研究超厚寬幅水泥穩(wěn)定碎石基層施工關(guān)鍵技術(shù)

馬學(xué)龍

摘 要：在水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，多應(yīng)用并機(jī)分層攤鋪技術(shù)，攤鋪機(jī)會產(chǎn)生縱向接縫，接縫位置大粒徑顆粒會受到自重影響，致使底部滾落離析，基層出現(xiàn)薄弱帶。然而應(yīng)用超厚寬幅施工工藝，可以維護(hù)碎石基層施工效果，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)層緊密性，值得推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：超厚寬幅;水泥穩(wěn)定碎石;基層施工;關(guān)鍵技術(shù)

半剛性基層強(qiáng)度高、承載力強(qiáng)、剛度好，因此可以將二灰穩(wěn)定碎石、水泥穩(wěn)定碎石作為半剛性材料。然而，由于粉煤灰資源持續(xù)短缺，相應(yīng)增加了運(yùn)輸成本和費(fèi)用，致使基層工程成本持續(xù)上升。此外，相比于水泥穩(wěn)定碎石，二灰穩(wěn)定碎石工藝復(fù)雜，修筑成型后，早期結(jié)構(gòu)強(qiáng)度薄弱，對于養(yǎng)護(hù)管理?xiàng)l件非常高，致使建設(shè)費(fèi)明顯高于水泥穩(wěn)定碎石。當(dāng)前，高速公路建設(shè)施工中，開始廣泛應(yīng)用水泥穩(wěn)定碎石，將其作為基層材料。此外，分層施工的問題較多，具體如下：第一，水泥穩(wěn)定碎石分層攤鋪施工時，離析現(xiàn)象比較常見，對上下基層粘結(jié)影響較大，相應(yīng)增加上基層頂彎拉應(yīng)力。第二，結(jié)束下基層養(yǎng)護(hù)后，需要做好上基層施工，施工設(shè)備會損傷下基層。第三，分層施工法，會延長施工工期，相應(yīng)增加施工成本。超厚寬度水泥穩(wěn)定碎石施工激素做技術(shù)，能夠處理好層間粘結(jié)不牢固，使工程成本降到最低，有效作用到穩(wěn)定碎石基層施工中。

1 工程概況

某高速公路建設(shè)線路全長度為137.481 km，路面結(jié)構(gòu)為改性瀝青混凝土5 cm、瀝青混凝土8 cm、水泥穩(wěn)定碎石底基層15 cm，水泥穩(wěn)定碎石上基層20 cm。在前期施工中，多為基層施工建設(shè)，極易產(chǎn)生平整度不佳問題，整體施工建設(shè)進(jìn)度緩慢。通過相關(guān)研究與協(xié)商，后續(xù)基層施工應(yīng)用超厚寬幅水泥穩(wěn)定碎石施工技術(shù)。

2 原材料準(zhǔn)備

2.1 水泥材料

在此次工程建設(shè)中，應(yīng)用42.5普通硅酸鹽水泥，物理力學(xué)性能指標(biāo)滿足水泥結(jié)構(gòu)工程施工建設(shè)要求。

2.2 集料

在試驗(yàn)段，集料選用碎石場生產(chǎn)石料。將石料生產(chǎn)中的石屑，作為細(xì)集料。按照公路工程集料規(guī)范，試驗(yàn)粗集料物理力學(xué)性能、篩分結(jié)果。當(dāng)集料粒徑為5 cm～10 cm時，檢測結(jié)果如下：表觀密度2.732 g/m3、吸水率為1.07%、針片狀含量5.8%。技術(shù)要求分別為大于2.5、小于26、小于2.0、大于2.5;當(dāng)集料粒徑為10 cm～20 cm時，檢測結(jié)果如下：表觀密度2.718 g/m3、吸水率為11.2%、針片狀含量1.02%。技術(shù)要求分別為大于2.5、小于12、小于2、大于2.5。

3 施工技術(shù)工藝

3.1 施工機(jī)械選型

對于工程建設(shè)拌合站，超厚寬幅水泥碎石基層、普通水泥基層要求基本相同，為了滿足超厚寬幅水泥施工要求，應(yīng)當(dāng)配置穩(wěn)定土拌合站。在該工程建設(shè)中，配置兩套拌合設(shè)備，生產(chǎn)能力分別為每小時700 t、400 t。在出料時，為了避免混合料離析，必須對混合料成品料倉進(jìn)行控制，同時在遼倉頂部履帶出料口前方，設(shè)置橡膠板槽鋼，同時在料倉內(nèi)部1/3位置，設(shè)置橫向、縱向槽鋼。

在選擇攤鋪機(jī)時，優(yōu)選大功率、抗離析、寬幅、超厚技術(shù)參數(shù)。在此次工程建設(shè)中，選用攤鋪機(jī)性能參數(shù)如下：行走速度為每分鐘0 m～25 m，攤鋪寬度為3 m～16 m，攤鋪厚度為0 mm～500 mm。攤鋪操作期間，為了防止混合料離析，適當(dāng)擴(kuò)大螺旋布料機(jī)螺旋直徑，同時擴(kuò)大熟料槽高度與寬度，使螺旋布料器下降。在選擇壓路機(jī)設(shè)備時，應(yīng)當(dāng)匹配攤鋪機(jī)、拌合站。在此項(xiàng)目中，選用振動壓路機(jī)（32 t）、膠輪壓路機(jī)（26 t）、雙鋼輪壓路機(jī)（20 t）。

