高速公路路面基層的施工技術(shù)
發(fā)布時(shí)間::2014-09-01
摘要
?? 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,交通量也迅速上升,現(xiàn)如今的道路已經(jīng)不能滿足要求,使得道路大量的損壞影響交通,并且交通量的增加并且不斷地對(duì)道路的碾壓磨損,使得現(xiàn)在已經(jīng)修建好的道路的路基、路面損壞,造成一系列的交通問題。因此,對(duì)道路的等級(jí)、以及道路的設(shè)計(jì)質(zhì)量有了更高的要求。路基路面是構(gòu)成公路線形主體結(jié)構(gòu)密不可分的主要組成部分。因此,根據(jù)根據(jù)公路等級(jí)和任務(wù),合理的選擇路基路面結(jié)構(gòu),精心設(shè)計(jì),精心施工使路面路基在設(shè)計(jì)年限內(nèi)具備良好的使用性能,對(duì)節(jié)約投資,提高運(yùn)輸效益,具有十分重要的意義。
??? 而瀝青路面的基層是路面結(jié)構(gòu)中的承重層,它承受由瀝青面層傳來的車輛荷載的垂直力,并擴(kuò)散到下面的墊層和土路基中去。因此路面基層在路面工程中起到十分關(guān)鍵的作用。
??? 從碎石類基層的柔性基層和無機(jī)混合料的半剛性基層講解了這兩種基層的不同及其特點(diǎn);對(duì)廣泛運(yùn)用的半剛性基層進(jìn)行要點(diǎn)的分析,講解了其主要技術(shù)要求。
??? 基層的強(qiáng)弱和好壞對(duì)整個(gè)路面,無論是瀝青路面還是水泥混凝土路面的整體強(qiáng)度、使用質(zhì)量和使用壽命都有十分重要的影響。強(qiáng)度和剛度、水穩(wěn)性和冰凍穩(wěn)定性、抗沖刷能力、收縮性、平整度和與面層的結(jié)合證明了路面基層的主要技術(shù)和要求。
水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計(jì)、施工控制過程,從施工工藝和施工組織的角度,探討了水泥穩(wěn)定碎石的施工質(zhì)量控制過程和控制要點(diǎn)。對(duì)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的干縮特性進(jìn)行分析。對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層的技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)作了重點(diǎn)強(qiáng)調(diào);其次,討論了碎石基層混合料的最佳級(jí)配要點(diǎn)及現(xiàn)代化施工工藝和質(zhì)量控制。對(duì)混合料的配比,以實(shí)驗(yàn)室的資料為依據(jù),結(jié)合工地的實(shí)地情況,選擇最佳配比。
從拌和、運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)、養(yǎng)生五方面,橫縫設(shè)置和季節(jié)性施工兩方面論述了高速公路路面基層的質(zhì)量控制內(nèi)容和方法,明確了高速公路路面基層的施工工藝,闡述了路面基層在施工過程中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及對(duì)策和預(yù)防措施。只有緊抓方方面面的因素,落實(shí)各項(xiàng)控制要點(diǎn),嚴(yán)把各個(gè)施工環(huán)節(jié)質(zhì)量關(guān),排除一切不利因素,才能建設(shè)出優(yōu)質(zhì)工程、一流工程、精品工程。
結(jié)合自身的施工經(jīng)驗(yàn),從原材料、配合比設(shè)計(jì)、施工工藝及施工過程控制、施工要點(diǎn),以及施工中容易出現(xiàn)的質(zhì)量弊病和防治措施,文明施工和安全生產(chǎn)等方面作一下論述。
關(guān)鍵詞:路面基層、混合料、施工工藝、安全生產(chǎn)、質(zhì)量控制、施工組織
前言
???? 路基是高速公路最基本的組成部分之一,保證高速公路具有堅(jiān)實(shí)而穩(wěn)定的路面基層,是路基設(shè)計(jì)的中心任務(wù)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng),目前中國(guó)高速公路通車?yán)锍桃殉^美國(guó),躍居世界第一。我國(guó)公路交通狀況又產(chǎn)生了明顯變化,交通量增長(zhǎng)很快,重載卡車數(shù)量顯著增加,超載車輛比較普遍。新交通狀況對(duì)路面基層提出了更高的技術(shù)要求。高速公路路面基層的施工技術(shù)也越來越成熟
一、路面基層的分類與特點(diǎn)
?基層是直接位于面層下的結(jié)構(gòu)層次,而墊層則位于基層與路基之間?;▔|)層都是路面結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。
??? 基層類型有瀝青混合料(瀝青貫入碎石、熱拌瀝青碎石、乳化瀝青碎石混合料等)及瀝青穩(wěn)定土,各種集料基層及采用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料或穩(wěn)定土類。后者指的是用石灰或水泥穩(wěn)定集料或土類,以及用各種含有水硬性結(jié)合料的工業(yè)廢渣基層,當(dāng)環(huán)境適宜時(shí),強(qiáng)度與剛度會(huì)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而不斷增大,其最終抗彎拉強(qiáng)度和彈性模量,比一般的基層要大,但還是遠(yuǎn)較剛性路面為低,稱為半剛性基層。而用瀝青穩(wěn)定各種集料的基層及不加任何結(jié)合料的各種粒料基層則統(tǒng)稱為柔性基層。
??? 碎石類基層屬柔性基層,按強(qiáng)度構(gòu)成可分為嵌鎖型與級(jí)配型。嵌鎖型基層,強(qiáng)度主要依靠碎石顆粒間的嵌鎖和摩阻作用所形成的內(nèi)摩阻力,而顆粒之間的粘結(jié)力是次要的,這種結(jié)構(gòu)層的抗剪強(qiáng)度主要取決于剪切面上的法向應(yīng)力和材料的內(nèi)摩阻角。嵌鎖型包括泥結(jié)碎石,泥灰結(jié)碎石、填隙碎石等。級(jí)配型粒料基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,取決于內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力的大小。它的強(qiáng)度與穩(wěn)定性在很大程度上取決于集料的類型(碎石、礫石或碎礫石),集料的最大粒徑和級(jí)配以及混合料中0.5mm 以下細(xì)料的含量及塑性指數(shù),同時(shí),還與密實(shí)度有很大關(guān)系。
