泡沫輕質(zhì)土頂部底基層施工工藝研究

2019-08-21 06:19:20尹富秋

城市道橋與防洪 2019年8期

尹富秋

（上海公路投資建設(shè)發(fā)展有限公司，上海市 200335）

0 引言

泡沫輕質(zhì)土作為一種新型道路填筑材料，其良好的輕質(zhì)性、強(qiáng)度可調(diào)性、流動(dòng)性、硬化后自立性等諸多優(yōu)點(diǎn)，在工程中的應(yīng)用越來越廣泛。但泡沫輕質(zhì)土的流動(dòng)性會(huì)使在有縱頂坡的道路上形成臺(tái)階，泡沫輕質(zhì)土的脆性不利于底基層的大型機(jī)械施工，所以非常有必要對(duì)泡沫輕質(zhì)土的頂部底基層施工工藝轉(zhuǎn)換進(jìn)行研究。

1 結(jié)構(gòu)分析

（1）頂部臺(tái)階

泡沫輕質(zhì)土固有的較強(qiáng)的流動(dòng)特性，使泡沫輕質(zhì)土路基頂部無法做出縱坡及橫向流水坡，泡沫輕質(zhì)土的時(shí)間凝結(jié)性使其在施工時(shí)必須進(jìn)行分倉(cāng)分層施工，分倉(cāng)大小與泡沫輕質(zhì)土生產(chǎn)能力相匹配，并且每個(gè)區(qū)塊也不能太小，一般控制在100～200 m3,層厚控制在0.3～1.0 m/層。道路路面的橫坡在1.5～2%，縱坡在0.6～3%，每倉(cāng)分塊為20 m×20 m時(shí)，泡沫輕質(zhì)土頂面與設(shè)計(jì)標(biāo)高會(huì)產(chǎn)生0～60 cm的臺(tái)階，在局部坡率較大的地方可以通過調(diào)整分倉(cāng)大小來降低臺(tái)階高度至30 cm。根據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》的要求：“石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土結(jié)構(gòu)層用18～20 t三輪壓路機(jī)和振動(dòng)村路機(jī)碾壓時(shí)，每層的壓實(shí)厚度不應(yīng)超過20 cm，每層的最小壓實(shí)厚度為10 cm?！迸菽p質(zhì)土頂部存在的臺(tái)階不能滿足底基層二灰土攤鋪與壓實(shí)條件，如圖1所示。

圖1 泡沫輕質(zhì)土頂部臺(tái)階

（2）底基層作業(yè)

泡沫輕質(zhì)土具有一定強(qiáng)度，頂層泡沫輕質(zhì)土強(qiáng)度為0.8 MPa，泡沫輕質(zhì)土為含有氣泡的空隙結(jié)構(gòu)，具有脆性，在進(jìn)行底基層施工時(shí)會(huì)有較重載重汽車行使在泡沫輕質(zhì)土頂部，載重汽車的行駛對(duì)泡沫輕質(zhì)土臺(tái)階處的損傷最大，容易造成臺(tái)階棱角破碎。路面結(jié)構(gòu)施工工藝：路面結(jié)構(gòu)層施工均為大型機(jī)械設(shè)備，重載車輛能否可以上泡沫輕質(zhì)土路面施工，多重的車輛可以上路面施工，采取什么樣的方式進(jìn)行施工，對(duì)泡沫輕質(zhì)土頂面會(huì)產(chǎn)生多大的破壞影響，均需要進(jìn)行實(shí)地的試驗(yàn)后方可確定。通過試驗(yàn)找出一個(gè)對(duì)泡沫輕質(zhì)土影響最小，成本最低、工藝成熟的施工方式，進(jìn)而推廣。

根據(jù)道路底基層施工的常規(guī)方法考慮，主要有4種方法：（1）路拌法底基層；（2）廠拌法底基層；（3）混凝土結(jié)構(gòu)調(diào)坡；（4）水穩(wěn)調(diào)坡。

