唐玉輝

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610000)

0 前 言

機(jī)場造型道路路面輔助基層結(jié)構(gòu)作為鋼筋混凝土造型道路路面的主要輔助基礎(chǔ)承重支撐結(jié)構(gòu)層、瀝青鋼筋混凝土以及柔性造型道路路面的主要輔助承重支撐結(jié)構(gòu)層,其中對施工工藝要求愈加嚴(yán)格。其中我國水泥水固穩(wěn)定水性碎石施工材料基層強(qiáng)度高、板體性好、承載能力大、抗壓及防水沖刷及抗腐蝕施工性能強(qiáng)、抗?jié)B及防水耐溫度和抗凍及防腐蝕施工效果好,且各種施工工藝原材料豐富、價格便宜,在目前階段我國施工市場上的應(yīng)用廣泛。

1 機(jī)場場道工程施工材料特性

1.1 機(jī)場場道基層分類

按道面基層成型機(jī)理分類，可分為：嵌索型基層、半剛性基層。

按基層結(jié)構(gòu)層次分類，可分為：下基層、中間層、上基層。

按材料力學(xué)特性分類，可分為：柔性基層、剛性基層、半剛性基層。

1.2 施工材料結(jié)構(gòu)特性

柔性基層分為級配礫石、級配碎石、填隙碎石和混合石渣、手?jǐn)[塊石基層。手?jǐn)[塊石和混合石渣對膨脹土、鹽漬土基起到很好的隔離作用。半剛性基層主要有水泥土、沙礫土、二灰土等，經(jīng)攤鋪、碾壓、養(yǎng)護(hù)形成的結(jié)構(gòu)層。剛性基層主要有水泥穩(wěn)定碎石等，經(jīng)過攤鋪、碾壓、養(yǎng)護(hù)形成結(jié)構(gòu)層，水泥穩(wěn)定碎石初期強(qiáng)度高，且強(qiáng)度隨齡期而增加很快結(jié)成板體，7 d抗壓強(qiáng)度達(dá)3～4 MPa，28 d抗壓強(qiáng)度達(dá)5 MPa甚至以上，90 d可達(dá)到10 MPa，回彈模量大于1 000 MPa。因而具有較高的強(qiáng)度，并且水泥穩(wěn)定碎石基層成活后遇雨不泥濘，表面堅實(shí)。因此，現(xiàn)階段國內(nèi)外機(jī)場道面普遍采用的水泥穩(wěn)定碎石作為混凝土道面結(jié)構(gòu)的基層。

1.3 冬季施工水泥穩(wěn)定碎石基層的破壞機(jī)理

水泥強(qiáng)度穩(wěn)定凝固碎石材料屬于泥與水硬性復(fù)合材料,通過泥與水的粘合作用將水泥黏結(jié)劑中的水泥碎塊裹緊粘附在整塊集料層的表面,并使其具有一定的初期施工強(qiáng)度,在集料外界相互碾壓嵌擠機(jī)具的推動作用下可使集料之間相互碾壓嵌擠,形成一種骨架型和密實(shí)型的結(jié)構(gòu),從而直接使得冬季水泥強(qiáng)度穩(wěn)定凝固碎石施工具有一定的初期強(qiáng)度。隨著施工齡期的不斷增長,水泥強(qiáng)度穩(wěn)定凝固碎石已經(jīng)能夠完全滿足基層抗壓施工強(qiáng)度高的要求。在冬季碎石施工基層過程中,氣溫相對較低,水泥強(qiáng)度穩(wěn)定凝固碎石屬于基層施工，水泥在結(jié)冰后就會發(fā)生大體積收縮膨脹,當(dāng)體積膨脹的壓力大大超過其基層抗拉施工強(qiáng)度時,水泥強(qiáng)度穩(wěn)定凝固碎石施工基層就會產(chǎn)生微細(xì)凍結(jié)裂縫,反復(fù)進(jìn)行凍結(jié)溶融而使裂縫不斷收縮擴(kuò)展,導(dǎo)致冬季水泥強(qiáng)度穩(wěn)定凝固碎石施工基層抗拉強(qiáng)度不斷降低升高直至嚴(yán)重破壞。

