張建平、姚國強
(江西省路港檢測中心有限公司,江西 南昌 330200)
汕頭市濱海大道新溪段(起止樁號:K05+400~K09+715.126)起點與新津河大橋順接,沿規(guī)劃區(qū)規(guī)劃范圍向北方向延伸,至外砂河大橋,路線全長約4.315km,紅線寬51.5m。濱海大道承擔著規(guī)劃區(qū)與外部的主要聯系交通,定為城市主干路,雙向六車道,設計車速60km/h,3.5%水泥穩(wěn)定碎石,強度等級R7≥2.5MPa,彎沉值≤102(0.01mm),壓實度≥97%[1]。
濱海大道新溪段路面結構布置如下:細粒式改性瀝青混凝土(AC-13C)4cm 改性乳化瀝青黏層PC-3 黏油層0.5L/m2;中粒式瀝青混凝土(AC-20C)5cm;改性乳化瀝青黏層PC-3 黏油層0.5L/m2;粗粒式瀝青混凝土(AC-25C)7cm;稀漿封層1cm;逶層AL(M)-2 液體石油瀝青1.5L/m2;5% 水泥穩(wěn)定級配碎石32cm;3.5%水泥穩(wěn)定級配碎石15cm。
路用的水泥、碎石、石屑等材料必須檢測合格,不合格的材料嚴禁進場,更不準使用。
水泥穩(wěn)定碎石基層要想保證施工質量合格,必須加強原材料質量管控,而水泥是穩(wěn)定劑的類型,所以做好水泥質量控制極為關鍵。為了能夠有效提升水泥穩(wěn)定碎石混合料的綜合性能,施工時間充足,應該選擇初凝時間超過3h,終凝時間在6~10h 之間且強度為32.5 的復合硅酸鹽水泥或者42.5 的普通硅酸鹽水泥。水泥品牌的選擇尤為重要,工作人員要保證質量穩(wěn)定、供應充足且運輸距離合理。每批次水泥材料進場前,檢查和質量合格證明書,分批次進行抽檢,確保滿足施工要求。該工程采用生產廠家為華潤水泥(汕頭)有限公司、品種等級為PC.32.5R 復合硅酸鹽水泥,初凝時間為183min,終凝時間為234min,28 天抗壓強度為33.6MPa,檢測結果均符合技術規(guī)范要求。
級配碎石粒徑控制在26.5mm 以內,如果粒徑超標,則容易損害設備且會造成離析問題發(fā)生。城市主干路對結構層的使用性能要求高,應選擇不少于4 檔備料,保證級配的穩(wěn)定性。為了使混合料均勻性達標且便于施工操作,采用19~26.5mm、9.5~19mm、4.75~9.5mm 的粗集料,0~4.75mm 的石屑四種材料按一定比例參配而成。最大粒徑不大于26.5mm 級配碎石的顆粒組成要符合《公路路面基層施工技術細則》(JTG/T F20—2015)表4.5.4 中C-B-1 級配要求,其液限不大于28%,塑性指數不大于5。水泥穩(wěn)定級配碎石中0.075mm 以下的含量較高時,將影響混合料的收縮性,容易開裂;含量較低時,將影響混合料的抗疲勞性能,因此施工過程要嚴格控制混合料中0.075mm 檔含量(2%~5%)。粗集料的顆粒級配要符合《公路路面基層施工技術細則》(JTG/T F20—2015)表3.6.2 的規(guī)格要求(主要檢查所進料的顆粒級配的偏差情況),重、中、輕交通要求粗集料的壓碎值不大于26%,針片狀含量不大于18%,0.075mm 以下粉塵含量不大于2%,軟石含量不大于5%。細集料要測定小于0.075mm 的塑性指數,其值不大于17,有機質含量小于2%,硫酸鹽含量不大于0.25%,顆粒級配要符合《公路路面基層施工技術細則》(JTG/T F20—2015)表3.7.3 的規(guī)格要求[2]。上述材料在使用前要測兩個樣品,使用過程中每2000m3測兩個樣品試驗。料場堆料時,采用小堆方式存放,高度不能過高,還要防止大粒徑材料滾落,否則會給級配造成影響。工程所需的原材料嚴禁混雜,要分檔隔倉堆放,并有明顯的標志,標志包括材料名稱、產地、規(guī)格、數量、進料時間、檢驗狀態(tài)、試驗報告號、檢驗批次等。儲料倉在內的所有地材存放場地必須加設輕型鋼結構頂棚,以此起到遮陽、防風擋雨的作用,避免材料含水量不均勻,導致混合料離析現象發(fā)生。
