胡宇龍
(山西協(xié)力公路工程監(jiān)理有限公司,山西 晉中 030600)
水泥穩(wěn)定碎石混合料屬于半剛性材料,整體結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定,所以常作為公路基層材料使用。水泥穩(wěn)定碎石混合料的抗凍性能、抗?jié)B水性能與耐用性能尤為突出,水泥實際用量控制在混合料的3%~6%,7d無側(cè)限抗壓強度明顯高于其他材料。骨料主要采用級配碎石,具備良好的強度,同時對骨料空隙之間填充膠凝材料,可以進一步提升材料的整體性,能夠顯著增強道路的抗壓性能[1-2]。此外,水泥穩(wěn)定碎石基層施工完成之后,可以快速達到凝結(jié)狀態(tài),初期階段就具備明顯的強度優(yōu)勢,而且隨著時間的推移,其強度還會得到提升。
雖然水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)具有諸多優(yōu)勢,但施工過程要求極為嚴格,要求在混合料凝結(jié)之前必須完成所有施工任務(wù);另外,在高強度壓力作用下,表面材料容易產(chǎn)生磨損或是破裂問題。針對這些問題,有必要繼續(xù)進行公路工程水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)的應(yīng)用研究,以提升該項技術(shù)在公路工程建設(shè)中的應(yīng)用效果。
某公路全長為24.042.km,起訖樁號為K0+000~K24+24.042,設(shè)計為雙向四車道,采用瀝青混凝土路面,基層結(jié)構(gòu)選擇的是水泥穩(wěn)定碎石(其厚度是40cm)。為了能夠提升水泥穩(wěn)定碎石基層的整體施工質(zhì)量,必須嚴格按照技術(shù)流程及施工要點進行施工。
2.1.1 材料準備
此項目中水泥穩(wěn)定碎石混合料主要使用的材料包含水泥、碎石以及水,詳細要求如下:
(1)水泥。選擇的是普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥,但是必須保證水泥終凝時間達到6h以上,考慮到標號相對較高的水泥具備較強的干縮性能,往往會造成路面結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)斷裂問題,因此水泥標號通?!?2.5MPa。與此同時,水泥的質(zhì)量要達到國標要求,若是水泥存在受潮等現(xiàn)象則禁止使用。
(2)碎石。嚴格根據(jù)相關(guān)規(guī)范選擇級配碎石,此項目確定的級配碎石粒徑分別是5~10mm、10~20mm、16~31.5mm,同時碎石壓碎值必須≤30%,磨耗值≤35%。
(3)水。選擇的是飲用水,首先結(jié)合項目實際情況合理確定水源地,然后由施工單位安排專業(yè)技術(shù)人員檢測水質(zhì),重點檢測水中是否含有不良物質(zhì),以免影響混合料性能[3]。此外,從水源處取水制作水泥砂漿,然后對其抗壓強度進行有效檢測,同時與蒸餾水制作的水泥砂漿進行強度對比,當前者強度超過后者的90%,則表明合格。
2.1.2 機械準備
機械設(shè)備的類型和性能直接關(guān)系到水泥穩(wěn)定碎石基層的整體施工質(zhì)量。此項目中需要配置的機械設(shè)備包含攤鋪機、壓路機、運料車與拌和設(shè)備等。正式使用之前,需要組織專業(yè)人員對設(shè)備的技術(shù)性能與參數(shù)進行詳細核查,確保機械設(shè)備能夠處于最佳運行狀態(tài)。
2.1.3 技術(shù)準備
應(yīng)提前對底基層實施清理工作,將底基層表面上的積水、雜物等清理干凈,以免產(chǎn)生翻漿等問題,底基層的表面平整度與壓實度應(yīng)符合質(zhì)量要求。底基層清理作業(yè)結(jié)束之后,需要結(jié)合實際情況合理布設(shè)路中線、邊線與標高等。若是路線發(fā)生了新的變化,必須及時進行調(diào)整以保證實際指標與設(shè)計要求達到一致。對于基層的寬度,通常應(yīng)略大于施工設(shè)計寬度,而且必須保證有效寬度內(nèi)的壓實度合格。
待各項準備工作完成之后,緊接著就要實施水泥穩(wěn)定碎石混合料的拌和。此項目選擇的拌和方式為拌和機(其型號為WBZ300),保證混合料拌和質(zhì)量達標之后,需要自卸運料車將拌合好的混合料運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。而在水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和之前,應(yīng)安排專業(yè)人員重點檢測各項材料的含水量,換算施工配合比,要求實際含水量略高于最佳含水量,同時嚴格按照施工配合比要求完成各項材料的精準稱重,最后將原材料加入拌和機內(nèi),保證混合料的拌和時間達到60s,此階段拌和機的攪拌應(yīng)確保勻速,以免混合料出現(xiàn)離析等質(zhì)量問題。