??? 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類基層屬半剛性基層,系指以石灰、水泥摻入土(集料)中或與工業(yè)廢渣等共同或分別摻入土(集料)中,通過加水拌和,碾壓成型的基層。常用的有石灰土、水泥土、石灰粉煤灰土、石灰水淬渣土,以及以此類材料分別或共同摻入礫(碎)石、工業(yè)廢渣中,成為各種無機(jī)結(jié)合類材料。盡管半剛性基層品種繁多,但其作用機(jī)理是石灰與水泥中的活性物質(zhì)與細(xì)粒土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或此類活性物質(zhì)對(duì)工業(yè)廢渣中的材料起激化作用而膠結(jié)、凝固,成為高強(qiáng)度的整體材料,以抵抗外力的作用。而結(jié)合料的劑量、性質(zhì)、集料的級(jí)配等都會(huì)影響此類基層材料的強(qiáng)度。
二、路面基層的主要技術(shù)要求
?? 基層的強(qiáng)弱和好壞對(duì)整個(gè)路面,無論是瀝青路面還是水泥混凝土路面的整體強(qiáng)度、使用質(zhì)量和使用壽命都有十分重要的影響。因此,作為路面的基層,一般必須具備以下幾個(gè)基本條件:
1、?? 足夠的強(qiáng)度和剛度
(1)? 強(qiáng)度
??? 基層必須能夠承受車輪荷載的反復(fù)作用,即在預(yù)定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載反復(fù)作用下,基層不會(huì)產(chǎn)生過多的殘余變形,更不會(huì)產(chǎn)生剪切破壞(無結(jié)合料的粒料基層)或疲勞彎拉破壞(用各種結(jié)合料處治的基層)?;鶎右獫M足上述的技術(shù)要求,除必需的厚度外,主要取決于基層材料本身的強(qiáng)度。對(duì)基層材料的強(qiáng)度要求,在重交通道路上要比一般道路上的高。材料的強(qiáng)度包括兩個(gè)主要方面:一方面是石料顆粒本身的硬度或強(qiáng)度,可用集料壓碎值或集料磨耗值表示,我國(guó)也用巖石的抗壓強(qiáng)度表示;另一方面是材料整體(混合料)的強(qiáng)度和剛度。
??? 在我國(guó)路面基層施工技術(shù)規(guī)范中,對(duì)于集料,采用集料壓碎值作為選擇粒料的技術(shù)指標(biāo)。集料壓碎值既可用來檢驗(yàn)碎石,也可以用來檢驗(yàn)礫石以及其他粒料。測(cè)定該技術(shù)指標(biāo)的儀器構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便以及試驗(yàn)精度高。對(duì)于用水硬性結(jié)合料處治的材料,采用抗壓強(qiáng)度指標(biāo),而沒有采用其它指標(biāo)。它試件的制備到試驗(yàn)本身都是比較簡(jiǎn)單易行的,也積累了豐富的資料和經(jīng)驗(yàn)。另外,不同強(qiáng)度指標(biāo)是相互關(guān)聯(lián)的,同種材料的不同強(qiáng)度指標(biāo)間具有較好的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。
(2)? 剛度
??? 基層的剛度(回彈模量)必須與面層的剛度相配。如面層和基層的剛度差別過大,則面層會(huì)由于過大的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變而過早開裂破壞。各種基層材料,就其強(qiáng)度和剛度而言,大致可分為三個(gè)等級(jí)。強(qiáng)度和剛度最高的一級(jí)中可包括水泥穩(wěn)定粒料(土)、石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料(土)、石灰土穩(wěn)定碎石(或砂礫)或石灰穩(wěn)定砂礫土、瀝青碎石(混合料)及瀝青貫入式碎石(該兩種含瀝青的材料僅指在較低溫度下)。強(qiáng)度和剛度中等的一級(jí)中可包括水泥土、石灰粉煤灰土、石灰土、級(jí)配碎石和填隙碎石。強(qiáng)度和剛度最低的是級(jí)配礫石和級(jí)配碎礫石。當(dāng)然,在同一等級(jí)中的不同材料的強(qiáng)度和剛度也是有明顯差別的。因此,在瀝青面層下,應(yīng)該選用結(jié)合料穩(wěn)定材料做基層,特別是用水泥或石灰粉煤灰等穩(wěn)定的粒料。在普通道路上,瀝青面層一般較薄,整個(gè)路面的承載能力將主要依靠基層來滿足。這就要求基層材料具有較高的強(qiáng)度和剛度,而且基層的厚度也要較大。使用強(qiáng)度大、承載能力高的基層,以適應(yīng)較薄的瀝青面層,或適當(dāng)減薄瀝青面層,在我國(guó)的具體情況下具有很大的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)意義。對(duì)于普通道路,采用水泥混凝土路面時(shí),也希望采用強(qiáng)度大、承載能力高的基層。在重交通道路、一級(jí)公路和高速公路上,基層材料還應(yīng)該有高的抗疲勞破壞能力。
??? 目前,在我國(guó)的高等級(jí)道路上,特別是在高速公路上,無論是瀝青面層,還是水泥混凝土面層,幾乎全部采用半剛性材料做基層。這是因?yàn)榘雱傂圆牧?,特別是厚層的半剛性材料(它可以是同一種材料,也可以是兩種不同半剛性材料的組合),可使路面具有很高的承載能力。
2、有足夠的水穩(wěn)性和冰凍穩(wěn)定性
??? 瀝青面層和瀝青貫入式面層,往往是透水的,尤其在使用初期,其透水性較大。因此,雨季表面水有可能透過瀝青面層進(jìn)入基層和底基層,也可能從兩側(cè)路肩或路面與路肩的結(jié)合處以及中央分隔帶緣石(通常是預(yù)制混凝土塊)與路面結(jié)合處透入路面結(jié)合層中。如果瀝青面層產(chǎn)生了裂縫,表面水更將從裂縫透入路面結(jié)構(gòu)層中。在地下水位接近地表的地段,特別在路基填土不高時(shí),地下水可通過毛細(xì)作用進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層;在冰凍地區(qū),由于冬季水分重分布的結(jié)果,路基上層和路面底基層都可能處于潮濕或過分潮濕狀態(tài)。瀝青面層雖不是完全不透水的,但卻能阻礙路面結(jié)構(gòu)層和土基中的水分蒸發(fā)。調(diào)查試驗(yàn)表明,水分從瀝青面層蒸發(fā)出來,要比透進(jìn)去困難得多,慢得多。
??? 水泥混凝土路面面板,由于橫縫、縱縫及脹縫的存在,盡管廣泛采取填縫料灌縫密封,但事實(shí)上表面水不可避免地沿縫進(jìn)入基層、底層甚至路基。通常情況下,水進(jìn)入基層頂面,并滯留在那里,在高速行車作用下產(chǎn)生高壓水,對(duì)基層頂面產(chǎn)生沖刷,致使板下脫空、碎裂、斷板。
??? 進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層的水(包括氣態(tài)水)能使含土較多、土的塑性指數(shù)較大的基層或底基層材料的含水量增加及強(qiáng)度大大降低,從而導(dǎo)致瀝青路面過早破壞,或剛性路面損壞。在冰凍地區(qū),這種水造成的危害更大。因此,必須用水穩(wěn)性好的材料做路面的基層和底基層。
