摘要 水泥穩(wěn)定碎石基層作為公路路面的關(guān)鍵承載層,其施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響路面的整體性能和使用壽命。文章介紹了水泥穩(wěn)定碎石基層的施工流程,闡述了從準(zhǔn)備、拌和、運輸、攤鋪到碾壓的各個施工環(huán)節(jié)的技術(shù)要點和質(zhì)量控制措施。通過案例分析,驗證了施工技術(shù)的有效性和可行性,研究成果旨在為同類型公路路面工程的施工質(zhì)量提供一定科學(xué)依據(jù)和實踐指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞 路面工程;水泥穩(wěn)定碎石基層;施工技術(shù)
中圖分類號 U416 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949(2025)04-0061-03
0 引言
在公路路面工程中,水泥穩(wěn)定碎石基層因其良好的力學(xué)性能、穩(wěn)定性和耐久性,被廣泛應(yīng)用于各級公路的底基層與基層結(jié)構(gòu)中。文章旨在深入剖析水泥穩(wěn)定碎石基層的施工技術(shù),從材料特性、配合比設(shè)計、施工工藝流程到質(zhì)量控制等方面進行全面探討,為同類工程提供一定參考價值。
1 工程概況
宜昌市興山縣G347關(guān)子口至兩河口段養(yǎng)護工程,起于夷陵區(qū)與興山縣交界處的關(guān)子口,止于興山縣水月寺鎮(zhèn)兩河口,起止樁號為K1169+766~K1206+456,全長36.69 km。文章選用工程路面施工中碎石基層施工項目進行分析。
2 施工工藝順序
水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝順序見圖1。
3 施工方法
3.1 準(zhǔn)備下承層
在正式攤鋪水泥穩(wěn)定碎石基層之前,為保證基層的堅實度、平整度及厚度滿足設(shè)計要求,對已經(jīng)過嚴(yán)格校驗并確認(rèn)合格的路床,進行準(zhǔn)備與預(yù)處理工作。利用高壓水槍或?qū)S脼⑺O(shè)備對路床表面進行均勻灑水,使路床表面保持一定的濕潤度,有助于后續(xù)材料的黏結(jié)與密實。灑水過程中嚴(yán)格控制水量,避免積水。
采用18 t以上的大型振動壓路機對濕潤后的路床進行多遍碾壓。振動壓路機振動力和壓實能力,能夠有效改善路床材料的密實度,減少內(nèi)部孔隙,提高整體承載能力。碾壓過程中,根據(jù)路床的具體情況及設(shè)計要求,合理設(shè)定壓路機的振動頻率與行走速度,遵循“先輕后重、先慢后快、由低向高、由邊向中”的碾壓原則,路床表面平整、密實,無輪跡和明顯起伏[1]。
碾壓完成后,使用平地機對路床進行整形作業(yè),調(diào)整其橫坡、縱坡及平整度,與周邊路面結(jié)構(gòu)順暢銜接。整形過程中,注意保持機械的平穩(wěn)操作,避免對路床造成破壞或留下痕跡。
對整形后的路床進行檢測與驗收。測量其厚度、平整度、壓實度等關(guān)鍵指標(biāo),對于不符合要求的路段,及時采取補救措施。
3.2 施工放樣
路床整修完畢,各項技術(shù)指標(biāo)達到規(guī)范要求后,測量人員立即放樣,打入路床的中(邊)樁應(yīng)作明顯的標(biāo)志,以避免過往的運輸車輛碾壓和碰撞??刂聘叱痰匿撯F應(yīng)每間隔10 m打入一根,對于曲線半徑較小的彎道應(yīng)加密鋼釬。架設(shè)基準(zhǔn)鋼絲,用緊線器將鋼絲拉緊,并調(diào)整到正確高程位置[2]。
在基層半幅攤鋪施工中,為確保左右兩幅及上下基層的層間整體性,采取以下技術(shù)措施:沿道路中線對上下基層實施錯縫搭接,采用鋼模橫向支護體系進行接縫處理。攤鋪及碾壓作業(yè)期間,施工過程中應(yīng)持續(xù)監(jiān)測三項關(guān)鍵指標(biāo):(1)定位鋼線的張緊度;(2)固定鋼釬的垂直度;(3)支護鋼模的位移量。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示任何構(gòu)件出現(xiàn)≥3 mm的位移偏差時,應(yīng)立即啟動糾偏程序:現(xiàn)場操作人員須在5分鐘內(nèi)通知測量工程師,采用全站儀進行坐標(biāo)復(fù)測后,通過液壓微調(diào)裝置實施精度補償,確保接縫位置誤差控制在±2 mm以內(nèi)。
