鄧俁粲
摘要 文章結合東南亞熱帶地區(qū)柬埔寨3號公路升級與改造項目施工實踐,通過對級配碎石的材料要求、配合比設計、施工工藝及方法、當?shù)貧夂驐l件對施工的影響、質量控制及結果分析總結,為東南亞及南亞熱帶地區(qū)類似工程級配碎石基層底基層施工提供一定的參考價值和指導意義,同時對國際通用的美國路面施工規(guī)范進行了闡述。
關鍵詞 3號公路;級配碎石;配比設計;施工工藝;質量控制
中圖分類號 U416.214文獻標識碼 A文章編號 2096-8949(2024)05-0066-03
0 引言
級配碎石基層及底基層廣泛運用在全球各個國家的路面工程施工中,與中國目前大規(guī)模采用的半剛性基層底基層有所不同,級配碎石作為柔性基層,具有養(yǎng)護容易、成本低廉的優(yōu)點[1],該文就級配碎石施工及質量控制進行了詳細的論述。
1 項目概況
柬埔寨3號路升級工程項目位于柬埔寨沿海省份貢布省與西哈努克省,為世界銀行貸款項目。2018年2月正式簽訂施工合同,項目起點位于3號路PK148+243終點樁PK201+000,路線全長約52.75 km,路面寬10 m。
路面結構分為基層與面層。其中基層為10~15 cm厚級配碎石,面層為5 cm厚瀝青混凝土,級配碎石基層總量約80 000 m3。
2 項目特點
貢布省與西哈努克省兩省為柬埔寨經(jīng)濟發(fā)達省份,貢布省為柬埔寨水泥生產(chǎn)基地,年產(chǎn)量約7 000 000 t,西哈努克省為柬埔寨經(jīng)濟特區(qū),目前處于大開發(fā)時代。因此,大量施工材料需經(jīng)過3號路,造成3號路車流量大,且多為重車。項目統(tǒng)計車流量如圖1所示。
24 h通過4軸以上重車1 200輛,每小時接近50輛,每分鐘一輛,因此3號路車流量壓力極大。
3號路地處沿海地區(qū),特別是西哈努克段,年降雨超過2 000 mm,降雨量極大,柬埔寨3號路降雨統(tǒng)計如表1所示。
3號路降雨量大,降雨時間長達半年,在雨季重車加降雨的影響將導致完全無法施工。因此只能在旱季施工,在不到6個月的時間內(nèi)完成全年計劃。
3 施工工藝及方法
3.1 施工設備與勞動力準備
對所有施工機械進行全面的清潔、保養(yǎng)、調(diào)試、檢查和維修,并配齊了生產(chǎn)施工過程中部分機械的易損備件,保證各類機械運轉處于良好狀態(tài)。具體攤鋪設備需求如表2所示。
3.2 施工現(xiàn)場準備
(1)清除下承層表面的雜物、積水等,并將下承層表面灑水濕潤。
(2)為確保邊緣部分壓實度,兩側各加寬20 cm進行攤鋪。
(3)為確保做好路面原地面測量,寬度放樣中線與邊線用白石灰灑出。
3.3 主要施工工藝
3.3.1 施工后場
級配碎石攤鋪時,項目部試驗員及監(jiān)理工程師駐守后場,實時對配合比、含水量等進行控制。
調(diào)試拌和機,檢測計量的準確性;調(diào)試拌和時間,保證混合料的均勻性;檢查混合料含水量、集料級配;其中含水量應根據(jù)當?shù)靥鞖鉅顩r隨時調(diào)整,最佳含水率約為6%,中午拌料時應適當增加0.5%~1%含水率,或采用水車補水[2]。
3.3.2 混合料運輸
(1)裝料:根據(jù)放料人員的提示,按前、中、后三次作業(yè)的方法進行,不得太滿外溢。
(2)覆蓋:采用油布覆蓋混合料,防止水分過快散失。
(3)倒車:倒車時應注意現(xiàn)場安全,安排專人指揮車輛倒車。
3.3.3 施工前場
(1)攤鋪。施工時采用兩臺平地機負責攤鋪,攤鋪前技術人員應首先根據(jù)每一車方量計算出每車攤鋪米數(shù),指派專人負責車輛到料,每車攤鋪米數(shù)為15 m,因此每車間距應為15 m,派工人每15 m在路旁做好標記,每輛車倒料應在15 m中間位置,保持每堆料間隔大致相同。
待車輛倒料完成之后,第一臺平地機開始對料堆攤鋪,攤鋪時應指揮平地機不要將料攤鋪至白線以外,攤鋪過程中若出現(xiàn)水分散失,應安排灑水車及時補水,第一臺平地機僅負責將料堆推平,有車輛到現(xiàn)場倒料及時攤鋪平整即可。第二臺平地機在第一臺平地機攤鋪平整之后,開始精準攤鋪,安排測量人員每20 m測量一個斷面,每個斷面3個點,攤鋪前測量原路面高程,攤鋪后根據(jù)厚度計算每個點位偏差,在未成型級配碎石表面用白石灰標記偏差,平地機根據(jù)偏差在級配表面精確調(diào)平。精平過程中使用平地機自身重量對級配碎石表面進行反復碾壓,以降低松鋪高度,降低碾壓難度,可顯著提高平整度。
