華鳳祥
(沛縣公路管理站,江蘇省徐州市 221600)
道路工程水泥穩(wěn)定碎石施工質量控制實踐探討
華鳳祥
(沛縣公路管理站,江蘇省徐州市 221600)
自2003年徐州地區(qū)在道路工程建設過程中推廣應用水泥穩(wěn)定碎石做基層以來,近十多年水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層施工質量控制是許多參與徐州道路施工的單位比較關注的問題,也是本地區(qū)提倡公路工程精細化施工的重要控制環(huán)節(jié)。水泥穩(wěn)定碎石的水穩(wěn)性和抗凍性比較好,同時還具有穩(wěn)定程度較高,經久耐用的特點。本文主要通過對水泥穩(wěn)定碎石在施工前、施工過程中和施工后期的質量控制進行分析,指出了每個工程環(huán)節(jié)中需要注意的問題。旨在能夠更好地指導道路工程水泥穩(wěn)定碎石施工,從而有效保證道路施工的質量,提升施工水平。
道路 水穩(wěn)碎石 質量控制 實踐
在經濟發(fā)展的過程中,道路作為交通運輸業(yè)的主要載體,在其中發(fā)揮了重要的作用,因此加快公路建設步伐是提高經濟發(fā)展速度的因素之一。水泥穩(wěn)定碎石因水泥膠結材料的特殊性,決定了水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層較其它基層結構具有成型快、早期強度高等特點,并越來越受到公路養(yǎng)護建設者們的關注。特別是在徐州地區(qū)國省道干線公路養(yǎng)護改善工程半封閉施工過程中,有效的解決了因交通干擾大,需提高路面基層早期施工強度以便盡早開放輕型交通的要求。
(一)控制原材料的質量
在影響水泥穩(wěn)定碎石施工質量的因素中,水泥的質量起到了非常直接的作用,這就對選擇水泥提出了較高的控制要求。首先,在水泥供上應要選擇一些知名的質量信得過的較大型的水泥廠商,以保證穩(wěn)定提供滿足國家規(guī)定標準的水泥產品;在徐州地區(qū)水泥穩(wěn)定碎石基層施工中,水泥被作為主要材料控制,和瀝青、鋼材一齊并稱筑路“三大材”,一般是采用甲供材的方式提供,基本上都是由通過了ISO9001:2008質量管理體系認證和ISO14001:2004環(huán)境管理體系認證,水泥產品被授予“江蘇省質量信得過產品”、“江蘇省名牌產品”和被中國建筑材料企業(yè)管理協(xié)會推薦為“全國建材政府采購首選目標產品”的淮海中聯水泥有限公司供應。這從源頭確保了水泥材料的質量,也從而有效保證水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質量。其次,宜采用滿足設計要求強度等級較低的水泥,水泥各齡期強度、安定性等應達到相應技術指標要求,水泥初凝時間應在時間3小時以上,終凝時間不短于6個小時,以給施工提供充足的延遲時間。禁止使用快硬水泥、早強水泥以及其它受外界影響而變質的水泥。最后,由于水泥穩(wěn)定碎石施工方法、施工工藝的特別性,決定其混合料均采用拌和站拌和,并用散裝水泥罐計量供水泥。這時施工單位要特別注意水泥的出爐天數,對于剛出爐的水泥,要停放七天,且安定性合格后才能入罐使用,如是夏委高溫作業(yè),散裝水泥入罐溫度不能高于50℃,高于這個溫度,若必須使用時,應采用降溫措施。
