论文部分内容阅读
摘要:通过对某高速公路路面底基层施工中的原材料控制、混合料配合比设计、施工及质量控制措施的浅述,并根据个人的施工经验，对底基层施工提出了一些建议。仅供参考。
关键词: 高速公路; 混合料; 离析现象； 施工
1、工程概述
某高速公路全长152.5km,设计为双向四车道，设计时速为120km/h，本项目被交通部列为某区的第一条勘察设计典型示范工程。路面设计遵循“安全、耐久、经济”原则，进行了不同结构的路面形式比较，选材遵循“因地制宜、方便施工、利于养护”的原则。其主线采用水泥砼路面,路面结构型式为: 20cm级配碎石垫层+ 18cm 4%水泥稳定碎石底基层+ 18cm贫混凝土基层+0.6cm 改性乳化沥青封层+32cm水泥砼面层。
2、混合料配合比组成设计
2. 1原材料
根据设计要求,本项目水泥稳定碎石底基层7d无侧限抗压强度设计值为2. 5MPa。为此,必须严格控制原材料的质量,否则基层的强度将难以保障。如果原材料本身质量差,要保证强度,就会以增加水泥用量为代价,而由此水泥稳定碎石底基层的横向收缩裂缝势必会大大增多。为确保底基层的施工质量,要求基层的混合料必须采用不少于3种规格的材料掺配而成。本项目对底基层原材料提出了很高的要求,特别是降低了碎石的最大粒径,使基层混合料的均匀性得到了明显的提高。
根据设计提出的级配曲线范围,最后选定了16～26. 5mm 碎石、4. 75 ～16mm 碎石与0 ～4. 75mm石屑三种材料。对于各种原材料的质量控制,均做到从源头上进行把关。为了满足规格的要求,保证原材料的均匀性,石场的配筛均采用了28mm、19mm与6mm 三档方孔筛,使生产出来的三档规格料经掺配能满足设计级配范围的要求。在生产过程中,碎石重点检查的指标包括压碎值、针片状含量和级配的稳定性,石屑则重点检查液限、塑性指数和级配等。本项目底基层所用的集料主要技术指标见表1。
表1集料主要技术指标
水泥采用了某厂生产的P0 32.5水泥,该水泥初凝时间在3. 5h以上,终凝时间较长,满足现场施工的需要，其它各项指标均符合国家标准要求。
2. 2配合比设计
根据设计提出的混合料级配范围要求,经计算,本项目底基层基层配合比设计情况见表2。然后根据选定的级配曲线,进行了不同水泥剂量的7d无侧限抗压强度试验, 最终确定最佳的水泥剂量为5. 5%。本项目在配合比设计过程中注意及时调整各种规格料的比例,通过承包人自检和监理工程师复核试验两方面进行把关,使工程质量得到了较好的保障。
从表2可以看出,本项目要求的基层混合料最大粒径较以往工程项目的细,但细集料含量并未增加,因此混合料均匀性得到明显的提高。
3、施工工艺及质量控制措施
3. 1混合料的拌制
本项目共有7个土建标段,混合料的拌制均采用了大型的稳定土拌和机, 型号包括WBS -500、WBS - 300、WDB500等,拌和能力完全满足施工的要求。在正式施工前,每台拌和机均通过试验段进行了多次试拌。通过试拌,确定了不同摊铺速度、碾压速度下各种原材料的供料速度,并选定合理的生产能力。
在拌和过程中,除了控制好各种材料的比例和水泥用量外,用水量的控制应作为重点,含水量偏大或偏小都将影响到混合料的密实性和强度。因此,混合料的拌和用水量应以混合料到达现场为最佳含水量这一前提来控制,一般宜控制在大于最佳含水量0. 5%左右,并根据不同的天气情况进行适当调整。
3. 2混合料的运输
拌和好的混合料必须立即运往施工现场进行摊铺。本项目水泥稳定碎石混合料均采用大吨位的自卸汽车运输,运输能力较拌和能力和摊铺速度有所富余。从拌和机储料仓卸料装车时,应分三次挪动汽车,以减少粗细集料的离析现象。在整个运输过程中,应合理组织拌和站和摊铺现场的车辆,修好运输便道,减少运输时间,以保证在较短的时间内摊铺、碾压完成。
3. 3混合料的摊铺
本项目底基层设计厚度为18cm,主线半幅宽度为12. 75m,因此施工方案采用一次性完成半幅、全厚的摊铺工作。施工中采用2台徐工WTU - 75型穩定土摊铺机一前一后工作,距离相差10～20m。底基层稳定料要缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,摊铺过程不得随意变换速度或中途停顿,以保证基层的平整度及碾压质量。为此,拌和能力、运输能力与摊铺机的摊铺速度相匹配就显得尤为重要。