2 機(jī)場場道工程水泥穩(wěn)定碎石基層設(shè)計

2.1 水泥穩(wěn)定碎石基層的確定

水泥穩(wěn)定碎石當(dāng)中的模塊骨料主要處理是采用級流裝配模塊碎石,先用各種水泥基石層的材料進(jìn)行填充模塊骨料的內(nèi)部空隙,然后用大量的砂漿材料補(bǔ)充遺留下來的骨料縫隙,隨后再進(jìn)行攤鋪或者碾壓,確保整個模塊碎石處理系統(tǒng)牢固并且穩(wěn)定。由于水泥穩(wěn)定碎石在初期時的整體強(qiáng)度很高,但隨著使用時間的不斷推移,強(qiáng)度不斷加強(qiáng),最后會凝結(jié)成一塊板體。由于水泥穩(wěn)定碎石基層的水泥的使用量少，一般不超過6%,后期也不會因?yàn)橄募居晁喽霈F(xiàn)板體開裂,很大程度上提高了道面的使用質(zhì)量。

2.2 施工工藝計算

基層所用施工原材料按規(guī)定進(jìn)場試驗(yàn)數(shù)量以及按規(guī)范試驗(yàn)施工規(guī)程所規(guī)定要求的每批次(包括水泥60 t、碎石400 m3/批次)嚴(yán)格委托國家項(xiàng)目管理綜合施工試驗(yàn)室部門進(jìn)行基層檢驗(yàn),各項(xiàng)檢測指標(biāo)質(zhì)量均應(yīng)基本達(dá)到國家規(guī)范試驗(yàn)要求。按國家項(xiàng)目管理綜合施工試驗(yàn)室部門出具的基層理論試驗(yàn)配合比較表進(jìn)行施工試驗(yàn)段基層施工,以便進(jìn)一步確定施工配合比。

2.3 水泥穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)施工工藝優(yōu)化

1)由于料源十分廣泛,取材也尤為方便,在實(shí)際各種道路工程施工當(dāng)中,能夠廣泛地將其進(jìn)行綜合處理運(yùn)用在各種大型道路建筑工程施工當(dāng)中。

2)水泥中的穩(wěn)定凝固碎石的工藝制作流程的工藝較為簡單,主要是需要通過水泥和穩(wěn)定碎石之間進(jìn)行的攪拌和與混合攤鋪以及壓實(shí)等工藝流程,通過這種簡單機(jī)械化的制作工藝流程施工,能夠在很大程度上縮短了整體施工工期,提升其整體施工工藝制作過程當(dāng)中的工作效率,并且能夠有效確保其通過整體工藝施工的制作工藝流程質(zhì)量不出現(xiàn)問題,其制作工藝流程具有很高的現(xiàn)代工業(yè)化和現(xiàn)代化工程技術(shù)水平。

3)水泥穩(wěn)定碎石穩(wěn)定性好,水泥穩(wěn)定碎石基層有著很好的水泥穩(wěn)定性。

4)在實(shí)際的施工當(dāng)中,可以根據(jù)施工部位的重要程度以及工程設(shè)計的實(shí)際需要對水泥穩(wěn)定碎石的配合比例進(jìn)行一些相應(yīng)的控制調(diào)整,具有很好的使用靈活性,能夠有效地控制其使用強(qiáng)度。

3 機(jī)場場道工程水泥穩(wěn)定碎石基層施工

3.1 機(jī)場場道工程水泥穩(wěn)定碎石基層施工依據(jù)

嚴(yán)格按照《民用機(jī)場飛行區(qū)土(石)方與道面基礎(chǔ)施工技術(shù)規(guī)范》(MH 5004—2002)的要求進(jìn)行施工。

3.2 機(jī)場場道工程施工要點(diǎn)

3.2.1 影響水泥穩(wěn)定碎石基層施工現(xiàn)場質(zhì)量的因素

水泥穩(wěn)定碎石基層主體實(shí)施過程中,集料、水泥的主體含水量對現(xiàn)場主體施工材料質(zhì)量會有一定的影響。由于水泥主體含水量不足,水泥在主體水分含量不足的情況出現(xiàn)不能凝結(jié)的狀況,在碎石基層的水泥碎石骨料間沒有粘結(jié)形成基層粘結(jié),容易造成水泥碎石混合料局部松散,影響到水泥穩(wěn)定碎石基層主體結(jié)構(gòu)的整體性、穩(wěn)定性,降低了基層的強(qiáng)度，必須進(jìn)行返工處理，否則會導(dǎo)致后期道面混凝土結(jié)構(gòu)基層受力不均勻，使局部道面沉降，影響安全。