在集料選擇上,應該選取最大粒徑不超過37.5mm,壓碎值不高于30%,并且有機質不超過2%的集料。在徐州地區(qū),根據設計級配要求及技術標準,一般選取最大粒徑不超過31.5mm,壓碎值應不大于28%,針片狀含量不大于15%,集料中小于0.6mm的顆粒液限小于28%,塑性指數<9的集料。另外,由于集料的級配組成也直接影響著水泥穩(wěn)定碎石的強度及水泥用量,所以要得到理想的級配組成,選擇合適的集料種類特別重要。以徐州地材為例,當前適用水泥穩(wěn)定碎石混合料中集料級配組成的碎石主要有四類:幺三(1-3cm碎石)、幺半(1-1.5碎石)三八(0.3-0.8cm碎石)、石粉(石屑),這四種規(guī)格材料又因各料場破碎機的機型及振動篩的方式不同又出現大同小異的顆粒組成。所以在集料技術指標符合要求的前提下,定山場定規(guī)格供料是確保水泥穩(wěn)定碎石混合料中集料級配組成穩(wěn)定的重要控制手段。因只有這樣,才能夠在材料上保證水泥穩(wěn)定碎石施工的質量。
在控制以上兩種重要材料的同時,在水泥穩(wěn)定碎石基層施工時,對于施工用水也要加以質量控制。由于當前有較多溝塘、河渠水被污染,污染過的水同樣影響著水泥穩(wěn)定碎石施工質量。所以建議在水泥穩(wěn)定碎石施工時,拌和用水宜采用拌和現場打井取水,這樣水質既潔凈又不含有害物質。對于養(yǎng)護用水,可在施工沿線河渠、溝塘和水井中汲取,但對可疑水源的水,未經檢驗合格不得使用。
(二)控制混合料配比的質量
在水泥穩(wěn)定碎石施工過程中,應該遵循一定的原則來保證混合料的配比。根據多年的水泥穩(wěn)定碎石施工質量控制實踐,本人認為水泥穩(wěn)定碎石混合料配比控制主要在三個方面:試驗室配比控制、混合料拌和的配比控制、試鋪驗證配比控制。
首先,試驗室配比控制是水泥穩(wěn)定碎石施工質量控制的基礎。它是通過室內混合料組成設計與標準試驗,為水泥穩(wěn)定碎石施工提供各種材料的組成比例,確定最大干密度及最佳含水量,檢驗無側限抗壓強度是否滿足設計要求,建立EDTA標準滴定檢驗曲線,為后序混合料拌和的配比控制、試鋪驗證配比控制提供檢查標準依據。同時試驗室配比控制還包含著對各種原材料的進場檢驗控制,確保進場材料與室內混合料組成設計及標準試驗所用材料的一致性;并對生產前的原材料的含水量檢測及生產過程的混合料的各項指標檢測控制。
其次,混合料拌和的配比控制是水泥穩(wěn)定碎石施工質量控制的關鍵環(huán)節(jié)。通過室內試驗確定水泥穩(wěn)定碎石混合料組成設計后,按照混合料配比組成,拌和站將對水泥穩(wěn)定碎石拌和機進行多次的調試,得出生產量與各供料斗間的比例關系曲線圖。然后根據不同的產量要求分別進行試拌,并取混合料送試驗室進行指標檢驗,通過試驗數據的反饋再次進行微調,直到混合料的拌和質量達到設計配比要求。同時混合料拌和的配比控制還包含著對拌和站各種原材料的隔離、覆蓋控制,防止不同規(guī)格的原材料發(fā)生互相摻雜和被雨淋,而使原材料顆料組成及含水量發(fā)生較大變化,從而影響到混合料配比;并在拌和機調試前和使用異常時對所有料斗、水箱、罐倉等裝配的高精度電子動態(tài)計量器,申請有資質的計量部門進行計量標定。