??? 就各種基層材料的水穩(wěn)性而言,水泥粒料的水穩(wěn)性最好,石灰粉煤灰粒料次之,細(xì)土含量多且塑性指數(shù)大的級(jí)配碎石和級(jí)配礫石的水穩(wěn)性最差。水泥處治粒料及石灰處治粒料土的水穩(wěn)性隨其中細(xì)土含量的增加及其塑性指數(shù)增大而降低。
??? 必須特別注意,在確定基層材料的強(qiáng)度時(shí),必須考慮表面水不可避免地要進(jìn)入基層的最不利情況。
??? 用于冰凍地區(qū),特別是重冰凍地區(qū)的路面基層材料還應(yīng)該有足夠的冰凍穩(wěn)定性。
??? 在冰凍地區(qū),在地下水位接近地表或路基兩側(cè)有長(zhǎng)期積水的情況下,如果路基填土高度不大,在冬季土路基中會(huì)發(fā)生水分重分布,在0—3℃溫度下,長(zhǎng)期滯留水的土層會(huì)形成嚴(yán)重的聚冰現(xiàn)象,土層會(huì)有很多冰晶體,甚至冰夾層。這層土常稱做路基中的聚冰帶。到春融期間該聚冰帶化凍時(shí),土層變得過分潮濕,使土基的強(qiáng)度急劇下降。如果在這種可能變得過分潮濕的土基上(例如含細(xì)土較多的粒料土、石灰土、水泥土等)直接鋪筑與土基相接觸的路面結(jié)構(gòu)層的材料,將產(chǎn)生明顯的毛細(xì)水作用。在這種材料層內(nèi)也會(huì)發(fā)生水分重分布現(xiàn)象。如這些材料層又位于冰凍深度范圍,在這些材料層內(nèi)也可能發(fā)生聚冰帶,到春融化凍期間,這些材料層強(qiáng)度也會(huì)明顯下降,導(dǎo)致路面整體承載能力明顯下降,甚至發(fā)生破壞。
??? 在冰凍地區(qū),當(dāng)石灰土用在過分潮濕路段時(shí),常發(fā)生路面破壞,就是因?yàn)槭彝恋谋鶅龇€(wěn)定性不好。因此,在冰凍地區(qū)的潮濕路段上,在路面的底基層或基層內(nèi)有可能產(chǎn)生聚冰帶時(shí),應(yīng)該采用冰凍穩(wěn)定性好的材料。各種粒料、含土少的粒料土、結(jié)合料穩(wěn)定粒料和穩(wěn)定粒料土都是冰凍穩(wěn)定性好的材料。在冰凍地區(qū)的潮濕路段上,當(dāng)只能使用
石灰土?xí)r,應(yīng)采用隔水措施,使冰凍期間水分不會(huì)明顯進(jìn)入石灰土層中。
??? 特別注意,在重冰凍地區(qū),即使在干燥路段上,石灰土和水泥土,特別是劑量不足或強(qiáng)度達(dá)不到要求的上層石灰土和水泥土,經(jīng)過冬季的冰凍作用,其強(qiáng)度也會(huì)明顯降低。
3、?? 有足夠的抗沖刷能力
?? 隨著交通量和汽車載重量的增加,對(duì)路面基層材料提出了新的抗沖刷的要求。
(1)沖刷唧漿現(xiàn)象
??? 國(guó)內(nèi)外的調(diào)查研究表明,基層材料的沖刷及由之而產(chǎn)生的唧漿現(xiàn)象是經(jīng)常存在的。
??? 前面已經(jīng)說明,表面水會(huì)通過多種途徑進(jìn)入瀝青路面結(jié)構(gòu)層內(nèi),同樣也會(huì)進(jìn)入水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)。如果進(jìn)入的水不能及時(shí)排出,而是停留在面層與基層的交界面上,就會(huì)使得基層局部潮濕甚至接近飽和。例如,從瀝青面層的裂縫進(jìn)入的自由水,往往使裂縫附近的基層材料過分潮濕,特別是面層裂縫下無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定基層也開裂的情況,基層裂縫中往往充滿自由水,在行車荷載作用下,路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)或基層材料中的自由水會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的水壓力。這種有壓力的水會(huì)沖刷基層材料中的細(xì)料。一次沖刷的量是很小的,在行車荷載作用下反復(fù)多次沖刷,就會(huì)積少成多,在裂縫中形成細(xì)料漿,細(xì)料漿被逐漸擠壓擠出裂縫,形成瀝青面層上裂縫處的唧漿現(xiàn)象。顯然,路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)自由水產(chǎn)生的水壓力隨行車荷載的增加而增加,同時(shí)沖刷量隨行車反復(fù)作用的次數(shù)而增加。因此,在輕交通道路上不易發(fā)生的沖刷唧漿現(xiàn)象,在重交通道路上就容易發(fā)生。
??? 行車荷載在路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)引起的水壓力是非常大的,它不但可以沖刷級(jí)配集料基層中的細(xì)料,而且可以沖刷石灰穩(wěn)定基層材料中的細(xì)料。雖然水泥穩(wěn)定基層材料的7天齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度超過2MPa,但只要原集料中含有較多的細(xì)料(特別是小于0.075mm的顆粒),仍然會(huì)產(chǎn)生沖刷現(xiàn)象。
??? 半剛性基層瀝青路面的唧漿現(xiàn)象,多雨地區(qū)較為常見,在干旱地區(qū)也有發(fā)生。我國(guó)的高速公路瀝青路面幾乎全部采用水泥穩(wěn)定級(jí)配集料或石灰粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配集料做基層,沖刷唧漿現(xiàn)象是一些高速公路瀝青路面早期損壞的主要現(xiàn)象之一。無論是多雨地區(qū),還是干旱地區(qū)都有,一般都在雨后發(fā)生。
??? 水泥混凝土路面的混凝土面板下的基層同樣會(huì)產(chǎn)生沖刷現(xiàn)象。70 年代以來,我國(guó)各省,特別是水泥混凝土路面較多的省份,如浙江、安徽、湖南、廣東等都有類似情況,在混凝土板的接縫處由于板在行車作用下的泵吸作用造成唧漿現(xiàn)象,由于唧漿使混凝土板的邊、角脫空而造成邊、角斷裂。為了避免這種現(xiàn)象,改善水泥混凝土路面的使用性能和延長(zhǎng)其使用壽命,現(xiàn)在普遍地采用水泥穩(wěn)定碎石集料或水泥穩(wěn)定礫石集料作為混凝土面的基層。
?(2)影響沖刷程度的因素
??? 基層的沖刷程度與進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)的水量大小有很大關(guān)系。進(jìn)入的水愈多,沖刷程度愈大。沖刷程度還與基層材料本身有很大關(guān)系,對(duì)于未處治的級(jí)配集料來說,集料中小于0.075mm的粉粒與粘粒愈多,沖刷愈嚴(yán)重。對(duì)于無機(jī)結(jié)合料處治基層材料,穩(wěn)定細(xì)粒土的沖刷最嚴(yán)重;穩(wěn)定粒料土(中粒土或粗粒土)的沖刷程度隨集料中0.075mm以下的顆粒含量而變,細(xì)料含量愈多,沖刷愈嚴(yán)重。對(duì)于同一種穩(wěn)定粒料土而言,其沖刷程度隨水泥劑量增加而減少,水泥劑量在4%~5%以上時(shí),抗沖刷能力大幅度提高。