進行混合料拌和時,禁止一切無關(guān)人員隨意對拌和機設(shè)備的技術(shù)參數(shù)進行調(diào)整,也不能隨意增加或是減少各項材料用量[4]。水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和結(jié)束之后,應(yīng)隨機選取成品開展性能檢測,只有檢測合格的混合料才能夠通過拌和機內(nèi)部漏斗料倉傳送至運料車。但是必須注意混合料的裝車需要分成3次進行,能夠防止混合料出現(xiàn)離析等質(zhì)量問題。運料車裝料完成后應(yīng)及時運輸?shù)巾椖孔鳂I(yè)現(xiàn)場,然后按照規(guī)定要求進行混合料攤鋪作業(yè)。
通過綜合分析公路工程項目實際施工情況,確定水泥穩(wěn)定碎石混合料攤鋪施工選擇2臺攤鋪機,呈梯隊式進行攤鋪施工,必須保證能夠一次攤鋪成型。為了提升攤鋪施工質(zhì)量,需要提前在基層兩側(cè)位置立模,從而實現(xiàn)攤鋪寬度的合理控制,并根據(jù)設(shè)計標高要求設(shè)置墊木。攤鋪機作業(yè)之前,應(yīng)安排工作人員認真、全面檢查設(shè)備的性能參數(shù),使攤鋪機等設(shè)備處于良好的運行狀態(tài)。
進行水泥穩(wěn)定碎石混合料攤鋪時,要求攤鋪機按照放樣中線前行,通??梢圆荚O(shè)鋼絲繩控制前行方向,鋼絲繩的長度大約為150m,直徑2mm,待鋼絲繩設(shè)置結(jié)束之后,必須保證鋼絲繩達到緊固狀態(tài)[5]。除此之外,攤鋪施工完成后的各段基層,應(yīng)由專業(yè)人員負責進行質(zhì)量檢測,確定具體的攤鋪厚度和橫坡,待檢測結(jié)果符合相關(guān)要求之后,才能夠開始后續(xù)路段的攤鋪作業(yè)。2臺攤鋪機同步施工時,攤鋪機的行駛速度應(yīng)保持一致,2臺攤鋪機的間隔距離不低于10m。
水泥穩(wěn)定碎石基層攤鋪作業(yè)結(jié)束之后,按照要求進行碾壓作業(yè)。如果攤鋪碾壓施工路段的長度相對較長,導(dǎo)致攤鋪的混合料表面溫度、水分出現(xiàn)大幅度變化,會嚴重影響壓實質(zhì)量;如果攤鋪碾壓施工路段的長度相對較短,則會導(dǎo)致路段接縫數(shù)量增多?;诖?,通過綜合分析之后確定攤鋪碾壓路段長度為30~50m。
選取試驗段進行試鋪試壓,然后確定碾壓設(shè)備類型與碾壓施工方式,此項目使用的碾壓設(shè)備為鋼輪、膠輪壓路機,碾壓作業(yè)順序是從兩側(cè)至中間、從低處至高處,而且在具體碾壓施工階段必須嚴格落實先輕后重、低速碾壓的基本原則。此項目中水泥穩(wěn)定碎石混合料碾壓分為三個階段,具體為:(1)初壓,選擇靜壓方式,具體遍數(shù)為2~4遍;(2)復(fù)壓,選擇振壓方式,具體遍數(shù)為4~7遍;(3)終壓,選擇靜壓方式,具體遍數(shù)為2~3遍。碾壓施工任務(wù)結(jié)束之后,需要安排專業(yè)人員檢測混合料壓實度,保證達標之后就要開始養(yǎng)護處理,若是檢測不達標,則需要重新進行碾壓[5]。
除此之外,碾壓過程中壓路機的后輪應(yīng)保證重疊1/2輪寬,而且壓路機的行駛速度調(diào)整為1.2~1.5km/h。碾壓施工過程中要求所有壓路機不可以隨意停車、加減速以及調(diào)頭等,盡可能保持勻速行駛的狀態(tài),若是出現(xiàn)了特殊狀況,則可以緩慢停車,針對壓路機無法作業(yè)的部位,可以組織施工人員手持小型設(shè)備實施碾壓,確保無漏壓、過壓現(xiàn)象。
考慮到攤鋪與碾壓作業(yè)周期比較長,此過程可能會出現(xiàn)天氣變化或其他因素影響,可能會需要預(yù)留施工縫,進行接縫處理。施工階段應(yīng)盡可能保證連續(xù)性施工,攤鋪施工應(yīng)一次成型,并控制橫向接縫數(shù)量。若是出現(xiàn)了緊急狀況,且停工時間大于2h,則需要合理設(shè)置橫向接縫。當天施工任務(wù)結(jié)束之后,第二天進行施工時,也需要進行橫向接縫設(shè)置。橫向接縫設(shè)置過程中,必須使基層末端部位的混合料進行整齊切割處理,然后在混合料處安裝方木,要求其厚度和基層保持相同,而方木的另外一側(cè)以砂石為材料做好回填處理,保證回填高度高于方木2~3cm[6]。當繼續(xù)進行施工時,需要把接縫處方木與砂石處理干凈,同時在連接部位進行灑水潤濕,最后鋪設(shè)一層水泥。除此之外,接縫部位碾壓施工過程中,應(yīng)高度重視橫向與縱向碾壓,增強基層結(jié)構(gòu)的整體性。