3.2 攤鋪

在此次工程建設(shè)中，將壓實(shí)厚度控制在35 cm，松鋪厚度為1.25。攤鋪厚度控制為42.65 m，速度控制為每分鐘1.5 m。在控制高程時，需要應(yīng)用鋼絲繩引導(dǎo)方式，派遣專人看管攤鋪機(jī)的基準(zhǔn)線、接觸器。在攤鋪操作中，應(yīng)當(dāng)確保連續(xù)性操作，確保攤鋪機(jī)行駛速度均勻，以此確保平整度。在攤鋪機(jī)后方，派遣專人觀測攤鋪料離析狀態(tài)。針對局部集料集中部位，應(yīng)當(dāng)選擇新填料換補(bǔ)。

3.3 碾壓施工

在基層施工中，碾壓屬于最后一道工序。碾壓質(zhì)量對基層平整度、壓實(shí)度影響較大。在碾壓施工中，初壓選用雙鋼輪壓路機(jī)，在攤鋪機(jī)后方操作，路面全幅靜壓2遍，碾壓速度控制在每分鐘20 min～30 min。在復(fù)壓操作時，選用振動壓路機(jī)碾壓，1遍弱振、3遍強(qiáng)振，碾壓速度控制為每分鐘60 m。終壓操作時，選用膠輪壓路機(jī)，靜壓2遍之后消除輪跡帶，碾壓速度控制在每分鐘40 m。在基層施工中，應(yīng)當(dāng)按照以下原則：由內(nèi)向外、由低向高，確保重合50%輪寬。在啟停壓路機(jī)時，應(yīng)當(dāng)確保操作緩慢。起步之后，再進(jìn)行開振操作;停機(jī)時，應(yīng)當(dāng)先停止振動，后停止機(jī)械。在整個行駛期間，嚴(yán)禁急剎車和掉頭。

3.4 養(yǎng)護(hù)操作

完成碾壓操作之后，需要采用復(fù)合膜、土工布覆蓋養(yǎng)護(hù)。同時配置噴霧式灑水車進(jìn)行灑水處理，養(yǎng)護(hù)時間為7 d。在養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)禁車輛通行。

4 檢驗(yàn)試驗(yàn)路段性能

4.1 檢測平整度

為了研究和掌握基層時效果，需要按照公路工程測試要求，檢測試驗(yàn)段基層、攤鋪施工基層表面平整度。在檢測操作時，應(yīng)用3 m直尺法，每相隔100 m，檢測兩處，每處檢測10尺，檢測結(jié)果如下所示。

通過表1結(jié)果可知，相比不同施工工藝的水泥穩(wěn)定基層，平整度均低于12 mm，滿足公路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用并機(jī)雙層攤鋪工藝時，整個平整度檢測結(jié)果離散;應(yīng)用超厚寬幅攤鋪工藝時，平整度均勻分布。在并機(jī)雙層攤鋪施工中，接縫位置極易出現(xiàn)混合料離析現(xiàn)象，碾壓操作之后，會造成接縫位置平整度不佳。

4.2 結(jié)構(gòu)層受力與變形檢測

在應(yīng)用超厚寬幅施工工藝時，可以防止上、下基層緊密粘結(jié)問題，有助于加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)層性能、路面承載力、抗變形能力。在此次項(xiàng)目建設(shè)中，結(jié)構(gòu)層埋設(shè)應(yīng)力傳感器、應(yīng)變傳感器，并且將其分設(shè)在橫斷面，對車輛荷載作用下的結(jié)構(gòu)層應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。在瀝青面層、超厚基層之間，布設(shè)測點(diǎn)A;在超厚基層中下位置，布設(shè)測點(diǎn)B，該位置為上下基層結(jié)合位置;在底基層、基層交接位置，布設(shè)測點(diǎn)C。應(yīng)力測試結(jié)果如下：測定A豎向應(yīng)變、應(yīng)力水平高，結(jié)構(gòu)厚度持續(xù)增加，測點(diǎn)B、C應(yīng)變應(yīng)力水平下降，呈現(xiàn)出直線下降趨勢。表明應(yīng)用超厚寬幅施工工藝，可以加強(qiáng)不同結(jié)構(gòu)層粘結(jié)力，具備良好整體性。

5 結(jié)束語

綜上所述，對于超厚寬幅水穩(wěn)定碎石基層，必須深入分析施工工藝，檢測基層平整度、結(jié)構(gòu)層應(yīng)力。相比于傳統(tǒng)雙層攤鋪基層，超厚寬幅攤鋪工藝基層平整度良好，基層內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變，與結(jié)構(gòu)層厚度呈現(xiàn)線性關(guān)系，結(jié)構(gòu)層具備良好整體性，可以推廣應(yīng)用到水泥穩(wěn)定碎石基層施工中。

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