2 泡沫輕質(zhì)土載荷試驗(yàn)

底基層施工，無論采用何種方法與工藝均需滿足重載車輛行走的要求，土方運(yùn)輸車輛以及碾壓設(shè)備均會(huì)對(duì)泡沫輕質(zhì)土頂部質(zhì)量產(chǎn)生影響，需要通過試驗(yàn)與計(jì)算確定載重汽車上路對(duì)泡沫輕質(zhì)土的影響程度。

路床基部位泡沫輕質(zhì)土強(qiáng)度為0.8 MPa，根據(jù)泡沫輕質(zhì)土強(qiáng)度檢測(cè)其實(shí)際強(qiáng)度均在0.9～1.0 MPa，強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)用車輛為雙橋前4后8輪式載重汽車，其對(duì)應(yīng)的載重量為：

0.8 MPa×（0.3×0.2×4+0.6×0.2×4）m2=0.576 MN=57.6 t

理論計(jì)算泡沫輕質(zhì)土頂采用雙橋前4后8輪式載重汽車至少可以承載57.6 t。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)車輛總重52 t，采用直行前進(jìn)后退，以及轉(zhuǎn)向兩種方式對(duì)泡沫輕質(zhì)土頂面進(jìn)行載荷試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)照片如圖2所示。

圖2 泡沫輕質(zhì)土頂載重試驗(yàn)

該倉(cāng)泡沫輕質(zhì)土施工時(shí)間已滿1個(gè)月，試驗(yàn)車輛直行上泡沫輕質(zhì)土頂面對(duì)車轍進(jìn)行觀察與測(cè)量，泡沫輕質(zhì)土頂面無明顯壓痕，無法測(cè)量車轍深度。

試驗(yàn)車輛轉(zhuǎn)向時(shí)前輪外泡沫輕質(zhì)土表面有輕微破損，未發(fā)現(xiàn)泡沫輕質(zhì)土頂部有裂紋產(chǎn)生，泡沫輕質(zhì)土頂面可以行走重載車輛。

根據(jù)試驗(yàn)泡沫輕質(zhì)土頂部直接行走52 t載車車輛未對(duì)泡沫輕質(zhì)土采用明顯破壞。設(shè)計(jì)在泡沫輕質(zhì)土頂面設(shè)置有一層防水土工布與土工格柵，會(huì)對(duì)泡沫輕質(zhì)土有一重保護(hù)，車輛在上部行走與轉(zhuǎn)向?qū)ε菽p質(zhì)土的影響可以忽略。

3 底基層施工工序轉(zhuǎn)換研究

（1）路拌法石（二）灰土底基層

路拌法施工中，第一次悶灰量一般摻量為總參量的40%～60%，用于降低土體的含水量與土體的砂化處理，悶灰時(shí)間為一周左右，翻拌次數(shù)3～5次。

灰土的鋪筑：常規(guī)采用載重汽車運(yùn)輸，路基劃格堆土的方法，推土機(jī)推平，平地機(jī)整型。因泡沫輕質(zhì)土頂存在臺(tái)階，且泡沫輕質(zhì)土強(qiáng)度只有0.8 MPa，載重汽車在泡沫輕質(zhì)土頂面行走與轉(zhuǎn)彎對(duì)泡沫輕質(zhì)土?xí)a(chǎn)生破壞，其影響程度是需要予以考慮的。

灰土補(bǔ)灰與翻拌：泡沫輕質(zhì)土頂部設(shè)有防水土工布與土工格柵，且底基層作為調(diào)坡層，其厚度由0～30 cm，采用機(jī)械進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)翻拌無法精確控制各個(gè)部位的翻拌深度，翻拌深度不夠會(huì)導(dǎo)致灰土拌和不均勻，翻拌深了會(huì)破壞土工布與土工格柵以及泡沫輕質(zhì)土頂部。