由于摊铺机布料时是通过螺旋布料器进行,会出现摊铺机两侧粗集料较集中,混合料局部离析的现象,可采用人工紧跟补充细料的方法,以保证基层的板体性。摊铺工艺如下:
(1)清扫垫层表面的杂物,污染严重的必须用水冲洗。
(2)事先处理好垫层层产生的离析、翻渣等缺陷，确保底基层的施工质量。
(3)监理工程师对摊铺工作面进行检查。
(4)采用双侧基准线钢丝引导进行摊铺,中间支撑钢钎间距直线段为10m,曲线段加密到5m,两端用紧线器拉紧。
(5)用洒水车在垫层上洒水,保持表面湿润,减少扬尘污染,提高层间粘结力。
(6)按照试验段总结的摊铺系数进行混合料的摊铺。
(7)摊铺时对虚铺层边缘进行人工整修,对局部离析的位置及时补充细料,确保基层的平整度和板体性。
(8)摊铺过程中应随时检查虚铺层的厚度及碾压完的厚度、标高,发现异常情况立即进行调整。
3. 4混合料的碾压
混合料的碾压遵循先静后振、先慢后快、先低处后高处的原则,采用了大吨位振动压路机进行碾压。本项目经过试验段验证,最后选定静压1遍,小振2遍,大振3 遍,最后静压1 遍的碾压方式。由于混合料均匀性较好,含水量控制适当,压实质量均达到满意的效果。在整个碾压过程中,压路机应合理安排,以保证碾压及时并连续进行,确保路面基层的压实质量。
3. 5底基层的养生
底基层施工碾压完成并经压实度检查合格后立即开始养生,养生期不少于7d,有条件时应尽量延长。本项目结合以往工程项目的经验,为最大限度避免出现干缩裂缝,要求采用土工膜加注水养护的方法,使养生期间基层表面保持湿润,取得了较好的效果。在养生期间,除了做好封闭交通工作外,还根据底基层表面湿润情况及时进行补水养护。养生结束后,对于通车路段,仍应坚持洒水,避免长期暴晒,以保护好基层,减少基层表面的磨损。
3. 6质量控制措施
本项目底基层的施工质量控制,重点采取了以下措施:
(1)抓好备料场地的建设,不同规格的材料必须严格隔离堆放,为配合比的准确控制提供了基础。
(2)选好料源,配备合理的筛网,所有底基层配合比均采用三档规格料掺配而成。
(3)备料过程中严抓各种材料级配稳定性的控制,及时更换石场破损的筛网。
(4)拌和过程中加大对各种原材料,特别是细集料含水量的检测频率,控制好混合料的含水量。
(5)施工过程中加强对混合料级配的检验。同时加大对水泥剂量稳定性的检验,目的是既要保证基层的强度,而又不致于因水泥剂量太大而产生过多的横向收缩裂缝。
(6)合理安排碾压组合,确保基层的碾压质量。
(7)采用土工膜养生加注水养护相结合的方法,最大限度减少刚性底基层产生的干缩裂缝。
(8)通过加大承包人自检和监理工程师抽检频率的办法及时对底基层施工质量进行反馈,并通过钻取芯样检验基层的完整性。
4、工程质量评价
本项目底基层主线于2008年5月份施工完毕,经监理处初验、质监站委托的广西新桂公司（质量检验公司）组织检查验收,各项指标均取得较好的效果。其中,主要指标压实度均满足规范要求;芯样共钻取1285个,完整性良好;基层顶面弯沉值远远小于设计值; 基层混合料水泥剂量稳定,级配均匀,成型后表面密实平整,板体性良好,横向收缩裂缝也大大减少。从以上结果表明,基层总体质量得到了较好的控制。
5、结语
某高速公路路面底基层施工在工期紧、压力大的情况下,通过加强施工质量控制,取得了较好的效果。笔者总结了本项目底基层施工的几点经验,供同行借鉴参考。
(1)高速公路基层混合料必须采用不少于3档集料掺配而成,以保证混合料级配的稳定性,同时也确保基层的强度不产生大的变化。
(2)有条件时,应采用最大粒径较小的集料用于底基层,以减少混合料中粗细集料的离析现象。
(3)施工过程中应加大对混合料含水量及水泥剂量稳定性的检测频率,最大限度减少横向收缩裂缝的产生。
(4)采用薄膜养生加注水养护相结合是减少半刚性底基层干缩裂缝产生的一种好方法,值得推荐采用。
(5)认真控制好路面基层顶面的标高,为面层施工创造良好的条件。
（6）在施工工期较紧张的情况下可以严控过程质量，尽量减少无谓的返工，确保一次成优，也可以考虑在水泥的含量上适当加大，缩短施工周期，为后续施工奠定基础。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词: 高速公路; 混合料; 离析现象； 施工