3.2.2 機(jī)場場道工程水泥穩(wěn)定碎石基層施工

1)施工前準(zhǔn)備。

(1)原材料的選取及備料。

粗集料:首先需要聯(lián)系當(dāng)?shù)卮笮褪蠌S的石材供應(yīng)商,并到當(dāng)?shù)卮笮褪蠌S現(xiàn)場進(jìn)行多次實(shí)地考察進(jìn)行測量分析取樣,集料后的碎石應(yīng)盡量減少采用大型硅質(zhì)結(jié)晶碎石或者采用硅質(zhì)碎石破碎后的結(jié)晶卵石,質(zhì)地堅硬、耐久、耐磨、潔凈,最大粒徑，應(yīng)不得大于31.5 mm,采用硅質(zhì)碎石或者破碎后的硅質(zhì)結(jié)晶卵石時至少每天早上應(yīng)有兩個不易破碎的碎石斷面,壓碎后碎石含硅量值不一，應(yīng)不得超過26%,碎石中如果含有大量針狀或者葉片狀雜質(zhì)碎石時其顆粒的總量和雜質(zhì)碎石含量不一，應(yīng)不得超過20%,嚴(yán)禁隨意破碎，選用其中一種。含有大量非線性晶質(zhì)化學(xué)活性炭和少量二氧化硅的大型硅質(zhì)結(jié)晶巖石(例如含有硅質(zhì)結(jié)晶蛋白石、方石英、硅質(zhì)或硅化鎂石灰?guī)r、玻璃質(zhì)或含有隱晶質(zhì)的流紋巖等)等也不可采用作為集料碎石的粗集料,集料不應(yīng)含有可溶鹽。

細(xì)粒密集砂選料:天然細(xì)粒密集料因其材質(zhì)特點(diǎn)應(yīng)耐久、潔凈、質(zhì)地堅硬,宜盡量減少天然混合細(xì)集使用砂,設(shè)計技術(shù)文件經(jīng)許可的應(yīng)對施工處理部位也要適應(yīng)在經(jīng)許可時宜考慮減少采用天然混合顆粒機(jī)制砂的細(xì)集使用砂。宜盡量減少采用細(xì)度模數(shù)為2.6～3.2的細(xì)粒密集料,同一細(xì)度模數(shù)配合比中不同使用細(xì)集料對砂的細(xì)粒質(zhì)量密度響應(yīng)數(shù)值和顆粒變化量的誤差響應(yīng)范圍最大不得超過0.3。

水泥:所有材料應(yīng)大量選用水泥施工工程水泥化驗(yàn)材料產(chǎn)品強(qiáng)度計量測定標(biāo)準(zhǔn)等級宜為32.5級的水泥施工工程水泥,不應(yīng)大量選擇使用快硬早初凝施工水泥,宜選用初凝強(qiáng)度截止持續(xù)時間3 h以上和終凝強(qiáng)度截止持續(xù)時間6 h以上的水泥施工水泥,一般情況不宜大量選用普通高速道路施工硅酸鹽水泥施工工程水泥或普通高速道路水泥專用施工硅酸鹽水泥施工工程水泥。

水:符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的天然飲用水即可,使用其他天然水源比如作為可攪拌水或合用冷凝水的設(shè)備時,其水質(zhì)條件應(yīng)必須滿足下列各項(xiàng)要求:①水中應(yīng)不含可能影響冷凝水泥正常進(jìn)行凝結(jié)的有害化學(xué)成分,如葡萄糖、油等;②pH平均值不應(yīng)大于4.5;③可溶硫酸鹽水的含量不應(yīng)小于2.7 mg/cm3。

(2)拌和站及運(yùn)輸攤鋪設(shè)備、養(yǎng)護(hù)材料準(zhǔn)備。

要及時做好現(xiàn)場原材的管理分類以及存儲養(yǎng)護(hù)措施,避免現(xiàn)場原材料受到雨雪淋濕以及空氣污染、蓄水池及池內(nèi)水泥拌和儲料罐內(nèi)部要用純棉氈布,保溫棉等材料包裹保溫。在現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)要及時做好各類水泥檢驗(yàn)檢測材料的安裝計量處理工具(在污泥水管出口處可加裝塑料水表、水泥拌和儲料罐或在出口處加裝水泥計量表等工具),做到計量投料準(zhǔn)確。還要派行業(yè)專人對水泥拌和機(jī)等設(shè)備及現(xiàn)場物料運(yùn)輸、攤鋪機(jī)等設(shè)備設(shè)施進(jìn)行日常維修安裝養(yǎng)護(hù),保證其正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)。對現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)時所用的如花草簾、塑料布等原材料、養(yǎng)護(hù)時所用砂漿要儲備充分。