在泡沫輕質(zhì)土頂部采用路拌法施工缺點(diǎn)較多，無法在保證質(zhì)量的情況下順利實(shí)施。

（2）廠拌法石（二）灰土底基層

底基層石灰土采用廠拌法集中悶灰、拌料，粉碎均勻，檢測(cè)灰劑量、含水率合格后，直接運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后鋪筑。

廠拌法的優(yōu)點(diǎn)：解決了路拌法的現(xiàn)場(chǎng)二次摻灰、現(xiàn)場(chǎng)二次粉碎的工序，在廠內(nèi)集中拌制可以采用現(xiàn)代設(shè)備集中粉碎，集約化生產(chǎn)有利于控制灰土的質(zhì)量，有利于環(huán)境保護(hù)，控制場(chǎng)塵污染。

廠拌法的缺點(diǎn)：增加了土源至拌和廠、拌和廠至現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸，需要設(shè)置拌和廠的場(chǎng)地，并配備相應(yīng)的拌和設(shè)備，投資相對(duì)于路拌法要有大幅增加。

社會(huì)環(huán)境的不斷變化對(duì)事業(yè)單位的財(cái)務(wù)管理有著非常大的影響。財(cái)務(wù)管理不可能一直維持原狀，所有的工作都要跟著時(shí)代的潮流重新調(diào)整。我國(guó)事業(yè)單位的財(cái)務(wù)管理在不斷調(diào)整的過程中一定會(huì)遇到各種各樣的問題。而我們要做的就是解決問題，完成任務(wù)，促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展，所有的應(yīng)對(duì)過程都是為了可以使財(cái)務(wù)管理更好的進(jìn)行，所有的摸索都是值得的。

鋪筑：為保證泡沫輕質(zhì)土臺(tái)階處邊角不被損壞，鋪筑時(shí)采用推土機(jī)前向鋪筑，載車汽車須行走在已鋪設(shè)灰土的位置，采用推土機(jī)初步推平，從而避免對(duì)泡沫輕質(zhì)土邊角的破壞。

整平碾壓：泡沫輕質(zhì)土頂部存在0～30 cm的臺(tái)階，其頂部鋪設(shè)石灰土調(diào)坡層會(huì)導(dǎo)致層厚大于20 cm，超出規(guī)范允許厚度，碾壓時(shí)無法保證碾壓質(zhì)量；頂部厚度小于10 cm，低于規(guī)范允許厚度，容易形成薄層起皮現(xiàn)象，無法保證質(zhì)量。這是廠拌法和路拌法均無法解決的問題。另外因泡沫輕質(zhì)土臺(tái)階而導(dǎo)致的各倉(cāng)之間不連續(xù)，不利于機(jī)械化施工，工效較低，且易對(duì)泡沫輕質(zhì)土邊緣部位產(chǎn)生損傷。

（3）混凝土結(jié)構(gòu)調(diào)坡

泡沫輕質(zhì)土頂部底基層施工最大的問題即是臺(tái)階問題，解決臺(tái)階問題才能保證上部水穩(wěn)及瀝青路面的鋪設(shè)平整度及質(zhì)量，采用常規(guī)方法施工底基層無法解決臺(tái)階問題，可以先消除臺(tái)階，進(jìn)而保證上部結(jié)構(gòu)層的施工。

采用低標(biāo)號(hào)混凝土可以解決頂部縱坡、橫坡問題，同時(shí)也可以避免對(duì)泡沫輕質(zhì)土的破壞。

采用C15混凝土進(jìn)行調(diào)坡，混凝土調(diào)坡層最小厚度8 cm,對(duì)混凝土進(jìn)行振搗，可以保證混凝土密實(shí)與強(qiáng)度，對(duì)混凝土表面進(jìn)行收坡，可以解決大部分泡沫輕質(zhì)土頂部臺(tái)階，并保護(hù)泡沫輕質(zhì)土邊角，如圖3所示。