最后的試鋪驗證配比控制是對試驗室配比控制、混合料拌和配比控制的確認,可以說前兩個階段的配比控制是為最終的試鋪驗證配比控制服務的。只有通過試鋪配比驗證,才能得出水泥穩(wěn)定碎石基層的各項技術指標是否符合規(guī)范要求。同缷時混合料試鋪驗證配比控制還包含著對拌和料的出料、接料、料及攤鋪時二次拌和的控制,在以上這些環(huán)節(jié)中應盡量減少水泥穩(wěn)定碎石混合料的離析及含水量的蒸發(fā),確?,F場攤鋪成型的混合料配比與拌和配合比不產生較大的變化。
(一)施工前的質量控制
施工前的控制主要包括幾個方面,首先是進場原材料的質量控制,所有進場材料必須經檢驗合格方可使用,并且施工過程中一般要備足5-10天施工的用量。其次是下承層的質量檢測,在基層施工之前應作好底基層的交接驗收工作,對需要攤鋪路段的頂面高程、橫坡、寬度、平整度、壓實度等檢測項目進行檢測驗收,各項指標須滿足規(guī)范和設計要求。并對底基層的低洼和坑洞,仔細填補并壓實;松散處重新填補下承層填料或直接用基層混合料填補并壓實。攤鋪前用灑水車在下承層表面灑水保持下承層的濕潤,以免下承層表面過干而掠奪結合處基層混合料的水分,造成結合處基層混合料水分不足達不到規(guī)定的膠結強度。最后是試驗路的鋪筑,分別提出不同試驗方案的完整書面說明,報經監(jiān)理工程師批準。在指定地點進行試驗,以檢驗混合料的穩(wěn)定性及拌和、攤鋪、壓實設備的效率和施工方法、施工組織的適應性;同時確定施工配合比、材料的松鋪系數、攤鋪的方法、攤鋪的速度、壓實秩序、壓實遍數、最佳含水量及機械的性能、生產組合等指標,由此確定標準的施工方法,用以指導大面積施工,為整個工程高質、快速的完成提拱科學可靠的依據和保證。
(二)控制施工前的測量
在施工前,要保證施工段的底基層干凈,然后進行測量和放樣。一般應在開始攤鋪的前一天進行測量放樣,按攤鋪機寬度與傳感器間距,打好導向控制線支架(一般在直線上為10m,在平曲線上為5m),根據松鋪系數算出松鋪厚度,決定導向控制線高度,掛好導向控制線,(測量精度按部頒標準控制)。用于控制攤鋪機攤鋪厚度的控制線的鋼絲拉力應≥800N,每根鋼絲長度應不小于200米,且有效攤鋪長度不小于160米。同時在每次攤鋪前應更換技術人員進行復測,以確?;鶎禹斆嫠射伕叱踢_到設計要求。在攤鋪行進過程中還應安排人員對控制拉線鋼絲及導向控制線支架進行巡查保護,對施工車輛及人員不小心碰觸過的支架和拉線鋼絲及時進行恢復。
(三)控制攪拌的質量
想要保證工程施工的質量,控制攪拌的質量是重要的方法之一。首先,開始拌和施工前,拌和場的備料應至少能滿足5天以上的攤鋪用料。并且對各種原材料進行分類堆放,有條件的最好全部覆蓋,但細集料必須覆蓋。每天開始攪拌前,應檢查場內各類集料的含水量,計算當天的配合比,外加水與天然含水量的總和要比最佳含水量略高。開始攪拌之后,出料時要取樣檢查是否符合設計配合比,進行正式生產之后,每小時要檢查一次拌和情況,抽檢其配合比、水泥劑量和含水量是否變化。高溫作業(yè)時,早晚與中午含水量要有區(qū)別,要按溫度變化及時調整。同時后臺應設1名有經驗的人員專門在拌缸處旁站,以觀察混合料的顏色及水泥下料情況,發(fā)現異常時應馬上通知試驗人員進行檢測,確保含水量、水泥劑量的準確。其次,拌和機出料不允許采取自由跌落地成堆,裝載機裝料運輸的辦法,一定要配備帶活門漏斗的料倉,由漏斗出料直接裝車運輸,接料時車輛應前后移動,分三次裝料,以減少混合料的離析。同時料場配備2人對料車覆蓋,并配備梯子用于上下方便節(jié)約時間。安排專人記錄每車料拌和、出廠時間,用于施工時間的分析控制。拌和機電腦操作手及時打印下料量,根據施工工程量與每天水泥用量進行對比分析,保證水泥劑量控制準確。最后,每天拌和工作結束后,拌和負責人應仔細檢查拌和機的情況,尤其是拌缸的清理工作必須親自檢查,以保證第二天的機械正常運轉。