綜上所述,該工程所使用各檔材料參配比例及檢測結果見表1。
表1 各檔材料參配比例及檢測結果
通常適合于飲用的水,均可作為拌制和養(yǎng)護之用。若使用的非飲用水要進行水質檢驗,經檢測pH值為7.5,Cl-含量850mg/L,SO42-含量1200mg/L,均符合《公路路面基層施工技術細則》(JTG/T F20—2015)表2.1.2 的規(guī)定要求。
水泥穩(wěn)定碎石料采用集中廠拌方式制作,水泥為黏結劑,對于水泥穩(wěn)定碎石混合料的性能產生直接影響。如果水泥加入比例過小,混合料強度無法滿足要求,而比例過大,則會使裂縫發(fā)生率過高,所以對于水泥劑量應嚴格控制。拌和站出料前,實驗室人員與拌和站人員配合,在拌和前應該做好設備調試處理工作,各種材料的配比以及含水率都應符合技術要求,保證混合料的性能達到規(guī)范化標準。按照室內設計的配合比(見表2)先試拌一鍋混合料,再用EDTA 滴定法檢測水泥劑量,以便工作人員能夠及時調整混合料的水泥劑量。對水泥穩(wěn)定材料,工地上實際采用的水泥劑量要比室內試驗確定的劑量多0.5%~1%,采用集中廠拌法施工時要增加0.5%,采用路拌法施工時要增加1%。
表2 3.5%水泥穩(wěn)定碎石配合比
因為降雨潮濕等方面的影響,容易導致水泥輸出管道發(fā)生堵塞問題,工作人員需定期清理,以保證管道通行度合格。裝載水泥的料倉要達到干燥、密封性的效果,同時還要在現場設置有破拱裝置。在制作時,通過計重裝置進行水泥材料的比例控制,利用電機轉速進行計量。試驗室人員做好生產環(huán)節(jié)的全面監(jiān)控,保證拌和場時刻處于管控范圍內,間隔2h 進行一次篩分,水泥計量間隔2h 滴定一次。各個料倉都有人員進行監(jiān)控,保證水泥出口的材料顏色均勻。通過顏色即可判斷水泥劑量是否正常,以保證質量管理到位。試驗人員取料過程中,必須加強計量,保證集料以及水泥材料的加入比例合格,符合配合比的要求,按照四分法進行取樣,如有必要使用9.5mm 過篩,將影響質量的集料去除掉,確保水泥計量滴定達到精度要求。除以上方式,為了保證水泥劑量符合要求,還要有專人做好每日混合料數量與水泥材料的使用量統(tǒng)計和攤鋪現場對比分析,實現全面控制。
水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和處理環(huán)節(jié),除了做好水泥劑量控制外,還有就是含水量的控制工作。在混合料制作中,使用流量計控制加水量。城市主干道內,水的流量參數按照中央控制室面板顯示參數值控制。如果天氣環(huán)境溫度較高或者運輸距離較長,則應該適當增加含水率。在城市主干道施工中,拌和場間隔2h進行一次含水率的檢測,間隔4h 進行一次結合料劑量檢測,且做好各項記錄。此外,還要組織相關人員觀察混合料出口位置上材料的顏色、粗細集料包裹情況等,以確定水泥計量、含水量等參數是否合格,如果存在問題,應及時做出改進和調整,為混合料質量水平的提升奠定基礎。
要想達到工程的質量標準,攤鋪與碾壓控制也非常重要。在攤鋪施工前,做好下述工作:第一,保證下承層結構全部清理干凈,級配碎石表面松散石子清理掉,沒有任何雜物且灑水保濕處理;第二,測量標高尺寸,明確鋪設基準線;第三,檢查攤鋪機性能,試運行設備,各項功能符合要求,不會影響攤鋪正常進行;第四,保證人員、材料、設備都滿足工程施工標準。
