水穩(wěn)碎石基層分次攤鋪一次成形施工技術(shù)與質(zhì)量控制
1.概述
水穩(wěn)碎石作為路面基層，具有水穩(wěn)性好、承載力高且較經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，在高等級(jí)公路路面基層施工中被廣泛應(yīng)用，是路面結(jié)構(gòu)的主要承重層。高速公路水穩(wěn)碎石基層一般設(shè)計(jì)厚度均在3ocm以上，這樣的厚度在施工過程中不僅攤鋪困難，且質(zhì)量難以控制。傳統(tǒng)的施工方法是將水穩(wěn)碎石分層攤鋪，占用時(shí)間長(zhǎng)，而水穩(wěn)碎石基層的施工進(jìn)度直接影響到整個(gè)路面工程的工期；另一方面，分層攤鋪施工，若層與層間黏結(jié)不好，難以形成整體。而分次攤鋪一次成形施工既能保證水穩(wěn)層滿足結(jié)構(gòu)的完整性和工程質(zhì)量，又可加快施工進(jìn)度。
2.傳統(tǒng)施工方法存在的問題
傳統(tǒng)的施工方法是將水穩(wěn)層分為兩層分別攤鋪和壓實(shí)，下層攤鋪壓實(shí)完成后一般經(jīng)過7d養(yǎng)生，待強(qiáng)度滿足要求后再鋪筑上層；上層鋪筑完后一般再養(yǎng)生7d，待強(qiáng)度滿足要求后再鋪筑面層。這種施工方法，上下層的工序銜接等待時(shí)間長(zhǎng)，不利于加快工程進(jìn)度；由于水穩(wěn)層為半剛性基層，第一層硬化后再鋪筑第二層，層間黏合性差，易形成單層受力，使薄的一層產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力而出現(xiàn)開裂等現(xiàn)象，從而影響水穩(wěn)層的整體性和強(qiáng)度。
3.分次攤鋪一次成形的優(yōu)點(diǎn)
由于傳統(tǒng)的施工方法時(shí)間長(zhǎng)、進(jìn)度慢，質(zhì)量也難以控制；因此，在水穩(wěn)層施工中研究一種既能加快工程進(jìn)度又能提高整體施工質(zhì)量的技術(shù)是很有必要的。分次攤鋪一次成形是將水穩(wěn)層分上下兩層攤鋪，在同一時(shí)間內(nèi)一次碾壓成形的施工技術(shù)，可有效加快施工進(jìn)度，又可使水穩(wěn)層形成一個(gè)完整的受力整體，大大提高了基層的質(zhì)量和使用壽命。我公司在多條一級(jí)公路施工中采用了這一施工技術(shù)，鉆取的芯樣經(jīng)查驗(yàn)整體性及完整性好，上下兩層沒有分層現(xiàn)象，形成了一個(gè)整體，提高了水穩(wěn)層的整體受力；而且節(jié)省了傳統(tǒng)工藝中下層7d的養(yǎng)生時(shí)間，從而有效地加快了整個(gè)路面工程的施工進(jìn)度。
4.施工質(zhì)量控制
不論采用什么新技術(shù)，保證質(zhì)量、滿足相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求是關(guān)鍵。
水穩(wěn)層施工必須一次達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。所以施工中必須加強(qiáng)施工過程管理、采用機(jī)械化施工，形成大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)方式。施工中應(yīng)重點(diǎn)從原材料、集料配合比、機(jī)械配備、人員配置、拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)生等方面對(duì)水穩(wěn)層進(jìn)行質(zhì)量控制。
水穩(wěn)層質(zhì)量控制的重點(diǎn)指標(biāo)為壓實(shí)度、強(qiáng)度、平整度、縱斷面高程、寬度、厚度、橫坡等。
4.1對(duì)原材料技術(shù)指標(biāo)的要求。
水穩(wěn)層的原材料主要有水泥、石料和水。為把好原材料質(zhì)量關(guān)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)各類原材料的料源提前檢驗(yàn)和確定，在使用過程中按規(guī)定頻率抽樣檢驗(yàn)，不合格的材料不得用于工程中。
(1)水泥：水泥作為集合料的一種穩(wěn)定劑，施工中應(yīng)盡量使用水化熱較低，穩(wěn)定性好，抗折強(qiáng)度較大的水泥；由于在施工中水穩(wěn)層攤鋪時(shí)所需的時(shí)間較長(zhǎng)，因此應(yīng)選用初凝時(shí)間和終凝時(shí)間都較長(zhǎng)的水泥。一般選用初凝時(shí)間在4h以上，終凝時(shí)間在6h以上的普通硅酸鹽水泥。