(四)控制運輸的質量
水泥穩(wěn)定碎石施工過程中,攤鋪的速度和碾壓的質量直接受到運輸情況的影響。通常來說,運輸車一般會選擇使用大小合適的20t自卸汽車,并且每輛運輸車上都應裝有卸料防離析的裝置,有效避免混合料的離析。運輸車輛數一定要滿足拌和出料與攤鋪的速度相適應的需要,并略有富余,要盡量按照兩三輛運輸車在攤鋪機前面等待攤鋪情況配備,從而有效避免停工等料的現象,也能保證攤鋪和拌和的均衡連續(xù)。車輛在每天運輸前,要檢驗其完好情況,裝車前應將車廂清洗干凈。車輛在運輸的過程中,應盡快將拌成的混合料運送到鋪筑現場;車上的混合料還應全覆蓋,從而減少運輸過程中混合料的丟失,同時也能夠有效避免由于天氣原因造成的水分蒸發(fā)的情況。如運輸車輛中途出現故障,必須立即以最短時間排除,當有困難時,如車內混合料不能在初凝時間內運到工地,或預計混合料到碾壓完成最終的延遲時間超過水泥初凝時間,必須予以轉車或廢棄。
(五)控制攤鋪的質量
在施工過程中,攤鋪的質量會直接影響到水泥穩(wěn)定碎石基層施工的質量。攤鋪機是攤鋪過程中使用比較廣泛的機器,這就要求在攤鋪前應該通過試驗路,有效確定攤鋪的系數,來方便調整攤鋪機。攤鋪通常采用兩臺攤鋪機進行聯合攤鋪,這樣有利于保證攤鋪的速度和質量。為控制好攤鋪的質量,一般應注意以下幾個控制點:(1)施工前清除作業(yè)面的浮土、浮渣、積水,用噴霧式灑水車將作業(yè)面表面濕潤;(2)根據攤鋪計劃,提前完成路肩圍土;(3)施工前檢查攤鋪機運轉情況,保證機械處于良好狀態(tài),施工結束后,安排機械人員對攤鋪機檢查維護,保證第二天的正常運轉;(4)攤鋪采用雙機梯隊攤鋪,一機在前,一機在后,兩機相隔5~10米,無超高段先攤鋪邊部,前后兩臺攤鋪機重疊50-100mm,中縫輔以人工修整;(5)施工過程中嚴格按定好的攤鋪速度勻速連續(xù)攤鋪,嚴禁時快時慢,保證攤鋪平整度,同時攤鋪機的標高控制傳感器任何人不得隨意調動,以保證平穩(wěn)施工,保證標高及平整度,攤鋪機的行走速度宜控制在1米/分鐘;(6)每臺攤鋪機前安排1人,在每車料到達前臺后收取拌和臺人員填寫的加水拌和時間與出廠時間發(fā)料單,對超過初凝時間的混合料作為廢料處理,立即清除出場。同時記錄每車料開始、終了攤鋪的樁號、時間、并記錄攤鋪機每次停機的時間、樁號、原因,用于施工控制。(7)攤鋪機后安排4名有施工經驗的人員檢查攤鋪的均勻性,對機后局部蜂窩現象進行處理。(8)施工完成后重點處理施工縫,施工縫處理為整齊后直接碾壓,碾壓完成后用3米平整度尺沿縱向位置,在攤鋪段端部的直尺呈懸臂狀處定出接縫位置,人工刨除末端斜坡為下次攤鋪做準備。(9)對出現施工縫的地方,設置工作縫標記樁,以方便下道工序施工控制。(10)在夏季多雨時節(jié),還應該準備足夠的塑料膜,避免出現下雨的情況。
(六)控制碾壓的質量