圖3 混凝土調(diào)坡后泡沫輕質(zhì)土頂面

C15混凝土的比重較石灰土比重高1/2,會(huì)增加泡沫土上荷載，混凝土平均厚度約18 cm，單位面積增加的重量只有很小，相當(dāng)于每平米增加了1.3 kN，對(duì)基礎(chǔ)影響很小。

采用C15混凝土調(diào)坡其造價(jià)相對(duì)于石灰土?xí)^高一些，但混凝土調(diào)坡受雨水天氣影響相對(duì)石灰土?xí)?，只有不下雨的時(shí)間空隙3～4 h即可施工?；炷吝\(yùn)輸車可以直接上泡沫輕質(zhì)土頂面，也可以采用泵車進(jìn)行澆筑。

（4）水穩(wěn)調(diào)坡

水穩(wěn)作為路面基層材料，其生產(chǎn)均為拌和站集中生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)攤鋪形式，在生產(chǎn)本身具備優(yōu)勢(shì)。水穩(wěn)不需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行二次拌和，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)基底的破壞。

水穩(wěn)攤鋪厚度可以從10～20 cm范圍內(nèi)作調(diào)節(jié)，局部位置可以放寬至25 cm。對(duì)泡沫輕質(zhì)土頂部的臺(tái)階可以采用水穩(wěn)直接進(jìn)行調(diào)坡，分兩次調(diào)整臺(tái)階。第一次10～25 cm，在其上再進(jìn)行第二次調(diào)坡，達(dá)到頂部橫坡與縱坡條件。

采用水穩(wěn)直接調(diào)坡存在分倉(cāng)區(qū)塊較小，需逐倉(cāng)進(jìn)行調(diào)坡，同時(shí)臺(tái)階未完全消除前對(duì)泡沫輕質(zhì)土的邊角保護(hù)難度較大，重型機(jī)械的行走會(huì)對(duì)邊角產(chǎn)生破壞。調(diào)坡水穩(wěn)無法采用攤鋪機(jī)鋪設(shè)，無法采用推土機(jī)作業(yè)，碾壓時(shí)壓路基分別進(jìn)入各倉(cāng)存在困難。同時(shí)不利于水穩(wěn)的大面積施工要求，存在工效較低的問題。

在普通道路縱坡不是很大的情況下，可以采用水穩(wěn)進(jìn)行調(diào)坡，因?yàn)榭v坡不大，只需要解決橫坡問題，道路縱向可以通長(zhǎng)施工，不存在對(duì)泡沫輕質(zhì)土臺(tái)階的影響。

（5）混凝土、水穩(wěn)組合調(diào)坡

根據(jù)泡沫輕質(zhì)土自身特點(diǎn)，頂部臺(tái)階的情況，利用混凝土與水穩(wěn)各自的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行組合調(diào)坡。

一次調(diào)坡：一次調(diào)坡采用混凝土進(jìn)行調(diào)坡，消除大于8 cm的臺(tái)階部位。并對(duì)泡沫輕質(zhì)土邊角進(jìn)行保護(hù)，為大型機(jī)械設(shè)備行走提供相對(duì)平整的場(chǎng)地。

二次調(diào)坡：采用15 cm水穩(wěn)進(jìn)行二次調(diào)坡，整型出頂部的縱坡與橫坡，便于進(jìn)行下一層水穩(wěn)層的正常施工?？梢圆捎脭備仚C(jī)械進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)，保證水穩(wěn)基層的施工質(zhì)量與效率。

4 結(jié) 論

根據(jù)以上分析對(duì)比，可將泡沫輕質(zhì)土頂部臺(tái)階處理工藝歸類為下表1，通過對(duì)比可知，5種調(diào)坡方式以素混凝土+水穩(wěn)調(diào)坡方式最優(yōu)。

表1 泡沫輕質(zhì)土頂部臺(tái)階處理工藝分析對(duì)比