(2)石料：水穩(wěn)層的強(qiáng)度主要依靠碎石本身的強(qiáng)度、石料的嵌擠鎖結(jié)作用和水泥材料的穩(wěn)定膠結(jié)作用而形成的。石料應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定，壓碎值應(yīng)不大于30%，針片狀含量不大于15%，集料中小于0.6mm的顆粒，必須做液限和塑性指數(shù)實(shí)驗(yàn)，要求液限小于28%，塑性指數(shù)小于9。
(3)水：應(yīng)盡量選用干凈無污染可飲用的水。
4.2配合比設(shè)計(jì)
4.2.1集料組成設(shè)計(jì)
高速公路的基層宜選用骨架密實(shí)型混合料。骨架密實(shí)型水穩(wěn)層集料單個(gè)顆粒的最大粒徑不大于31.5mm，取各級(jí)石料進(jìn)行配合，按顆粒組成進(jìn)行計(jì)算，確定混合料中各種集料的組成比例。按計(jì)算所得的摻配比例拌和后的混合料其顆粒組成應(yīng)符合表l的級(jí)配范圍規(guī)定，且通過量以接近級(jí)配范圍的中值為最佳。
標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配通過質(zhì)量百分率(%)10090~10072~8947~6729~4917~358~220~7
標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配通過質(zhì)量百分率中值(%)1009580.5573926153.5
4.2.2水泥劑量的確定。
水泥劑量一般宜選用3.0%~5.0%，由于水泥劑量的提高，基層的強(qiáng)度相應(yīng)地提高，但脆性也相應(yīng)增大，且易出現(xiàn)收縮開裂現(xiàn)象。因此，在混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)，其7d無側(cè)限平均抗壓強(qiáng)度r在符合公式r≥rd(1-zacv)的情況下，不宜盲目地增加水泥劑量。工地實(shí)際采用的水泥劑量應(yīng)比室內(nèi)實(shí)驗(yàn)確定的劑量多0.5%~1.0%，采用集中廠拌施工時(shí)，可只增加0.5%；采用路拌法施工時(shí)，宜增加1.0%。
4.2.3含水量的確定。
取符合強(qiáng)度要求的最佳配合比作為水泥穩(wěn)定碎石的施工配合比，按規(guī)范要求用重型擊實(shí)法確定最佳含水量。若含水量過大，會(huì)出現(xiàn)彈簧、翻漿等現(xiàn)象，也會(huì)增加混合料的干縮性，使結(jié)構(gòu)層容易產(chǎn)生干縮裂縫；含水量過小，混合料易松散，不容易碾壓成型；含水量過大或過小還會(huì)影響混合料的密度和強(qiáng)度。一般情況下，拌和物含水量應(yīng)根據(jù)氣溫、運(yùn)距和機(jī)械碾壓性能，比最佳含水量略高0.5%~l%，以彌補(bǔ)混合料運(yùn)輸、攤鋪和碾壓過程中水分的損失。
4.3拌和。
水泥、集料拌和質(zhì)量將直接影響水穩(wěn)層強(qiáng)度和穩(wěn)定性。因此，通常采用集申廠拌混合料。
(1)拌和機(jī)出料時(shí)不允許采取自由跌落式的落地成堆、裝載機(jī)裝料運(yùn)輸?shù)霓k法。須配備帶活門漏斗的料倉，由漏斗出料直接裝車運(yùn)輸，裝車時(shí)車輛應(yīng)前后移動(dòng)，分三次裝料，避免混合料離析。
(2)拌和站要與施工現(xiàn)場(chǎng)保持聯(lián)系，以便對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的問題做及時(shí)調(diào)整。
4.4混合料的運(yùn)輸。
運(yùn)輸混合料宜采用大噸位(15000kg以上)的自卸運(yùn)輸車，運(yùn)輸車輛數(shù)量一定要滿足拌和出料與攤鋪需要，裝料前應(yīng)將車廂清洗干凈。
應(yīng)盡快將混合料運(yùn)送到鋪筑現(xiàn)場(chǎng)。車上的混合料應(yīng)予以覆蓋，減少水分損失。如運(yùn)輸車輛中途出現(xiàn)故障，必須立即以最短時(shí)間排除故障，如果在中途延誤的時(shí)間己超過水泥的初凝時(shí)間則該車混合料只能作為廢料處理。
4.5攤鋪及碾壓。
攤鋪、碾壓過程是分次攤鋪一次成形施工技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，其最終目的就是使水穩(wěn)層整體性完好、上下層無分層現(xiàn)象、強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。