3.3 水泥穩(wěn)定混合料拌和
配合比驗證與拌和機調(diào)試數(shù)據(jù)是試驗段鋪筑過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在進行基層鋪筑之前,通過試驗段鋪筑來驗證混合料的配合比設(shè)計是否合理,以及拌和機的運行狀態(tài)是否滿足生產(chǎn)需求,是確保整個路面工程順利進行的重要步驟。
配合比驗證的目的是確保所設(shè)計的混合料能夠在實際施工中達到預(yù)期的力學(xué)性能、穩(wěn)定性和耐久性。這一驗證過程通常包括試驗室試驗和現(xiàn)場試驗兩個階段。在試驗室階段,會根據(jù)設(shè)計要求,通過調(diào)整水泥、碎石、水等原材料的比例,制備出不同配合比的試樣,并測試其抗壓強度、劈裂強度、水穩(wěn)定性等關(guān)鍵指標(biāo)。現(xiàn)場試驗階段,則會在試驗段上鋪設(shè)這些不同配合比的混合料,進一步觀察其成型效果、壓實性能以及與實際交通荷載的適應(yīng)性。通過對比分析試驗室和現(xiàn)場的數(shù)據(jù),最終確定最優(yōu)的配合比方案[3]。
拌和機調(diào)試過程中,需要收集并記錄拌和機的各項運行參數(shù),如攪拌時間、攪拌速度、材料投放順序及比例等。同時,還需定期檢測拌和機出料的均勻性、穩(wěn)定性以及含水量等關(guān)鍵指標(biāo)[1]。
試驗段鋪筑是在正式進行基層鋪筑前,選取一段具有代表性的底基層表面(長度通常在300~600 m范圍內(nèi)),進行實際鋪筑操作的必要步驟。通過試驗段鋪筑,可以全面檢驗混合料的配合比設(shè)計、拌和機的生產(chǎn)性能以及施工工藝的合理性。
混合料的拌和在中心站集中進行,碎石顆粒級配需要符合預(yù)先設(shè)計的要求,碎石顆粒級配(二級及二級以下公路)如表1所示。
攤鋪厚度和松鋪系數(shù)針對不同情況進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在試驗段鋪筑階段,通過對比實際攤鋪厚度與壓實后的厚度,可以計算出松鋪系數(shù)的實際值。若松鋪系數(shù)偏離預(yù)期范圍,可能是混合料性能、施工條件或壓實工藝等因素的變化所致。此時,應(yīng)對這些因素進行詳細(xì)分析,并采取相應(yīng)的調(diào)整措施。例如,調(diào)整混合料的配合比、改變施工環(huán)境條件、優(yōu)化壓實機械的配置和壓實工藝等,以確保松鋪系數(shù)恢復(fù)到合理范圍內(nèi)。對于不同種類的混合料,其松鋪系數(shù)可能存在較大差異,需根據(jù)具體材料特性進行適當(dāng)調(diào)整[4]。
水泥用水泥泵勻速送入;碎石料用裝載機上料,裝料應(yīng)從不同方位、不同層次進行,使裝料顆粒均勻,含水量達到均衡狀態(tài);水用水泵電子計量輸入時,應(yīng)隨時測定碎石混合料的自然含水量,來控制混合料的最佳含水量。此外,要注意混合料的運距、天氣氣溫狀況,以此調(diào)整含水量的增減。
混合料應(yīng)拌和均勻,顏色一致,并隨時和攤鋪現(xiàn)場施工管理人員保持聯(lián)系,針對施工過程中混合料出現(xiàn)的問題進行調(diào)整。卸料的過程中,自卸汽車在儲料倉下面應(yīng)來回移動,最少分三次裝料,保證粗、細(xì)集料裝卸均勻,避免出現(xiàn)離析現(xiàn)象。
3.4 混合料運輸
分段堆放的方法在裝車過程中被廣泛應(yīng)用,其核心目的在于通過合理劃分裝載區(qū)域,減少混合料在運輸車廂內(nèi)的自由落體距離和相互碰撞,從而有效降低混合料的離析風(fēng)險。離析現(xiàn)象不僅會影響混合料的均勻性和一致性,還會對后續(xù)攤鋪和壓實工作的質(zhì)量造成不利影響。
運輸車輛在裝車前必須進行徹底的清掃。已拌成的混合料應(yīng)盡快運往攤鋪現(xiàn)場,以縮短其暴露于外界環(huán)境的時間,減少因水分蒸發(fā)等原因造成的性能損失。同時,為了進一步保護混合料,應(yīng)對其進行必要的覆蓋處理,如使用篷布等遮蓋物,以減緩水分蒸發(fā)速度,保持混合料的濕度和溫度穩(wěn)定性[5]。