2)試鋪階段的主要內(nèi)容。

在機(jī)場進(jìn)行基層攤鋪前,可預(yù)先安排在機(jī)場掉頭坪或機(jī)場跑道端等最佳位置。通過這個試驗(yàn)段攤鋪施工,主要數(shù)據(jù)可以幫助確定水泥基層穩(wěn)定料及碎石最佳基層攤鋪施工設(shè)計配合比、水泥平穩(wěn)料最佳基層含水率、攤鋪地板寬度及基層虛鋪含水系數(shù)等相關(guān)指標(biāo),從而幫助選擇最合適的攤鋪施工設(shè)計方案。

驗(yàn)證用于施工混合料的配合比要求如下。

(1)采用調(diào)試碎石拌和機(jī),水泥碎石穩(wěn)定制式碎石水泥混合料的調(diào)試拌和方法采用一種采用水泥強(qiáng)制式碎石水泥穩(wěn)定混凝土混合攪拌機(jī)或者水泥穩(wěn)定制式碎石水泥拌和機(jī)進(jìn)行拌制,在實(shí)施試鋪段工程施工前對該碎石拌和機(jī)分配計量驗(yàn)證系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計量驗(yàn)證,分別準(zhǔn)確稱出該攪拌缸中不同混合規(guī)格的穩(wěn)定碎石、水泥、水的拌和重量,測量其分配計量的綜合準(zhǔn)確性。

(2)最佳含水量和最大干密度確定。采用中型擊實(shí)實(shí)驗(yàn)確定最佳含水量和最大干密度確定:將含水量為一定值的樣本裝入擊實(shí)儀的擊實(shí)筒中壓實(shí)充滿，根據(jù)筒的體積和壓實(shí)土的重量計算出濕密度，并可計算出干密度，由幾組不同含水量的同一混合料樣本分別按照上述方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，繪制一條擊實(shí)曲線即可得出擊實(shí)實(shí)驗(yàn)的最大干密度及對應(yīng)的最佳含水量。

(3)確定鋪筑的松鋪系數(shù)。采用一般能量機(jī)械碾壓時，每層的最大松鋪厚度不宜超過30 cm，采用能量較大的機(jī)具時，每層的最大松鋪厚度根據(jù)試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)控制混合料的含水量，根據(jù)選用的壓實(shí)機(jī)具對不同松鋪厚度混合料采用同樣的碾壓速度、遍數(shù)進(jìn)行碾壓作業(yè)，測定壓實(shí)度是否滿足設(shè)計要求，最終確定最大的松鋪厚度。

(4)嚴(yán)密組織拌和、運(yùn)輸、碾壓等工序，縮短延遲時間。當(dāng)中所使用的施工原材料和施工混合料、施工處理機(jī)械、施工處理方法及本次試鋪正式路面各一個檢驗(yàn)檢查項(xiàng)目的整體檢測檢驗(yàn)結(jié)果都必須符合規(guī)定,按以上規(guī)定內(nèi)容重新編寫《試鋪總結(jié)》,經(jīng)國家審批后,作為施工申報正式試鋪路面建筑施工攤鋪開工的主要依據(jù),進(jìn)行正式路面建筑基層的整體大面積施工攤鋪。

3)水泥穩(wěn)定碎石攤鋪施工。

(1)在施工作業(yè)前要及時組織徹底清除下承層至上承層專用澆筑材料表面的固體灰塵以及積雪、土塊、垃圾等其他灰塵堆積雜物,保證基層干凈整潔,并對下承層至上承層的專用澆筑厚度高程、平整度、壓實(shí)混凝土強(qiáng)度和承層設(shè)施物的質(zhì)量穩(wěn)定性。及時組織進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量檢測,檢測作業(yè)結(jié)果確定合格后再開始組織施工，進(jìn)行承層專用澆筑水泥砂漿質(zhì)量穩(wěn)定劑及專用碎石混合料和水泥混合料的施工分層處理攤鋪等施工處理作業(yè)。