(2)碾壓。設立專人指揮碾壓,注意穩(wěn)壓充分,振動不起浪、不推移,壓路機碾壓時重疊1/2輪寬[3],約每50 m作為一作業(yè)段。對碾壓過后出現(xiàn)的問題及時進行處理。碾壓時及時檢查含水量,以略高于最佳含水量來進行碾壓,含水量不足應及時補灑,壓路機停車要錯開,離開3 m遠為宜,最好停在已碾壓好的路段上,嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上掉頭和急剎車。碾壓完成后,及時進行壓實度檢測,發(fā)現(xiàn)壓實度不足,及時進行補壓并達到要求的壓實度,同時沒有明顯的輪跡。采用施工工藝為:20T單鋼輪壓路機靜壓1遍,之后強震2遍,另一臺單鋼輪壓路機跟進強震2遍,輪胎壓路機碾壓1~2遍收面(速度1.5~1.7 km/h)。
(3)橫縱接縫處理。每天結束位置橫縫,以壓路機碾壓形成一個坡度,方便車輛通行,第二天施工僅需使用平地機刀片將形成坡度切割成90 °斷面即可繼續(xù)沿此斷面施工,為保證平整度,橫縫應灑水多次橫向碾壓。應盡量避免出現(xiàn)縱縫,應采取雙幅同時施工的方式進行施工,即左幅完成50 m后,后撤完成右幅50 m,以此交替進行施工。每天完工確保左右幅差距不超過20 m。如需處理縱縫,方法參照橫縫處理。
(4)養(yǎng)生。碾壓完成后最好采用撒布透層進行覆蓋,表面撒布一層石粉,封閉一天交通之后,開放車輛通行。若條件不允許,則需每天安排一輛水車進行灑水作業(yè),保持級配碎石表面始終濕潤。待表面細料全部脫落之后,盡快撒布透油覆蓋,若需開放交通則需撒布一層石粉覆蓋。
4 質量檢測及結果分析
項目采用美國規(guī)范,針對級配碎石的試驗主要分為以下幾個試驗:
4.1 原材料試驗
(1)原材料洛杉磯磨耗率試驗,為世界銀行關注的主要項目,將直接影響路面質量,規(guī)范要求為不超過30%,實際每1 000 m3級配碎石取樣試驗一次,項目試驗結果在15%~17%之間。該項試驗較易滿足,可通過原材料顏色初步下結論,如材料偏黃、顏色不一,應加強試驗。若材料顏色統(tǒng)一、無石英雜質,則試驗通過率極高。
(2)原材料配合比試驗,級配碎石采用柬埔寨當?shù)豈30碎石與石粉按一定比例進行混合,M30為0~37.5 mm未篩分碎石,石粉為0~4.75 mm。兩種材料混合篩分,級配曲線滿足目標即可。一般為M30占比85%,石粉占比15%。滿足等級A的混合料篩分通過率即可,試驗頻率為每天檢查。
實際生產(chǎn)中,因M30碎石有一定不均勻性,需項目試驗加強生產(chǎn)篩分,需在生產(chǎn)過程中不斷調(diào)整M30與石粉比例。調(diào)整幅度不超過10%,最終以滿足規(guī)范為準。
(3)原材料CBR(加州承載比)試驗,規(guī)范要求CBR必須大于80%,該項目采用原材料可滿足規(guī)范要求,試驗頻率為1 000 m3一次。
(4)原材料液塑限指標(PI),規(guī)范要求為0~6,實際試驗結果為1~4,PI值有時偏低,反映在現(xiàn)場即為級配碎石不易壓實,部分路段需幾天反復灑水壓實。根據(jù)經(jīng)驗若需提高PI值,則需添加少量細粒土或熱拌站粉塵料,可顯著提高PI值,較容易壓實。若控制不好,則極易造成PI值超過6,形成局部彈簧。
4.2 現(xiàn)場試驗
(1)現(xiàn)場壓實度試驗,試驗頻率為每2 000 m2 5個點,壓實度標準為大于98%。同時可通過探坑深度檢測鋪設厚度,若壓實厚度不足,則將判定級配碎石攤鋪失敗,需要重新刮松并增加材料,重新壓實。經(jīng)過長期試驗可知,壓實度在主車道極易通過(即中線3.5 m范圍內(nèi)),只需要加強級配碎石灑水養(yǎng)生,過往車輛會對壓實度進行補強。但是路肩1.5 m范圍內(nèi),因車輛較少碾壓,壓實度往往難以通過,監(jiān)理檢測重點也放在路肩,項目不得不通過灑水反復對路肩進行碾壓,多次不通過只能局部刮松重新進行壓實。壓實不過的主要原因是平地機施工過程中將大直徑集料刮到兩側,造成路肩材料過粗,難以壓實。但通過反復壓實一般可以達到壓實規(guī)范。
(2)輪壓試驗,采用20T三軸以上車輛對級配碎石表面慢速碾壓,試驗員與監(jiān)理跟隨車輛輪胎觀察級配碎石形變,若級配碎石表面出現(xiàn)形變則判定試驗失敗。若材料出現(xiàn)局部細料堆積產(chǎn)生彈簧現(xiàn)象則該試驗無法通過,必須重新處理彈簧。另外實際試驗中,往往采用項目50T重車,而非規(guī)范要求的20T重車輛。
5 結束語
級配碎石基層是國外公路工程最為常見的路面結構層,也直接影響路面工程質量。該文通過東南亞熱帶多雨地區(qū)級配碎石施工過程中的質量控制要點,進一步解析美國規(guī)范的詳細要求及實際應用,為類似工程施工提供一定的參考。
參考文獻
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[3]丁清卿. 公路路面級配碎石墊層施工技術研究[J]. 交通世界, 2021(14): 99-100+102.