要想防止混合料發(fā)生離析問題,應采用RP951W型和RP802W 型兩臺瀝青混凝土攤鋪機采取梯隊作業(yè)方式進行攤鋪施工,從而使攤鋪工作順利開展。攤鋪實施環(huán)節(jié),兩臺攤鋪機設備的距離控制在10m 以內,并且兩個施工路面重疊300~400mm。因為水泥材料在其中的作用,水泥穩(wěn)定碎石材料的強度性能形成比較快,且不會在終壓階段進行繼續(xù)補壓,所以能夠保證攤鋪與碾壓同時進行,連續(xù)作業(yè)施工,現場施工更加緊湊,一次施工即可達到壓實度的標準。城市主干道路中,水泥穩(wěn)定材料從裝車到運輸到現場,時間控制在1h 以內,如果超出2h,禁止投入工程中使用?;旌狭系暮蕬撋晕⒏哂谧罴押实臉藴?,如果環(huán)境溫度高且較為干燥,則含水率應超出最佳含水率0.5%~1.5%。碾壓施工開始后,應用雙鋼輪壓路機先穩(wěn)壓2~3 遍,再應用激振力超過35t 的壓路機碾壓,最后應用18~21t 三輪壓路機進行碾壓壓實施工,雙鋼輪壓路機終壓,以保證路面沒有出現輪跡問題。碾壓施工全部完成后,繼續(xù)進行壓實度檢測,為后續(xù)碾壓提供數據支撐。壓實度檢測時,保證含水率和最佳含水率的差值控制在2%以內,試驗人員做好現場攤鋪環(huán)節(jié)的管控以及含水量的控制。壓實度參數能夠在一定程度表明路面結構的密實度性能,如果壓實度無法滿足要求,成型后結構強度也無法達到要求,會導致結構剛度與強度的下降,破壞總體施工效果。在具體施工作業(yè)階段,從攤鋪、碾壓到檢測的各個環(huán)節(jié)進行分工協(xié)作與控制,如果存在問題,工作人員應及時解決處理。另外,要想保證水泥穩(wěn)定碎石基層結構質量控制,必須做好下述三個方面工作:
第一方面,加強含水量的監(jiān)測。如果含水量過低,水泥在混合料內水化反應沒有完成,黏結性能比較低,碾壓后容易導致結構干燥、松散,外觀質量不合格,壓實度性能也不足。若存在這些問題,應立即使用灑水車噴水并且補壓施工;如果有局部松散的情況,應及時將松散部分挖除干凈,再填充合格的混合料;如果含水量過高,會出現軟彈的問題,不容易成型,應該及時將該部分挖出,再重新填料碾壓施工。
第二方面,還要加強水泥劑量監(jiān)測。級配性能合格的條件下,水泥劑量越大,干容重也會越大,強度也會越高,但是極易發(fā)生裂縫問題,因此工作人員要及時做好水泥劑量監(jiān)控和管理工作。
第三方面,礦料級配監(jiān)測。保證級配合理,達到混合料的性能要求,保證結構強度、剛度性能合格。
水泥穩(wěn)定碎石制作完成后,應該及時灑水養(yǎng)生施工,時間控制在7d 以上。經過養(yǎng)護施工,保證水泥穩(wěn)定碎石基層的質量合格,結構性能達標,尤其是夏季環(huán)境溫度較高的情況下,連續(xù)灑水保濕極為重要。養(yǎng)生階段,禁止大型車輛通行。
濱海大道新溪段水泥穩(wěn)定碎石基層施工中,做好質量控制尤為重要,具體如下所示:一是調試拌和機,保證各種材料達到配合比要求;二是調試拌和時間,確保材料均勻性合格;三是檢測混合料含水量、集料級配、水泥劑量、7 天無側限抗壓強度;四是水穩(wěn)碎石出料要及時檢測混合料含水量和水泥劑量,再根據前場檢測結果作調整;五是虛鋪厚度為21cm,采用雙基準線控制,基準線采用鋼絲繩,高程控制樁間距為10m。通過上述,應采取的措施如下:一是水泥穩(wěn)定碎石料符合施工要求,運輸到現場無離析、無粗細骨料分離現象,色澤一致,易于攤鋪;二是現場抽樣檢測,水泥劑量、顆粒級配均符合要求;三是碾壓成活后,壓實度均≥97%。
同時嚴格執(zhí)行《公路路面基層施工技術細則》(JTG/T F20—2015)要求,嚴格落實質量管控措施,但是存在如下難點:一是級配控制難;二是防止發(fā)生基層裂縫。為了能夠防止發(fā)生裂縫的問題,嚴格使用壽命,應從下述幾點出發(fā):一是嚴格控制集料含泥量;二是保證混合料含水量不超過最佳含水量±1%;三是加強水泥加入比例控制;四是嚴格落實養(yǎng)生措施。只有如此,才能提高水泥穩(wěn)定基層質量水平,養(yǎng)護7d后,經現場檢測,各項指標均符合設計要求:一是基層平整,無裂縫現象,二是彎沉值為86(0.01mm),三是基層取芯,厚度達155mm、芯樣完整、無松散現象,四是芯樣抗壓強度為3.5MPa。