在卸料過程中,自卸汽車的后輪與攤鋪機推滾輪之間的距離控制在20~30 cm之間。這一距離設(shè)置旨在確保自卸汽車在卸料時不會與攤鋪機發(fā)生碰撞,從而避免因碰撞而導(dǎo)致的攤鋪機失穩(wěn)現(xiàn)象[6]。
3.5 水泥穩(wěn)定混合料的攤鋪
根據(jù)現(xiàn)場實際情況,采用半幅式施工方法進行施工。為保證連續(xù)攤鋪,運料車到場4~5臺后才開始攤鋪。在攤鋪機后面設(shè)專人消除粗細(xì)集離析現(xiàn)象。
采用兩臺攤鋪機進行一前一后同步交錯鋪筑的施工工藝。兩臺攤鋪機在作業(yè)時應(yīng)保持一定的間隔距離,通??刂圃?~8 m之間。重疊的寬度也需嚴(yán)格控制,一般在5~10 cm之間。重疊部分的攤鋪能夠加強接縫處的壓實效果,減少離析和空洞等質(zhì)量問題的發(fā)生。在交錯鋪筑過程中,兩臺攤鋪機需保持同步作業(yè)。根據(jù)合理的攤鋪系數(shù)對攤鋪厚度進行嚴(yán)格控制,利用攤鋪機上的探桿自動控制系統(tǒng)來精確控制基層表面的橫縱向坡度,隨著攤鋪長度的增加,需要及時對基層表面的平整度和橫坡進行檢查。通常,在攤鋪長度達到5 m后,應(yīng)立即使用測量工具進行檢測,以便及時發(fā)現(xiàn)并糾正可能存在的問題。根據(jù)攤鋪機的性能、混合料的特性和施工要求,將行走速度控制在合適的范圍內(nèi)(一般為1~2 m/min)。
為了進一步提高攤鋪質(zhì)量,還需注意以下幾點:(1)保持?jǐn)備仚C的清潔和良好運行狀態(tài),避免因設(shè)備故障或污染而影響攤鋪效果;(2)加強對混合料的溫度控制,其在攤鋪過程中保持適宜的溫度范圍;(3)加強施工現(xiàn)場的管理和監(jiān)督,確保各項施工措施得到有效執(zhí)行。
3.6 水泥穩(wěn)定混合料的碾壓
攤鋪整形作業(yè)完成后,隨即進入碾壓階段。在碾壓過程中,需根據(jù)路段特點選擇合適的壓路機及碾壓方式。
對于直線段,碾壓作業(yè)通常從邊緣區(qū)域開始,逐漸向路中心推進,采用輕型壓路機進行初步靜壓。此過程有助于初步穩(wěn)定混合料,并為后續(xù)的重型振動碾壓打下基礎(chǔ)。在超高段(即路面存在橫坡的路段),碾壓方向應(yīng)調(diào)整為從內(nèi)側(cè)向外側(cè)進行,以適應(yīng)路面的坡度變化,碾壓效果均勻一致[7]。
在碾壓過程中,無論是輕型壓路機還是重型振動壓路機,保證碾壓輪的重疊寬度,以消除碾壓盲區(qū),提高整體壓實效果。輕型壓路機靜壓時,一般重疊1/2輪寬,當(dāng)后輪完全覆蓋已壓區(qū)域時,即視為完成一遍碾壓。重型振動壓路機在振壓時,重疊寬度應(yīng)增加至2/3輪寬,以提高壓實效率。同時,根據(jù)壓路機的性能和路面材料的特點,合理控制碾壓速度,一般碾壓速度為1.5~1.7 km/h,碾壓速度為2.0~2.5 km/h[8]。
從混合料拌和開始到碾壓結(jié)束,整個施工過程在規(guī)定的時間(通常為4 h)內(nèi)完成,以避免混合料因放置時間過長而導(dǎo)致性能下降。在靠近鋼模的邊緣區(qū)域(約0.5~1.0 m處),由于壓路機難以直接碾壓到位,因此需采用小型碾壓機具進行補充碾壓達到足夠的密實度。
碾壓完成后,需及時對路面進行檢測,主要指標(biāo)包括壓實度、平整度等。這些檢測數(shù)據(jù)將為評估路面施工質(zhì)量提供依據(jù),并指導(dǎo)后續(xù)的養(yǎng)護和維修工作。
3.7 橫向接縫處理
水泥穩(wěn)定碎石基層(簡稱水穩(wěn)層)端頭與后續(xù)鋪設(shè)部分的銜接,采用一種特殊的接縫處理技術(shù)。具體步驟如下:
在距離已鋪設(shè)完成的水穩(wěn)層端頭約2~3 m的位置,使用專業(yè)工具垂直于道路中心線進行橫向開槽。將與水穩(wěn)層等厚度的方木埋入槽內(nèi)。對端頭區(qū)域進行碾壓作業(yè)。方木的存在能夠有效防止壓路機在碾壓過程中直接接觸到接縫處,從而避免了接縫處因過度碾壓而出現(xiàn)的破損或不平整現(xiàn)象。當(dāng)端頭區(qū)域的碾壓作業(yè)完成后,需將方木一側(cè)多余的混合料仔細(xì)清除干凈。在接縫前,將方木從槽內(nèi)移除,使用新的混合料進行接縫作業(yè)。新舊混合料之間的搭接緊密、平整,無明顯的接縫痕跡。接縫作業(yè)完成后,及時對接縫處進行檢測,主要檢查其平整度、密實度以及與其他部分的連接情況。如發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)及時采取措施進行修復(fù)和處理。