碾壓作為水泥穩(wěn)定碎石基層施工過程中的最后一道關鍵工序,其碾壓質量直接影響著基層的強度、壓實度、平整度等技術指標。要控制好水泥穩(wěn)定碎石基層的碾壓質量,在施工過程中一定要做好如下幾個方面的施工控制管理:(1)開工前組織碾壓人員學習施工工藝,保證操作人員掌握碾壓方法、碾壓順序、錯輪寬度、碾壓速度。(2)碾壓的機械組合要嚴格按試驗路確定的組合方式,并確保至少1臺備用壓路機。(3)制作碾壓段落標志牌,插在施工段落的外側土路肩上,標志牌上寫明碾壓段落起訖樁號,并注明本碾壓段落第1車料的拌和時間,以掌握延遲時間,控制碾壓。(4)碾壓應由1名有經驗的技術人員總體控制調度,同時每臺壓路機安排1名記錄人員記錄碾壓趟數及每趟的開始、終了碾壓時間,控制碾壓速度,監(jiān)督督促機械操作手掌握好碾壓速度、錯輪的寬度,保證碾壓質量。 (5)無超高段碾壓從邊部向中部,后機緊跟前機碾壓,形成有序梯隊作業(yè),為保證邊部的壓實度,每臺壓路機在邊部多碾壓1遍。(6)壓路機倒車換檔要輕、平順,后退時按原路返回;在未碾壓的一頭換檔倒車位置以鋸齒狀錯開,不形成直線狀折返,以提高平整度。(7)壓路機施工過程中嚴禁在已完成或正在碾壓的路段上調頭和急剎車,以保證基層表面不受破壞。(8)碾壓在水泥初凝前及試驗確定的延遲時間內完成,并達到要求的壓實度,同時基層表面沒有明顯的輪跡。碾壓過程中安排4~5人用噴壺補灑干燥的表面。(9)施工結束后,機械記錄人員認真整理時間記錄表上報,作為質量控制的資料,用于分析控制碾壓速度。(10)水泥穩(wěn)定碎石從加水拌和到碾壓結束時間宜控制在2小時以內。
(一)養(yǎng)護質量的控制
在每一個施工段落碾壓完成并經壓實度檢查合格后,應立即開始養(yǎng)生,因為完善的后期養(yǎng)護會直接影響到水泥穩(wěn)定碎石基層的質量。如果缺少必要的養(yǎng)護措施,就會出現基層裂縫較多的問題,底層也會因為滲水遭到破壞。養(yǎng)生應采用土工布覆蓋灑水養(yǎng)生,檢測完壓實度合格后立即覆蓋,不使水穩(wěn)基層長時間暴露。在灑水養(yǎng)生時,水車的噴頭采用噴霧式。并安排專人經常翻開土工布檢查水穩(wěn)表面潮濕狀態(tài)及灑水的均勻性,用水壺補灑水車未灑到部位。同時根據天氣情況調整灑水遍數,保證水泥穩(wěn)定碎石基層表面始終處于潮濕狀態(tài)。養(yǎng)生期一般為28天,但前兩周需采取隔離措施封閉交通,禁止車輛通行,后期可實行限制交通。同時要認真觀察裂縫產生的情況,并作好記錄和標記。
(二)裂縫預防的控制
因為水泥和細集料是水泥穩(wěn)定碎石施工中的主要成分,所以非常容易出現裂縫的情況。這就要求在施工的各個環(huán)節(jié)應該注重對于原材料質量的把控,同時嚴格控制水泥穩(wěn)定碎石施工中每一個環(huán)節(jié)的施工標準。并在滿足設計強度的基礎上限制水泥用量,在控制集料含泥量的同時限制細集料、粉料用量,根據施工時氣候條件限制含水量。
綜上所述,因為在水穩(wěn)碎石施工過程中,水泥比較容易凝固,這就嚴格限制了施工的時間,并且要求質量要一次性達標,這就對整個施工過程的質量提出了較高的要求。所以要求施工單位在整個施工過程中要嚴格把控施工的質量。首先,應該保證原材料合乎要求,保證科學的配合比;同時,要嚴格執(zhí)行施工方案,根據施工的要求進行施工,保證每個施工環(huán)節(jié)的質量。最后,在基本施工過程完成后,還要進一步做好水穩(wěn)碎石基層的養(yǎng)護工作,以盡量減少基層施工溫縮裂縫的產生。從而有效保證道路的質量,使其能夠為經濟的發(fā)展保駕護航。
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