(2)因冬期施工氣溫較低,為保證一定的出料溫度,可將拌和用水預(yù)先加熱后使用,水溫控制到30℃左右為宜,最高不得高于50℃。

(3)保持水泥內(nèi)部穩(wěn)定。以最短的運(yùn)輸時間將其運(yùn)到施工攤鋪物料施工現(xiàn)場,混合料從碎石拌和機(jī)泵站內(nèi)部運(yùn)至施工攤鋪現(xiàn)場時內(nèi)部應(yīng)始終保持足夠水分及一定溫度,因此，現(xiàn)場需對物料運(yùn)輸車輛內(nèi)部進(jìn)行安全加蓋,運(yùn)輸車輛在道路上應(yīng)始終保持平整,避免在運(yùn)輸物料途中車輛劇烈轉(zhuǎn)向顛簸,導(dǎo)致運(yùn)輸混合料內(nèi)部產(chǎn)生水解離析冰凍現(xiàn)象,現(xiàn)場必須安排物業(yè)專人合理進(jìn)行調(diào)配。將混合料送至運(yùn)輸?shù)缆奋囕v,避免運(yùn)料車輛中途擁堵、等待或自卸料,以免致使運(yùn)輸混合料冷卻。

(4)穩(wěn)定水泥混凝穩(wěn)定瀝青碎石水泥混合料設(shè)備運(yùn)到現(xiàn)場后,采用穩(wěn)定瀝青碎石混凝土混合攤鋪機(jī)或者混凝穩(wěn)定水泥碎石混合攤鋪機(jī)進(jìn)行水泥攤鋪卸料作業(yè),要嚴(yán)格控制水泥攤鋪?zhàn)鳂I(yè)速度、松鋪壓力系數(shù)、平整度等。

(5)水泥穩(wěn)定碎石混合料攤鋪厚度應(yīng)根據(jù)碾壓機(jī)具類型確定，用12 t以上三輪壓路機(jī)碾壓時，每層的壓實(shí)厚度不應(yīng)超過16 cm，重型振動壓路機(jī)碾壓時，每層的壓實(shí)厚度不應(yīng)超過20 cm。

3.3 養(yǎng) 護(hù)

水泥對基層的穩(wěn)定穩(wěn)固黏土碎石后，當(dāng)?shù)讓訉λ嗷鶎釉俅芜M(jìn)行碾壓分層再次碾壓后施工時,下層再次碾壓施工水泥對基層的穩(wěn)定穩(wěn)固黏土碎石當(dāng)分層再次碾壓后，當(dāng)施工時用完后,宜繼續(xù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)7 d后再重新開始鋪筑上層再次碾壓施工水泥對基層的穩(wěn)定穩(wěn)固黏土碎石。室內(nèi)室外養(yǎng)護(hù)宜盡量減少采取室內(nèi)高溫濕潤養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù),如盡量使用深色無紡布、麻布袋等。在整個室內(nèi)室外養(yǎng)護(hù)期間室內(nèi)環(huán)境應(yīng)始終保持潮濕、干燥、清潔狀態(tài),不應(yīng)忽干忽濕。另外，室內(nèi)養(yǎng)護(hù)期間還應(yīng)注意嚴(yán)禁任何車輛在室內(nèi)行駛通行。

4 結(jié) 語

民航機(jī)場的民用水泥跑道穩(wěn)定機(jī)和碎石機(jī)的施工養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制要求細(xì)致、嚴(yán)格,相關(guān)機(jī)場施工養(yǎng)護(hù)部門在準(zhǔn)備進(jìn)行相關(guān)施工養(yǎng)護(hù)作業(yè)時,必須提前做好質(zhì)量準(zhǔn)備處理工作,對進(jìn)入施工養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)過程中的重點(diǎn)工程施工養(yǎng)護(hù)工序及時進(jìn)行工程質(zhì)量風(fēng)險控制,對已經(jīng)開始施工的部分工程進(jìn)行及時的施工養(yǎng)護(hù)清潔處理,從而有效提高整體工程質(zhì)量,為完成機(jī)場道路的下一步施工作業(yè)提供穩(wěn)定的保障。

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