1、工程概述
某高速公路全长152.5km,设计为双向四车道，设计时速为120km/h，本项目被交通部列为某区的第一条勘察设计典型示范工程。路面设计遵循“安全、耐久、经济”原则，进行了不同结构的路面形式比较，选材遵循“因地制宜、方便施工、利于养护”的原则。其主线采用水泥砼路面,路面结构型式为: 20cm级配碎石垫层+ 18cm 4%水泥稳定碎石底基层+ 18cm贫混凝土基层+0.6cm 改性乳化沥青封层+32cm水泥砼面层。
2、混合料配合比组成设计
2. 1原材料
根据设计要求,本项目水泥稳定碎石底基层7d无侧限抗压强度设计值为2. 5MPa。为此,必须严格控制原材料的质量,否则基层的强度将难以保障。如果原材料本身质量差,要保证强度,就会以增加水泥用量为代价,而由此水泥稳定碎石底基层的横向收缩裂缝势必会大大增多。为确保底基层的施工质量,要求基层的混合料必须采用不少于3种规格的材料掺配而成。本项目对底基层原材料提出了很高的要求,特别是降低了碎石的最大粒径,使基层混合料的均匀性得到了明显的提高。
根据设计提出的级配曲线范围,最后选定了16～26. 5mm 碎石、4. 75 ～16mm 碎石与0 ～4. 75mm石屑三种材料。对于各种原材料的质量控制,均做到从源头上进行把关。为了满足规格的要求,保证原材料的均匀性,石场的配筛均采用了28mm、19mm与6mm 三档方孔筛,使生产出来的三档规格料经掺配能满足设计级配范围的要求。在生产过程中,碎石重点检查的指标包括压碎值、针片状含量和级配的稳定性,石屑则重点检查液限、塑性指数和级配等。本项目底基层所用的集料主要技术指标见表1。
表1集料主要技术指标
水泥采用了某厂生产的P0 32.5水泥,该水泥初凝时间在3. 5h以上,终凝时间较长,满足现场施工的需要，其它各项指标均符合国家标准要求。
2. 2配合比设计
根据设计提出的混合料级配范围要求,经计算,本项目底基层基层配合比设计情况见表2。然后根据选定的级配曲线,进行了不同水泥剂量的7d无侧限抗压强度试验, 最终确定最佳的水泥剂量为5. 5%。本项目在配合比设计过程中注意及时调整各种规格料的比例,通过承包人自检和监理工程师复核试验两方面进行把关,使工程质量得到了较好的保障。
从表2可以看出,本项目要求的基层混合料最大粒径较以往工程项目的细,但细集料含量并未增加,因此混合料均匀性得到明显的提高。
3、施工工艺及质量控制措施
3. 1混合料的拌制
本项目共有7个土建标段,混合料的拌制均采用了大型的稳定土拌和机, 型号包括WBS -500、WBS - 300、WDB500等,拌和能力完全满足施工的要求。在正式施工前,每台拌和机均通过试验段进行了多次试拌。通过试拌,确定了不同摊铺速度、碾压速度下各种原材料的供料速度,并选定合理的生产能力。
在拌和过程中,除了控制好各种材料的比例和水泥用量外,用水量的控制应作为重点,含水量偏大或偏小都将影响到混合料的密实性和强度。因此,混合料的拌和用水量应以混合料到达现场为最佳含水量这一前提来控制,一般宜控制在大于最佳含水量0. 5%左右,并根据不同的天气情况进行适当调整。
3. 2混合料的运输
拌和好的混合料必须立即运往施工现场进行摊铺。本项目水泥稳定碎石混合料均采用大吨位的自卸汽车运输,运输能力较拌和能力和摊铺速度有所富余。从拌和机储料仓卸料装车时,应分三次挪动汽车,以减少粗细集料的离析现象。在整个运输过程中,应合理组织拌和站和摊铺现场的车辆,修好运输便道,减少运输时间,以保证在较短的时间内摊铺、碾压完成。
3. 3混合料的摊铺
本项目底基层设计厚度为18cm,主线半幅宽度为12. 75m,因此施工方案采用一次性完成半幅、全厚的摊铺工作。施工中采用2台徐工WTU - 75型穩定土摊铺机一前一后工作,距离相差10～20m。底基层稳定料要缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,摊铺过程不得随意变换速度或中途停顿,以保证基层的平整度及碾压质量。为此,拌和能力、运输能力与摊铺机的摊铺速度相匹配就显得尤为重要。