4 質(zhì)量檢測
質(zhì)量檢測項目包括壓實度、厚度和強度等指標(biāo),詳情見表2所示。
壓實度的檢測通常要求達到設(shè)計指定的密實度標(biāo)準(zhǔn),如95%的Proctor密度。同時,在厚度控制上,設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)往往規(guī)定了具體的范圍,比如以200 mm為中心,允許有±10%的偏差。此外,強度測試要求在不同齡期(如3 d、7 d和28 d)下的抗壓強度均能滿足設(shè)計要求。
5 結(jié)論
公路路面工程水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)具有材料來源廣泛、施工工藝簡單、質(zhì)量可控性強等優(yōu)點。施工過程包括拌和、運輸、攤鋪、碾壓及接縫、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)。拌和過程應(yīng)采用強制式拌和機,拌和均勻;運輸過程中要防止漏料和離析,并在規(guī)定時間內(nèi)完成從出料到鋪筑的全過程;攤鋪前需檢查路基狀況,使用合適的攤鋪機進行均勻連續(xù)攤鋪;碾壓作業(yè)則需選擇合理的壓路機組合和碾壓速度。
在施工過程中,應(yīng)嚴(yán)格控制各項質(zhì)量指標(biāo),如壓實度、厚度、強度等。通過現(xiàn)場試驗和檢測,及時發(fā)現(xiàn)問題并采取有效措施進行整改。例如,壓實度檢測可采用灌砂法或核子密度儀等方法進行;厚度檢測使用測量工具對攤鋪層進行隨機檢測;強度測試在規(guī)定齡期(如3 d、7 d和28 d)下進行抗壓強度試驗。
嚴(yán)格的質(zhì)量控制、規(guī)范的施工工藝以及不斷的技術(shù)優(yōu)化和管理提升,可為公路路面的施工質(zhì)量及長期使用提供堅實的保障。
參考文獻
[1]范森.公路工程路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)[J].產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究, 2024(14):129-131.
[2]趙宏.路面水穩(wěn)基層施工技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用[J].交通世界, 2024(17):104-106.
[3]成鑫,馬士良,戴煜坤,等.城市道路水泥穩(wěn)定碎石基層縱向裂縫成因及案例分析[J].安徽建筑, 2024(8):159-160.
[4]李彩鳳.市政工程道路施工中的水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)[J].建材發(fā)展導(dǎo)向, 2024(14):88-90.
[5]郭磊.水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)在道路工程施工中的應(yīng)用[J].運輸經(jīng)理世界, 2024(7):10-12.
[6]崔未明.水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)在市政道路施工中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版), 2024(4):110-112.
[7]劉偉偉.論高速公路工程建設(shè)中水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)的應(yīng)用[J].交通科技與管理, 2023(16):129-131.
[8]孫慶.水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用[J].交通世界, 2023(20):99-101.
收稿日期:2024-08-14
作者簡介:黃明華(1981—),男,本科,工程師,研究方向:公路與橋梁。