公路工程抗裂型水稳碎石质量控制要点

公路工程抗裂型水稳碎石质量控制要点

摘要:水稳碎石是公路工程中路面施工主要采用的一种基层材料,其直接关系到公路工程路面的施工质量。本文主要从水稳碎石级配、原材料控制、水稳碎石摊铺、水稳碎石碾压等维度重点研究了抗裂型水稳碎石施工质量控制要点,以进一步增强面层结构稳定性与承载力。

关键词:公路工程;抗裂型;水稳碎石;质量控制

1原材料控制

1.1水稳碎石级配

根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50—2017)相关规定要求[1],公路设计级别≥一级公路的路面基层应选择骨架密实型混合料,其中建议的级配范围详见表1。然而通过大量实践发现,水稳碎石采用的原材料,尤其是粉尘的含量,无法将混合料级配0.075mm的筛孔通过质量百分比控制为3%之内,采取一系列措施后可以控制在5%之内,同时结合工程项目实际施工情况效果较为理想。由此,以强度符合要求、尽可能减小干缩与温缩作为级配设计基本原则,合理优化了抗裂型水稳碎石骨架密实结构级配范围,详见表2所示。

1.2水稳碎石水泥剂量

按照《公路沥青路面设计规范》(JTGD30—2017)有关规定要求,在水泥稳定集料中掺入的水泥剂量需要控制在3%~5.5%,若是不能满足强度级别要求则必须合理地优化级配,但是水泥掺入量必须≤6%。此外,若是水泥稳定中粒土与粗粒土是路面基层,就要确保水泥掺入量≤6%[2]。根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD30—2017)具体规定,其中水稳碎石选用的基本是振动成型法,基于“强度符合要求与收缩最小”的基本原则下,水泥剂量需要控制在3.5%~4.0。相较于静压成型法而言,振动成型法的7d抗压强度与劈裂强度提升2倍多,同时模量提升大约10%,而收缩系数减小50%,抗疲劳强度显著增强。

1.3水稳碎石原材料控制

为了能够增强水稳碎石的稳定性,应对原材料的性能及质量进行严格控制,水稳碎石选用的原材料主要分为集料与水泥。其中水泥采用的是缓凝型水泥(即普通硅酸盐水泥),集料采用的是矿渣(粒径?=42.5mm)。每一批水泥进入施工现场之前,需要提供生产商资质材料、水泥质保单,然后按照规定要求对水泥的终凝时间与强度等相关参数进行检测,具体检测频率控制为200t/组[3]。此外,需要安排专业人员负责集料供应工作,在源头控制上集料性能与质量,各批集料在进入施工现场前必须实施检测,确保符合规范要求后才可以正式使用。

2施工控制

2.1水稳碎石拌和

1)综合考虑交通运输条件与施工要求,然后确定水稳碎石拌合站的最佳位置。而在拌合站进场之前,应采取有效措施对场地实施硬化处理,同时进行合理化布局。2)选用的水稳碎石拌合站必须具备良好的性能。拌和阶段使用的集料、水泥以及水需要通过电子计量,并实施严格、有效的检测,确保合格后才能够投入使用。3)按照配合比要求与材料检测实际含水量确定拌合水的具体用量,同时需要结合水稳碎石混合料摊铺实际效果实施合理调整。此外,晴天与阴天、中午与早晚必须区别用水量,高温季节也要及时地进行调整。4)水稳拌和阶段禁止装载机由底部进行铲料,以防止混入含水量相对偏高的集料,从而影响水稳碎石混合料的性能与质量。5)在确保强度级别符合设计规定基本要求的基础上,结合施工实际状况合理地调整水泥剂量。一般需要提高拌和均匀性,严格控制水泥剂量。6)为了能够提升水稳级配精准度,应从料斗上进行钢板焊接,以分隔不同级别的集料,以免碎石集料出现串仓现象。同时需要从进料口位置建立一层方格网(具体规格是3cm×3cm),避免粒径>3cm的碎石进入到拌合站中,从而影响拌和效果[4]。7)出料应配置具有活门漏斗料仓,通过漏斗出料然后直接装车运输,其中料仓容量和拌合站生产制作能力必须协调,同时通过装载机实现装料运输。