由于摊铺机布料时是通过螺旋布料器进行,会出现摊铺机两侧粗集料较集中,混合料局部离析的现象,可采用人工紧跟补充细料的方法,以保证基层的板体性。摊铺工艺如下:
(1)清扫垫层表面的杂物,污染严重的必须用水冲洗。
(2)事先处理好垫层层产生的离析、翻渣等缺陷，确保底基层的施工质量。
(3)监理工程师对摊铺工作面进行检查。
(4)采用双侧基准线钢丝引导进行摊铺,中间支撑钢钎间距直线段为10m,曲线段加密到5m,两端用紧线器拉紧。
(5)用洒水车在垫层上洒水,保持表面湿润,减少扬尘污染,提高层间粘结力。
(6)按照试验段总结的摊铺系数进行混合料的摊铺。
(7)摊铺时对虚铺层边缘进行人工整修,对局部离析的位置及时补充细料,确保基层的平整度和板体性。
(8)摊铺过程中应随时检查虚铺层的厚度及碾压完的厚度、标高,发现异常情况立即进行调整。
3. 4混合料的碾压
混合料的碾压遵循先静后振、先慢后快、先低处后高处的原则,采用了大吨位振动压路机进行碾压。本项目经过试验段验证,最后选定静压1遍,小振2遍,大振3 遍,最后静压1 遍的碾压方式。由于混合料均匀性较好,含水量控制适当,压实质量均达到满意的效果。在整个碾压过程中,压路机应合理安排,以保证碾压及时并连续进行,确保路面基层的压实质量。
3. 5底基层的养生
底基层施工碾压完成并经压实度检查合格后立即开始养生,养生期不少于7d,有条件时应尽量延长。本项目结合以往工程项目的经验,为最大限度避免出现干缩裂缝,要求采用土工膜加注水养护的方法,使养生期间基层表面保持湿润,取得了较好的效果。在养生期间,除了做好封闭交通工作外,还根据底基层表面湿润情况及时进行补水养护。养生结束后,对于通车路段,仍应坚持洒水,避免长期暴晒,以保护好基层,减少基层表面的磨损。
3. 6质量控制措施
本项目底基层的施工质量控制,重点采取了以下措施:
(1)抓好备料场地的建设,不同规格的材料必须严格隔离堆放,为配合比的准确控制提供了基础。
(2)选好料源,配备合理的筛网,所有底基层配合比均采用三档规格料掺配而成。
(3)备料过程中严抓各种材料级配稳定性的控制,及时更换石场破损的筛网。
(4)拌和过程中加大对各种原材料,特别是细集料含水量的检测频率,控制好混合料的含水量。
(5)施工过程中加强对混合料级配的检验。同时加大对水泥剂量稳定性的检验,目的是既要保证基层的强度,而又不致于因水泥剂量太大而产生过多的横向收缩裂缝。
(6)合理安排碾压组合,确保基层的碾压质量。
(7)采用土工膜养生加注水养护相结合的方法,最大限度减少刚性底基层产生的干缩裂缝。
(8)通过加大承包人自检和监理工程师抽检频率的办法及时对底基层施工质量进行反馈,并通过钻取芯样检验基层的完整性。
4、工程质量评价
本项目底基层主线于2008年5月份施工完毕,经监理处初验、质监站委托的广西新桂公司（质量检验公司）组织检查验收,各项指标均取得较好的效果。其中,主要指标压实度均满足规范要求;芯样共钻取1285个,完整性良好;基层顶面弯沉值远远小于设计值; 基层混合料水泥剂量稳定,级配均匀,成型后表面密实平整,板体性良好,横向收缩裂缝也大大减少。从以上结果表明,基层总体质量得到了较好的控制。
5、结语
某高速公路路面底基层施工在工期紧、压力大的情况下,通过加强施工质量控制,取得了较好的效果。笔者总结了本项目底基层施工的几点经验,供同行借鉴参考。
(1)高速公路基层混合料必须采用不少于3档集料掺配而成,以保证混合料级配的稳定性,同时也确保基层的强度不产生大的变化。
(2)有条件时,应采用最大粒径较小的集料用于底基层,以减少混合料中粗细集料的离析现象。
(3)施工过程中应加大对混合料含水量及水泥剂量稳定性的检测频率,最大限度减少横向收缩裂缝的产生。
(4)采用薄膜养生加注水养护相结合是减少半刚性底基层干缩裂缝产生的一种好方法,值得推荐采用。
(5)认真控制好路面基层顶面的标高,为面层施工创造良好的条件。
（6）在施工工期较紧张的情况下可以严控过程质量，尽量减少无谓的返工，确保一次成优，也可以考虑在水泥的含量上适当加大，缩短施工周期，为后续施工奠定基础。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。