??? 無機(jī)結(jié)合料處治材料用做基層時(shí)的沖刷問題是多個(gè)因素綜合作用的結(jié)果,因此,它不是絕對(duì)的。對(duì)于穩(wěn)定細(xì)粒土,也并不是必然會(huì)產(chǎn)生沖刷和唧漿現(xiàn)象。如果其組成設(shè)計(jì)合適,施工質(zhì)量好,施工后經(jīng)過夏季高溫天氣強(qiáng)度形成得好、強(qiáng)度得到充分發(fā)展,氣候較干燥(雨量不大)以及交通量不大等有利因素綜合在一起,即使是開裂嚴(yán)重的薄瀝青面層,也不一定產(chǎn)生明顯的唧漿現(xiàn)象。
(3) 提高基層抗沖刷性的措施
??? 為了提高高等級(jí)道路上路面基層的抗沖刷性能,應(yīng)采取以下措施:
1.在采用水泥穩(wěn)定粒料基層時(shí),粒料的級(jí)配應(yīng)依照基層施工規(guī)范中規(guī)定的級(jí)的碎石或級(jí)配礫石基層的集料級(jí)配范圍而定,同時(shí)限制集料中小于0.075mm的顆粒含量不超過5%(有塑性指數(shù))或7%(無塑性指數(shù))。
2.在采用石灰粉煤灰粒料基層時(shí),混合料中粒料的比例應(yīng)是80%~85%,同時(shí)粒料需具有良好的級(jí)配,且其中小于0.075mm的顆粒含量應(yīng)等于0。
3.在采用石灰穩(wěn)定級(jí)配粒料土或石灰土穩(wěn)定級(jí)配粒料時(shí),混合料中粒料的比例應(yīng)接近85%。
4、?? 收縮性好
??? 對(duì)于高等級(jí)道路上的基層,特別是半剛性基層,還應(yīng)該要求其收縮性小。半剛性材料的收縮性包括兩個(gè)方面,一是由于水分減少而產(chǎn)生干縮的程度,二是由于溫度降低而產(chǎn)生溫度收縮的程度。
(1)? 干縮的影響
??? 干縮性大的半剛性材料基層鋪成后,在鋪筑瀝青面層前就可以產(chǎn)生干縮裂縫。例如,石灰土、水泥土或水泥石灰土基層碾壓結(jié)束后,如果不及時(shí)養(yǎng)生或養(yǎng)生結(jié)束后未及時(shí)鋪筑瀝青封層或?yàn)r青面層,只要曝曬2~3d就可能出現(xiàn)干縮裂縫。隨曝曬時(shí)間增長(zhǎng),裂縫會(huì)越來越嚴(yán)重,將基層表面切割成數(shù)平方米大小的小塊。即使是用干縮性小的石灰粉煤灰粒料和水泥粒料鋪筑的基層,在養(yǎng)生結(jié)束后,如曝曬時(shí)間過久(時(shí)間長(zhǎng)短隨各地當(dāng)時(shí)的氣候條件而變),也會(huì)產(chǎn)生一般間距為5~10m的橫向干縮裂縫。就各種半剛性材料的干縮裂縫而言,主要是橫向裂縫,大部分間距是3~10m也有少數(shù)縱向裂縫,縫的頂寬約0.3~0.5mm。這種裂縫危害性最大。在瀝青路面使用過程中,在某種條件下,裂縫會(huì)逐漸向上擴(kuò)展并通過瀝青面層出現(xiàn)在表面,或在某種條件下,基層的裂縫會(huì)促使瀝青面層表面先開裂,并逐漸向下擴(kuò)展與基層的裂縫相連。由這兩種方式形成的瀝青面層的裂縫都俗稱“反射裂縫”。因此,在鋪筑瀝青面層前,采取措施防止半剛性基層開裂是個(gè)十分重要的問題。
??? 但是,如果施工碾壓時(shí)的含水量偏大,即使已鋪上一層或兩層(6~12cm)瀝青面層,在旱季或冬季基層也可能產(chǎn)生干燥縮縫,同時(shí)將瀝青面層拉裂或很快反映到瀝青面層上。
??? 就半剛性材料的干縮性而言,穩(wěn)定細(xì)粒土的干縮系數(shù)大于穩(wěn)定中粒土和穩(wěn)定粗粒土的。在穩(wěn)定細(xì)粒土(如水泥土和石灰土)中,穩(wěn)定塑性指數(shù)大的粘性土混合料的干縮系數(shù)大于穩(wěn)定塑性指數(shù)小的粉性或砂性土混合料的干縮系數(shù)。此外,石灰粉煤灰土的干縮系數(shù)小于石灰土和水泥土的干縮系數(shù)。在穩(wěn)定中粒土和粗粒土?xí)r,穩(wěn)定粒料土的干縮系數(shù)大于穩(wěn)定不含細(xì)土的粒料的干縮系數(shù),而且細(xì)土的含量愈多,混合料的干縮系數(shù)愈大。
(2)? 溫縮的影響
??? 半剛性基層內(nèi)部的溫度變化和溫差會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。在冷的季節(jié),半剛性基層表面的溫度低,基層的頂部會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力;在暖和的春季,半剛性基層底部的溫度低(特別在薄瀝青面層的情況下),在基層的底部可能產(chǎn)生溫度應(yīng)力(拉應(yīng)力)。這個(gè)拉應(yīng)力與行車荷載在基層底部產(chǎn)生的拉應(yīng)力相結(jié)合,會(huì)促使基層底面開裂。因此,半剛性基層材料的溫度收縮特性(或程度)對(duì)瀝青路面,特別是薄瀝青面層的開裂有重要影響。
??? 不同半剛性材料的溫縮性質(zhì)有很大差異。石灰土、水泥土和石灰粉煤灰土等穩(wěn)定細(xì)粒土的溫縮性(包括溫縮系數(shù)和溫縮應(yīng)變)最大。但是,除非在日溫差大的地區(qū),通常即使是穩(wěn)定細(xì)粒土基層,如在養(yǎng)生過程中或在養(yǎng)生后能較及時(shí)地鋪筑瀝青面層,在正常溫度下就不致產(chǎn)生溫縮裂縫。但是,半剛性基層,即使是溫縮性最小的水泥穩(wěn)定粒料和石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料基層,較長(zhǎng)時(shí)間的裸露或在上僅有一薄的瀝青封層,會(huì)受到日溫差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力的反復(fù)作用。此溫度應(yīng)力與基層頂面產(chǎn)生的干縮應(yīng)力相結(jié)合,更容易引起半剛性基層開裂。在冰凍地區(qū),暴露的半剛性基層過冬,容易受到負(fù)溫度作用而開裂。溫縮性大的基層材料更是如此。此外,在冬季,裸露的溫縮性大的半剛性材料層受到水和反復(fù)凍融的作用,其上層還容易凍脹變松?;鶎右坏╅_裂,在其上鋪筑瀝青面層后,就容易在瀝青面層內(nèi)形成反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫。因此,在基層養(yǎng)生結(jié)束后,應(yīng)立即鋪筑瀝青面層。