養(yǎng)護階段可在水泥穩(wěn)定碎石基層表面覆蓋一層塑料薄膜或是濕沙,以保證基層處于濕潤狀態(tài)。通常養(yǎng)護時間需要達到7d以上,而且要結(jié)合實際情況做好灑水養(yǎng)護措施,此項目工作必需由專業(yè)養(yǎng)護工作人員負責。養(yǎng)護作業(yè)階段應(yīng)加強交通管制,僅允許灑水車通行,灑水車行駛速度不能超過11km/h,其余車輛以及無關(guān)人員禁止入內(nèi)。若是在養(yǎng)護施工階段發(fā)生了特殊情況,必須立即上報處理。當養(yǎng)護任務(wù)完成之后,由項目監(jiān)理工程師負責檢查與驗收,合格之后就可以解除交通管制,恢復(fù)車輛通行。
(1)壓實度檢測。針對水穩(wěn)碎石基層的壓實度檢測,根據(jù)相關(guān)檢測要求,該項目選擇大灌砂筒(其直徑200mm)實施挖孔灌砂試驗,得出的試驗結(jié)果為99.6%。而規(guī)定的水穩(wěn)碎石基層壓實度不低于98%,由此表明,該項目水泥穩(wěn)定碎石基層壓實度達標。
(2)強度檢測。采用現(xiàn)場鉆芯取樣的方式,完成水穩(wěn)碎石基層結(jié)構(gòu)抗壓強度與劈裂強度試驗檢測,同時采用施工以后7d與28d的鉆心樣品實施抗壓強度與間接抗拉強度試驗檢測[7]。嚴格按照有關(guān)規(guī)定的尺寸進行試件分割處理,并認真做好試驗,具體結(jié)果為:施工后7d的樣品抗壓強度數(shù)值為2.93MPa;施工后28d的樣品抗壓強度數(shù)值為5.07MPa;施工后28d 的樣品劈裂抗拉強度數(shù)值為0.55MPa,均滿足相關(guān)要求。
結(jié)合公路實際情況及施工要求,提前制定水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)應(yīng)用管理制度,為現(xiàn)場施工與管理提供指導(dǎo)。建立技術(shù)應(yīng)用管理制度的過程中,必須落實施工質(zhì)量控制相關(guān)責任人,全面貫徹施工精細化管理,有效保證水泥穩(wěn)定碎石基層的整體施工質(zhì)量。同時,施工中持續(xù)完善管理制度,規(guī)范施工操作,依托于制度促使施工人員嚴格根據(jù)技術(shù)流程及標準進行作業(yè)。
考慮水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制指標較多,比如攤鋪寬度、壓實度等,往往需要投入較多的人力和物力。通過信息化技術(shù)的應(yīng)用,不僅可以保證質(zhì)量指標的有效控制,也能夠顯著緩解人力和物力緊張等問題。比如構(gòu)建碾壓施工質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)、安裝傳感器等,實現(xiàn)施工參數(shù)指標的動態(tài)化采集,從而能夠為質(zhì)量控制提供精準、有效的信息,幫助質(zhì)量管理人員及時調(diào)整工作方案,切實保證水泥穩(wěn)定碎石基層的整體施工質(zhì)量。
施工質(zhì)量監(jiān)管應(yīng)結(jié)合工作要求和具體任務(wù),對質(zhì)量控制目標進行合理細化,然后安排專人進行全過程的現(xiàn)場監(jiān)管,動態(tài)把控水泥穩(wěn)定碎石基層各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量,及時發(fā)現(xiàn)施工中產(chǎn)生的問題,并制定合理、有效的解決措施,從而保證水穩(wěn)碎石基層的施工質(zhì)量。除此之外,認真落實全方位、全過程、全員參與的監(jiān)管理念,建立施工質(zhì)量監(jiān)管制度,結(jié)合水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)流程及施工要點制定相應(yīng)的質(zhì)量控制措施,一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題,能夠找出原因并及時進行解決。
近年來,隨著我國公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴大,水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)的應(yīng)用受到了高度重視。具體施工過程中,必須結(jié)合工程項目實際情況,合理選取各種原材料,嚴格按照技術(shù)流程及施工要求進行規(guī)范作業(yè),同時制定合理、可行的質(zhì)量管控措施,保證水泥穩(wěn)定碎石基層的整體施工質(zhì)量,實現(xiàn)公路的安全通車和行車舒適。