥:碎石=2.5:97.5、3.0:97、3.5:96.5、4.0:96、4.5:95.5五組。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,在水泥:碎石=3.0:97、3.5:96.5之間,增加2組配合比試驗(yàn),按達(dá)到試驗(yàn)要求并留有合理富余的原則,選定配合比為:水泥:碎石=3.3:96.7。
設(shè)計(jì)配合比設(shè)計(jì)中,考慮混合料的整體級(jí)配對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)的影響,不同粒徑碎石配合比確定為:石屑(0~4.75mm)∶碎石(4.75~:9.5mm)∶碎石(9.5~19mm):碎石(19~37.5mm)=31:10:22:37;。
混合料的最佳含水量為3.8%,最大干密度2.507g/cm3。
3.3.3 施工配合比的調(diào)整
1)結(jié)合大面積施工中,原材料控制和施工各參數(shù)控制與理想狀態(tài)的差異,現(xiàn)場實(shí)際采用水泥劑量可增加0~0.3%。
2)每次開盤前,檢測原材料級(jí)配、天然含水量,并考慮施工季節(jié)、氣溫、運(yùn)距等對(duì)混和料含水量的影響,確定施工配合比中實(shí)際用水量,以確保碾壓時(shí)含水量接近于最佳含水量。
3.4 試驗(yàn)段施工
3.3.1 現(xiàn)場試驗(yàn)區(qū)域在該高速公路現(xiàn)場選擇,試驗(yàn)長度300m。拌和方式采用水泥穩(wěn)定碎石拌和站集中場拌。
3.3.2 試驗(yàn)段考慮不同施工參數(shù)設(shè)計(jì),確定5個(gè)試驗(yàn)段進(jìn)行施工。水泥穩(wěn)定料按15cm、16cm、18cm、20cm厚4種厚度,一層攤鋪試驗(yàn);34cm厚水穩(wěn)基層分二層攤鋪試驗(yàn)。
3.3.3 通過試驗(yàn)段施工及試驗(yàn)檢測結(jié)果,確定適宜的施工攤鋪厚度、壓實(shí)方法,礦料級(jí)配、標(biāo)準(zhǔn)密度是否適宜。
3.3.4 試驗(yàn)段選擇在驗(yàn)收合格的路基上試鋪,與實(shí)際大面積施工時(shí)的工況保持一致。
4.1 各檔集料每批次進(jìn)場前進(jìn)行外觀檢查及取樣進(jìn)行篩分,按目標(biāo)配合比的摻配比例進(jìn)行合成級(jí)配篩分,嚴(yán)禁杜絕不合格的原材料進(jìn)場。
4.2 下承層準(zhǔn)備:表面必須保持清潔,施工前清掃干凈;適量霧狀灑水保持表面略濕潤。
4.3 邊緣立模板以保證邊緣壓實(shí)度。模板標(biāo)高需略低于壓實(shí)厚度,以保證壓實(shí)有效。安裝時(shí)采用拉線法立模,在變坡、彎道及超高緩和段時(shí),支模后及時(shí)進(jìn)行復(fù)合校正。
4.4 混合料出料、卸料要保證粗細(xì)集料不離析。施工中可對(duì)攤鋪機(jī)進(jìn)行如下調(diào)整:
1)采用鋼板降低前擋板高度至距攤鋪面5cm;
2)前擋板刮板兩端安裝擋板。
3)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí),梯隊(duì)攤鋪,搭接作業(yè)。
4.5 碾壓
4.5.1 碾壓前和初壓后保證兩次沿側(cè)模灌水泥漿。
4.5.2 初壓、復(fù)壓和終壓作業(yè),保持連續(xù)作業(yè)。
4.5.3 碾壓采用重膠輪壓路機(jī)+鋼輪壓路機(jī)組合進(jìn)行。
4.5.4 強(qiáng)化操作人員持證上崗,壓路機(jī)倒車換擋必須輕且平順,不要拉動(dòng)基層,出現(xiàn)鼓包時(shí),配專人進(jìn)行鏟平處理。
4.6 養(yǎng)護(hù):無紡?fù)凉げ几采w養(yǎng)護(hù),灑水養(yǎng)生。養(yǎng)護(hù)期嚴(yán)禁重車通行,養(yǎng)護(hù)至少7d后方能鋪筑上層。
通過對(duì)骨架密實(shí)型水穩(wěn)基層的系統(tǒng)研究,從試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)、施工配合比調(diào)整、現(xiàn)場試驗(yàn)段施工及檢測,大面積實(shí)施驗(yàn)證,以及現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)完成,整體質(zhì)量控制良好。
現(xiàn)場按照不同部位和情況取芯檢驗(yàn)時(shí),取出的芯樣完整密實(shí),底部無松散,結(jié)構(gòu)層次清晰,厚度、強(qiáng)度等均滿足設(shè)計(jì)要求。
本項(xiàng)目基層無側(cè)限抗壓強(qiáng)度代表值不少于7.0MPa?,F(xiàn)場檢測試驗(yàn)結(jié)果顯示:全標(biāo)段無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果平均在9.5MPa以上。相比傳統(tǒng)密級(jí)配水穩(wěn)基層的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均在8MPa以上的要求,在減少水泥用量、節(jié)約成本的前提下,強(qiáng)度提高。
同時(shí),在竣工驗(yàn)收維護(hù)保養(yǎng)過程中,經(jīng)回訪,與傳統(tǒng)密集配水穩(wěn)基層相比較,反射裂縫明顯減少。
通過對(duì)骨架密實(shí)型水穩(wěn)基層的全過程研究,該種結(jié)構(gòu)類型,比較于傳統(tǒng)普通水泥穩(wěn)定碎石基層,配合比屬于開級(jí)配,強(qiáng)度要求高,能夠克服普通水泥穩(wěn)定碎石的質(zhì)量缺陷,節(jié)省水泥用量約 20%,且減少路面后期養(yǎng)護(hù),減少翻修次數(shù)確保交通暢通。本文通過總結(jié)其經(jīng)驗(yàn),達(dá)到本適用技術(shù)的推廣應(yīng)用。