??? 在重冰凍地區(qū),溫縮性大的半剛性材料基層上為薄或較薄的瀝青面層時(shí),由于這種基層材料的溫縮系數(shù)明顯大于瀝青混凝土的溫縮系數(shù),在冬季氣溫急劇降低時(shí),半剛性基層會(huì)產(chǎn)生溫度收縮裂縫。半剛性基層一旦開裂,在持續(xù)低溫或又一次降溫的過程中,半剛性基層的裂縫張開很容易將瀝青面層拉裂并形成反射裂縫,從而增加瀝青面層內(nèi)裂縫的總數(shù)。半剛性基層材料的剛性越大,鋪筑半剛性基層時(shí)的溫度與冬季溫度之間的差別越大,半剛性基層就越容易產(chǎn)生溫度裂縫,裂縫的間距也就越?。磫挝婚L(zhǎng)度內(nèi)的裂縫數(shù)量多),縫的開口也越寬。
??? 半剛性基層混合料的溫縮系數(shù)小于瀝青面層材料的溫縮系數(shù),由于基層所遭受的負(fù)溫度和溫度變化(溫度梯度)明顯小于面層所遭受的溫度變化,特別在瀝青面層較厚的情況下更是如此,基層往往不會(huì)率先開裂。
??? 目前,我國(guó)高等級(jí)道路上的瀝青面層一般都厚8~15cm,有的甚至厚20cm以上。如果能選用適宜的半剛性材料(如水泥粒料和二灰粒料等)做基層,就可能避免在路面使用過程中半剛性基層先于瀝青面層產(chǎn)生溫度收縮裂縫。
??? 半剛性基層材料溫縮性的大小大致與其干縮性的大小有相同的規(guī)律,即:穩(wěn)定細(xì)粒土的溫縮系數(shù)明顯大于穩(wěn)定中粒土和穩(wěn)定粗粒土的溫縮系數(shù);石灰粉煤灰土的溫縮系數(shù)明顯小于石灰土的溫縮系數(shù);穩(wěn)定粒料土的溫縮系數(shù)明顯大于穩(wěn)定不含細(xì)土的粒料的溫縮系數(shù),而且中粒土或粗粒土中細(xì)土含量愈多,混合料的溫縮系數(shù)愈大。
5、?? 有足夠的平整度
?? 基層的平整度對(duì)薄瀝青面層的平整度有十分重大的影響。薄瀝青面層的平整度取決于基層的平整度。
??? 基層的平整度對(duì)較厚瀝青混凝土面層的平整度的影響雖不如對(duì)薄瀝青面層的影響那么大,但基層的不平整會(huì)引起瀝青混凝土面層厚薄不勻,使瀝青面層在使用過程中的平整度降低較快,并導(dǎo)致瀝青混凝土面層產(chǎn)生一些薄弱面。它會(huì)成為路面使用期間產(chǎn)生溫度收縮裂縫的起點(diǎn)。因此,基層的平整度對(duì)較厚瀝青面層的使用性能也有很重要的影響。
6、?? 與面層結(jié)合良好
?? 面層與基層間的良好結(jié)合,對(duì)于瀝青面層的使用質(zhì)量是非常重要的。與不結(jié)合的情況比較,它可以減少面層底面由于行車荷載引起的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變(一般情況下可減小50%以上,有時(shí)甚至可減小到1/4),它還可以明顯減小由溫度變化引起的瀝青面層內(nèi)的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變?;鶎优c面層良好結(jié)合可以使薄瀝青面層不產(chǎn)生滑動(dòng)、推移等破壞。為此,基層表面應(yīng)該穩(wěn)定并且具有一定的粗糙度,表面還應(yīng)該結(jié)構(gòu)均勻,無松散顆粒。對(duì)于無機(jī)結(jié)合料處治基層,不應(yīng)有局部松散不結(jié)合的情況?;鶎由系木植克缮⒊J菫r青面層碎裂破壞的禍根。含有石灰土或石灰粉煤灰的穩(wěn)定粒料基層表面,應(yīng)使粒料顆粒外露,在噴灑透層或粘層瀝青前,應(yīng)將表面的浮塵及粒料顆粒表面的薄層石灰粉煤灰或石灰土掃除;級(jí)配碎(礫)石基層表面不能有薄層砂土;無機(jī)結(jié)合料處治基層的表層不應(yīng)有薄層找補(bǔ),薄層找補(bǔ)往往是薄瀝青面層在使用過程中產(chǎn)生推移破壞的根源。
??? 高等級(jí)公路上和其它等級(jí)公路上的石灰粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配集料基層和石灰土級(jí)配集料基層在竣工后表面往往有一薄層石灰粉煤灰或石灰土覆蓋,這種薄面細(xì)料通常與其下整體結(jié)合不好,即使在有透層瀝青或下封層的情況下,它實(shí)際上也妨礙瀝青面層與基層間的粘結(jié)。開放交通后,雨水一旦浸入,此薄層細(xì)料容易形成漿,導(dǎo)致產(chǎn)生唧漿現(xiàn)象并使面層與基層脫開。
三、高速公路基層施工技術(shù)和工藝特點(diǎn)
????? 據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)90%以上的高等級(jí)公路瀝青路面基層和底基層均采用了半剛性材料。半剛性基層已經(jīng)成為了我國(guó)高等級(jí)公路路面基層的主要類型。半剛性基層是指用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土類材料鋪筑的一定厚度的基層。按其組成結(jié)構(gòu)狀態(tài)可分為均勻密實(shí)結(jié)構(gòu)、懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)、骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)和骨架空隙結(jié)構(gòu)等四種類型。
??? 下面以半剛性基層水泥穩(wěn)定碎石(砂礫)基層施工工藝為例進(jìn)行說明:
1、施工準(zhǔn)備
?? (1)材料。水泥穩(wěn)定碎石(砂礫)混合料的質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)設(shè)計(jì)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求,水泥穩(wěn)定碎石(砂礫)混合料要求為廠拌混合料。
??? (2)主要機(jī)械、檢測(cè)設(shè)備。攤鋪機(jī)、鏟車、振動(dòng)壓路機(jī)、自卸汽車、水車、膠輪壓路機(jī)、三輪壓路機(jī)、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀、彎沉儀、鉆芯機(jī)、靠尺等。
??? (3)作業(yè)條件。待施工路段盡量封閉交通。施工前,對(duì)待施工的路床應(yīng)進(jìn)行檢查,有積水坑槽、彈軟、松散等現(xiàn)象要及時(shí)處理,并且整段進(jìn)行復(fù)壓(無論是否存在缺陷)。應(yīng)該平整、堅(jiān)實(shí),各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)必須要符合有關(guān)的規(guī)定。恢復(fù)中線,直線段每隔20m要設(shè)一中樁,平曲線段每隔10m要測(cè)設(shè)一個(gè)中樁,同時(shí)必須測(cè)放攤鋪面寬度,并且在攤鋪面上每側(cè)200~500mm安放中墩同時(shí)測(cè)設(shè)其高程。攤鋪應(yīng)采用雙基準(zhǔn)線控制,基準(zhǔn)線可以采用鋼絲繩或鋁合金導(dǎo)梁,高程控制樁間直線段宜為20m,曲線段宜為10m。當(dāng)采用鋼絲繩作為基準(zhǔn)線時(shí),應(yīng)該注意緊張度,200m長(zhǎng)鋼絲繩緊張度不應(yīng)小于1000N。
?