2.2水稳碎石运输

1)配置数量充足的运料车,以防止发生等料问题。2)运料车必须按照规定要求实施日检与定期保养,以保证运料车处于最佳状态。而水稳碎石混合料运输阶段需要在其表面覆盖一层油布,以免水分过度散失,从而影响混合料的性能与质量。3)装料过程中车辆需要前后反复的移动,装料主要划分成3次,以防止水稳碎石混合料发生离析现象。

2.3水稳碎石摊铺

1)水稳碎石混合料摊铺施工主要选择2台摊铺机,必须保证2台摊铺机类型、品牌以及参数等保持一致,摊铺厚度也要保证相同,从而提高水稳碎石混合料摊铺的平整度。2)摊铺施工之前,需要将施工表面清理干净,并实施洒水处理,同时横向接缝需要进行整齐切割,然后喷洒适量的水泥浆。3)2台摊铺机之间的摊铺施工拼接宽度控制为20~30cm,采用前后梯队式施工方法,前后距离应在5m以上[5]。4)摊铺施工阶段禁止掀开水稳碎石表面覆盖料,一直到摊铺施工完成之后才可掀开,以最大程度上控制水分流失,从而保证混合料性能符合规范要求。5)摊铺机施工需要匀速、慢速、连续行驶,禁止随意停车、掉头以及急转弯,将摊铺机的行驶速度控制为1.0~3.0m/min。6)综合分析摊铺施工宽度、厚度等影响要素合理地控制摊铺机夯锤频度,以保证水稳碎石混合料摊铺施工压实度≥最大密度85%。7)水稳碎石混合料摊铺施工阶段,需要安排专业技术人员负责检测是否发生了离析问题,若是局部出现了离析,则必须及时地铲除,然后填补一层新料。

2.4水稳碎石碾压

1)水稳碎石正式施工之前,必须选取具有代表性的路段进行试铺,从而确定最佳松铺系数、碾压遍数以及机械组合方式等。2)首先选择振动压路机进行1遍碾压,然后采用振动压路机进行3遍碾压,同时采用胶轮压路机进行2遍碾压,最后选择双钢轮压路机进行收光处理。在碾压施工结束之后,应按照规定要求对水稳碎石压实度进行严格检测,以确保符合规范基本要求。3)碾压施工阶段需要保证压路机重叠宽度>1/2轮宽。4)应按照要求严格控制压路机的行驶速度,确保其处于1.5~2.5km/h。5)压路机必须停在已经完成碾压施工作业的路段上,禁止随意停车与并排停车,间隔距离在3m以上。6)在水泥初凝之前需要完成水稳碎石混合料拌和、运输、摊铺以及碾压。

3养护及交通管制

1)水稳碎石碾压成型且检测达标之后,需要及时地实施覆盖养生处理,一般选择麻袋或是无纺土工布进行覆盖与洒水养生。2)在洒水车养生过程中选择喷雾式喷头,结合天气情况确定日洒水次数,7d内水稳碎石表面应处在湿润状态,而养生7d后需要掀开覆盖物,然后清理干净。水稳碎石全过程养护时间≥28d,此阶段必须确保水稳碎石的表面湿润。3)施工与养生需要对路段实施封闭处理,禁止车辆、行人通行。

4结语

水稳碎石具有良好的强度、刚度以及稳定性等,但是容易出现温缩与干缩裂缝,一旦出现了裂缝就难以自愈,从而就会对面层稳定性造成不利影响,尤其是在车辆荷载、雨水等的作用下形成病害。通过本文的分析研究证明,严格控制原材料选用与施工质量能够有效增强水稳碎石基层的稳定性与承载力,从而实现公路安全行车。

作者:刘建利 单位:山西路桥第六工程有限公司