2、施工工藝
??? 水泥穩(wěn)定碎石(砂礫)施工流程圖:
(1)材料的質(zhì)量控制
水泥穩(wěn)定碎石基層這種結(jié)構(gòu)對(duì)原材料要求較嚴(yán),嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)是保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)和重要環(huán)節(jié)。水泥穩(wěn)定碎石路面基層的原材料主要有水泥、粗集料、細(xì)集料、礦粉。水泥應(yīng)選用初凝時(shí)間3h以上和終凝時(shí)間較長(zhǎng)(宜在6小時(shí)以上)的低標(biāo)號(hào)水泥(為325),且不應(yīng)采用快凝水泥、早強(qiáng)水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥。各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足技術(shù)規(guī)范的要求,水泥初終凝時(shí)間是確定水泥穩(wěn)定碎石的施工控制時(shí)間的重要依據(jù)。粗集料的質(zhì)量控制指標(biāo)主要是根據(jù)結(jié)構(gòu)層性能決定的碎石壓碎值和顆粒組成,確定出碎石的強(qiáng)度和級(jí)配,石料的壓碎值不超過30%,磨耗值不超過35%。細(xì)集料主要是控制好石屑的顆粒組成和摻加量,保證級(jí)配連續(xù)。為了把好原材料質(zhì)量關(guān),應(yīng)需加強(qiáng)對(duì)各類原材料的料源進(jìn)行提前確定和檢查,在使用過程中按規(guī)定頻率抽樣檢驗(yàn),不合格的材料一律清退出場(chǎng)。通常適合于飲用的水,均可拌制和養(yǎng)護(hù)水泥穩(wěn)定碎石。如對(duì)水質(zhì)有疑問,要確定水中是否有對(duì)水泥強(qiáng)度發(fā)展有重大影響的物質(zhì)時(shí),需要進(jìn)行試驗(yàn)。從水源中取水制成的水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度與蒸餾水制成的水泥砂漿抗壓強(qiáng)度比,低于90%者,此種水不能用于水泥穩(wěn)定碎石的施工。
(2)配合比設(shè)計(jì)
試驗(yàn)室經(jīng)過一定數(shù)量的原材料試驗(yàn)和混合料制成試件進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),確定了混合料的配合比及最大干密度和最佳含水量,以后就靠拌合設(shè)備的配料準(zhǔn)確。配料準(zhǔn)確是保證水泥穩(wěn)定碎石內(nèi)在質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。配料準(zhǔn)確的基本前提是兩種原材料要合格。通過對(duì)工程實(shí)際應(yīng)用的礦料分別進(jìn)行篩分試驗(yàn)和測(cè)定其相對(duì)密度,根據(jù)各種礦料的顆粒級(jí)配和計(jì)算用量比調(diào)配出合理的級(jí)配曲線。由于水泥劑量對(duì)干縮性的影響,隨集料平均粒徑的增大而減少,集料平均粒徑越大,水泥劑量對(duì)干縮性的影響越?。辉谙嗤瑮l件下,水泥穩(wěn)定碎石中粗粒土的收縮性較細(xì)粒土的收縮性要小得多;對(duì)大多數(shù)土混合料而言,隨水泥劑量的減少,收縮性逐漸減少,并達(dá)到最小值,隨水泥劑量的增加,收縮性逐漸增大,水泥劑量過大,同樣會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。配料準(zhǔn)確的施工過程為:碎石的級(jí)配要嚴(yán)格控制,在粗集料中單個(gè)顆粒最大粒徑不應(yīng)超過37.5mm;水泥穩(wěn)定碎石混合料的比例也要嚴(yán)格控制。即通過一定料斗門開啟高度下的給料皮帶機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速比實(shí)現(xiàn)既定的混合料比例,具體調(diào)試時(shí),碎石比例宜控制在80%~85%之間。根據(jù)不同設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求,確定水泥用量,確定各種混和料的最佳含水量、最大干密度,以此初步確定各料倉(cāng)的供料比例。應(yīng)考慮各地材料性能不同而引起的差異,注意混和料的強(qiáng)度應(yīng)能滿足7d鉆芯取樣檢測(cè)完整的要求。拌和站根據(jù)施工配合比施工,由于水穩(wěn)含水量本身較少,氣溫對(duì)其含水量影響較大,試驗(yàn)室人員要根據(jù)氣溫的具體情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體如下:
?
氣候條件 |
晴天:溫度<24度 |
晴天:溫度>25度 |
陰天:溫度<24度 |
施工含水量和最佳含水量相比 |
高1.0個(gè)百分點(diǎn) |
高1.5個(gè)百分點(diǎn) |
高0.5個(gè)百分點(diǎn) |
?
上述施工含水量的調(diào)節(jié)已考慮了拌和料裝卸、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓過程中水分損失。
3、混合料的拌合
在水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和過程中,均勻性是影響水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的關(guān)鍵因素?;鶎铀喾€(wěn)定碎石必須采用集中廠拌混和料,混合料的拌制可從以下方面控制:
(1)廠拌設(shè)備的選擇
拌和設(shè)備的性能決定了混和料的配料精度和均勻性,應(yīng)選用帶有電子計(jì)量裝置的高性能穩(wěn)定土拌和機(jī),以保證混合料的級(jí)配符合配合比要求,保證拌和料的穩(wěn)定性。
(2)水泥劑量控制
水泥的用量對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量起著關(guān)鍵作用,劑量太小,不能確保水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量,而且水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度也不能滿足承載力要求,而劑量太大,既不經(jīng)濟(jì)、還會(huì)使基層的裂縫增多、增寬,從而引起面層相對(duì)應(yīng)的反射裂縫??紤]施工時(shí)各種損耗,工地實(shí)際采用的水泥劑量應(yīng)比室內(nèi)試驗(yàn)確定的劑量增加0~0.5%,以確保水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量,但應(yīng)控制不超過6%,以減少混和料的收縮性。
(3)含水量控制
根據(jù)路面基層施工技術(shù)規(guī)范及國(guó)內(nèi)外施工經(jīng)驗(yàn),一般情況下拌和含水量應(yīng)比最佳含水量略高0.5%~1%,若氣溫較高或運(yùn)輸距離較長(zhǎng)時(shí)應(yīng)高1%~2%,以彌補(bǔ)混和料運(yùn)輸、攤鋪和碾壓過程中水分的損失。含水量過大,既會(huì)出現(xiàn)“彈軟”、“波浪”等現(xiàn)象,影響混和料可能達(dá)到的密實(shí)度和強(qiáng)度,也會(huì)增加混和料的干縮性,使結(jié)構(gòu)層容易產(chǎn)生干縮裂縫。含水量過小,混和料易松散,不容易碾壓成型,也會(huì)影響混和料可能達(dá)到的密實(shí)度和強(qiáng)度。施工過程中要根據(jù)氣溫情況及運(yùn)輸距離及時(shí)調(diào)整含水量的大小,根據(jù)規(guī)范、經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)攤鋪碾壓的效果確定。
4、混合料的運(yùn)輸
??? 運(yùn)輸環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制往往不被重視,實(shí)際在運(yùn)輸階段,如果不采取措施,也會(huì)使混合料的性能受到影響,主要應(yīng)采取下列措施來控制運(yùn)輸環(huán)節(jié)的質(zhì)量:
(1)降低貯料倉(cāng)與運(yùn)輸車之間的高度并且在裝車時(shí),指揮車輛向前分四次移動(dòng),減少混合料離析。
(2)運(yùn)輸車輛在每天開工前,應(yīng)檢驗(yàn)其完好情況,裝料前應(yīng)將車廂清洗干凈。運(yùn)輸車輛數(shù)量應(yīng)滿足拌和出料與攤鋪需要,并配有備用車輛。
(3)對(duì)混合料采取全運(yùn)輸過程覆蓋,以減少混合料表面水分的蒸發(fā)。當(dāng)車內(nèi)混合料運(yùn)到工地時(shí)已超過水泥初凝時(shí)間,應(yīng)予以廢棄。
(4)嚴(yán)格控制運(yùn)輸車裝載重量,減少施工中超載對(duì)路面結(jié)構(gòu)的損害。
(5)嚴(yán)格限制運(yùn)輸車行駛速度,減輕對(duì)未完工作面的磨損。
5、混合料的攤鋪
施工前采用灑水車對(duì)路面下基層灑水,使其表面濕潤(rùn)。
??? 嚴(yán)格按層厚和高程,調(diào)整控制好傳感器臂與控制線。最大壓
實(shí)厚度不宜大于20cm,當(dāng)壓實(shí)厚度大于20cm 時(shí)應(yīng)分二層攤鋪。
??? 攤鋪機(jī)的起步在整個(gè)攤鋪過程中是技術(shù)性最強(qiáng), 要求最高, 難度最大的工作, 起步的好壞關(guān)系到接縫的平整度、壓實(shí)度和連接質(zhì)量。特別是整條路段鋪筑得愈平整, 接縫的質(zhì)量顯得愈重要, 因此攤鋪機(jī)起步對(duì)整條路段的鋪筑具有重要作用。
??? 攤鋪機(jī)起步時(shí)應(yīng)在熨平板的中部, 和靠近兩邊1 /3處墊雜木板, 供起步之用, 木板的厚度應(yīng)根據(jù)松鋪系數(shù)和攤鋪厚度確定, 由于路基頂面高程的變化和鋪層厚度在攤鋪過程中的調(diào)整, 該厚度為切縫墊板處的實(shí)測(cè)厚度。計(jì)算公式見式:
△? h = ( r - 1) ×h
式中:△h為墊板厚度;
?????? r為松鋪系數(shù),一般為1.20~1.35;
?????? h為測(cè)點(diǎn)鋪層厚度
??? 攤鋪機(jī)行走時(shí),先傳送穩(wěn)定拌和料,再走行攤鋪,運(yùn)送拌和料的車輛向攤鋪機(jī)料斗內(nèi)卸料時(shí),嚴(yán)禁后車輪在倒車時(shí)撞擊攤鋪機(jī),運(yùn)料車輛應(yīng)距攤鋪機(jī)料斗10cm,由攤鋪機(jī)向前頂靠住汽車后輪,再起斗卸料。
??? 攤鋪機(jī)應(yīng)連續(xù)攤鋪,攤鋪速度宜控制在2~3m/min。
??? 施工中采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè),兩臺(tái)攤鋪機(jī)保持5~10m的距離。一前一后應(yīng)保證速度一致、攤鋪厚度一致、松鋪系數(shù)一致、路拱坡度一致、振搗頻率一致等,作到攤鋪接縫平整,當(dāng)接縫出現(xiàn)不平整時(shí),旁候民工立即進(jìn)行處理。
攤鋪5~8m時(shí),立即檢查攤鋪面標(biāo)高和橫向坡度,不符合設(shè)計(jì)要求時(shí),應(yīng)適當(dāng)調(diào)整熨平板高度和坡度,直到合格,再繼續(xù)攤鋪;正常施工時(shí),攤鋪機(jī)每前進(jìn)10m,隨車檢測(cè)人員檢查一次攤鋪面標(biāo)高、坡度;專配有2~3個(gè)工人跟在攤鋪機(jī)后面,及時(shí)消除粗細(xì)集料離析現(xiàn)象。對(duì)于粗集料“窩”和粗集料“帶”,要均勻添加細(xì)集料,并拌和均勻;對(duì)于細(xì)集料“窩”要添加粗集料,并拌和均勻。
??? 攤鋪機(jī)一旦開始攤鋪,不能無故中斷,如因故中斷時(shí)間超過2小時(shí),攤鋪機(jī)要駛離混合料末端,壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,末端采取橫縫處理方法進(jìn)行處理。
6、混合料的碾壓
??? 良好的壓實(shí)是基層最終完成工程實(shí)體、實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖的關(guān)鍵,可以說良好的壓實(shí)與基層強(qiáng)度、抗形變、抗沖刷能力密切相關(guān)。壓實(shí)質(zhì)量的好壞與路面使用質(zhì)量是密不可分的,為確保壓實(shí)質(zhì)量,主要采取以下措施:
??? 每臺(tái)攤鋪機(jī)后面,應(yīng)緊跟振動(dòng)壓路機(jī)、輪胎壓路機(jī)和震動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,一次碾壓長(zhǎng)度宜為50 m~80 m。碾壓段落應(yīng)層次分明,設(shè)置明顯的分界標(biāo)志,有專人指揮。
碾壓順序,先穩(wěn)壓(初壓)→弱振(復(fù)壓)→強(qiáng)振(復(fù)壓)→穩(wěn)壓(終壓),壓至無輪跡為止。直線和不設(shè)超高的平曲線段,由路肩向路中心碾壓,設(shè)超高的平曲線段,由低的一側(cè)向高的一側(cè)碾壓。碾壓時(shí),應(yīng)重疊1/2輪寬,后輪必須超過兩段的接縫處。
??? 初壓一般為由膠輪壓路機(jī)碾壓1~2遍,碾壓速度要控制在1.5~2Km;復(fù)壓采用鋼輪振動(dòng)壓路機(jī),一般碾壓4~6遍。碾壓速度應(yīng)控制在2~3Km/h為宜;終壓時(shí),采用輕型壓路機(jī),靜壓1~2遍。碾壓速度應(yīng)控制在3~5Km/h為宜。在按試驗(yàn)段所確定的碾壓遍數(shù)碾壓完成后,應(yīng)立即檢測(cè)壓實(shí)度。若壓實(shí)度未達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度,要繼續(xù)碾壓,直至壓實(shí)度合格為止。混合料壓實(shí)后表面要求平整,無輪跡或隆起、裂紋搓板或起皮松散等現(xiàn)象。
??? 壓路機(jī)倒車換擋要輕且平順,不要拉動(dòng)混合料,在第一遍穩(wěn)壓時(shí),原路返回,在已壓好的段落上換擋。嚴(yán)禁壓路機(jī)在已完成的或正在碾壓的路段上調(diào)頭或急剎車,保證基層表面不受破壞。
??? 碾壓過程中,如有“彈簧”、“松散”、“起皮”等現(xiàn)象要及時(shí)進(jìn)行處理。對(duì)嚴(yán)重彈簧現(xiàn)象,采取立即挖除重新回填處理;對(duì)松散、起皮現(xiàn)象,采取摻和細(xì)料混拌再進(jìn)行灑水并碾壓。
??? 碾壓完成后用灌砂法檢測(cè)壓實(shí)度。要符合設(shè)計(jì)要求。
壓實(shí) 遍數(shù) |
第二遍弱振 |
第三遍強(qiáng)振 |
第四遍強(qiáng)振 |
第五遍強(qiáng)振 |
第六遍消輪跡 |
平均壓實(shí)度 |
92.5 |
94.8 |
97.5 |
? |
? |
7、橫縫設(shè)置
??? 水泥穩(wěn)定碎石混合料攤鋪時(shí),應(yīng)連續(xù)作業(yè),如因故中斷時(shí)間超過2h,則應(yīng)設(shè)橫縫;每天收工之后,第二天開工的接頭斷面也要設(shè)置橫縫。
??? 橫縫應(yīng)與路面車道中心線垂直設(shè)置,接縫斷面應(yīng)是豎向平面。基層碾壓完畢,壓路機(jī)沿端頭斜面開到下承層上停機(jī)。下一段落施工前再將壓路機(jī)沿斜面行駛到施工完畢的基層上;用尺定出接縫位置,沿橫向斷面垂直挖除坡下部分混合料,清理干凈后,攤鋪機(jī)從接縫處起步攤鋪;壓路機(jī)沿接縫橫向碾壓,由前一天壓實(shí)層上逐漸推向新鋪層,
碾壓完畢再縱向正常碾壓;碾壓完畢,接縫處縱向平整度應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定要求。
8、養(yǎng)護(hù)
??? 碾壓成型后,必須有一段養(yǎng)生時(shí)間,使水泥穩(wěn)定底基層、基層表面保持濕潤(rùn),防止水分蒸發(fā),以保證水泥充分發(fā)揮作用,使得基層形成良好的強(qiáng)度,根據(jù)氣候特點(diǎn),應(yīng)采用塑料薄膜或土工布覆蓋養(yǎng)生,以保持基層表面的濕潤(rùn)。為防止風(fēng)破壞覆蓋物后使基層表面局部干燥,派專人檢查養(yǎng)生情況,及時(shí)補(bǔ)水并且加蓋養(yǎng)生覆蓋物,維持養(yǎng)生期內(nèi)基層表面保持濕潤(rùn)。在每段基層碾壓結(jié)束壓實(shí)符合要求后,立即進(jìn)行覆蓋。養(yǎng)生期間派專人進(jìn)行交通管制,限制重型車輛通行。
9、季節(jié)性施工
??? 雨期施工。基層施工雨期時(shí)應(yīng)隨時(shí)掌握天氣變化的情況,降雨前應(yīng)停止施工,降雨后腰對(duì)進(jìn)場(chǎng)混合料的含水量加強(qiáng)監(jiān)測(cè),以保證攤鋪混合料的含水量適當(dāng)。應(yīng)特別注意施工前排除下承層積水。2)雨期施工?;鶎邮┕r(shí),若氣溫低于5 時(shí)不宜進(jìn)行水穩(wěn)基層施工,另外,在重冰凍期(一3℃—5℃)之前半個(gè)月到一個(gè)月,要停止水穩(wěn)基層施工,否則必須要有妥善的保溫措施。
??? 在基層施工實(shí)施過程中,需細(xì)化各工序質(zhì)量控制,抓住每一道工序質(zhì)量控制要點(diǎn),最終優(yōu)質(zhì)完成基層實(shí)體,保證基層施工質(zhì)量。
10、施工中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及對(duì)策
(1)基層、底基層強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,整體性差,鉆芯時(shí)取不出完整芯樣。其原因有:水泥、石灰等結(jié)合料質(zhì)量不合格,或者摻量不足;雖然結(jié)合料摻量符合要求,但集料級(jí)配與配合比設(shè)計(jì)時(shí)出入較大;混合料拌和、攤鋪不均勻,造成離析,影響強(qiáng)度和整體性;延遲時(shí)間太長(zhǎng),造成強(qiáng)度和干密度損失嚴(yán)重;壓路機(jī)噸位不足,壓實(shí)遍數(shù)不夠或混合料含水量不當(dāng)壓實(shí)困難;養(yǎng)生不到位,強(qiáng)度增長(zhǎng)慢;交通管制不嚴(yán),使基層早期受到重載作用。
預(yù)防措施有:使用檢測(cè)合格的原材料,已變質(zhì)的材料杜絕使用;檢校計(jì)量器具,對(duì)結(jié)合料、集料、水等進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量,加水量以混合料含水量比最佳含水量大1%~2%為宜;從碎石加工的源頭進(jìn)行控制,確保進(jìn)場(chǎng)碎石級(jí)配符合要求;拌和時(shí)間足夠保證拌和均勻,攤鋪機(jī)螺旋槳距地面高度適宜,在攤鋪機(jī)后設(shè)專人消除粗細(xì)集料離析現(xiàn)象;合理組織施工生產(chǎn),各種設(shè)備狀態(tài)良好,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)壓實(shí)完畢;
采取正確的壓實(shí)工藝并嚴(yán)格落實(shí),安排責(zé)任心強(qiáng)的人對(duì)壓實(shí)工序全過程監(jiān)督,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)督促解決;按規(guī)范要求加強(qiáng)養(yǎng)生,嚴(yán)格交通管制。
(2)基層、底基層厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。而厚度直接影響基層(底基層)的承載能力,是一個(gè)十分重要的指標(biāo)。厚度不足的原因有:人為故意因素:偷工減料; 所確定的松鋪系數(shù)有誤;攤鋪基準(zhǔn)線設(shè)置有誤、基準(zhǔn)線受到碰撞發(fā)生變化但沒有被發(fā)現(xiàn);下承層標(biāo)高高出設(shè)計(jì),未將高出的下承層料刮除;擅自改變了攤鋪機(jī)的工作參數(shù),如夯錘振動(dòng)頻率。
預(yù)防措施:加強(qiáng)質(zhì)量教育,通過技術(shù)進(jìn)步和提高管理水平實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益,杜絕投機(jī)取巧、偷工減料事件的發(fā)生;試驗(yàn)段確定松鋪系數(shù)時(shí)方法要正確:所布置的觀測(cè)點(diǎn)位要具有代表性,觀測(cè)數(shù)量要足夠以便于統(tǒng)計(jì)分析,兩組人同時(shí)觀測(cè)進(jìn)行對(duì)比;技術(shù)員抄平計(jì)算經(jīng)過復(fù)核后再使用,專人檢查攤鋪斷面兩側(cè)各50m范圍內(nèi)的基準(zhǔn)線有無碰撞,有變化時(shí)通知技術(shù)員重新敷設(shè)基準(zhǔn)線;將下承層超出設(shè)計(jì)標(biāo)高的部分刮除;認(rèn)真執(zhí)行試驗(yàn)段總結(jié)的攤鋪工藝和施工參數(shù),夯錘振動(dòng)頻率、攤鋪機(jī)行走速度等參數(shù)(它們與松鋪系數(shù)息息相關(guān))嚴(yán)禁隨意更改。
(3)基層(底基層)平整度不符合規(guī)范要求而基層的平整度直接影響著瀝青路面的厚度和平整度,平整度達(dá)不到規(guī)范要求的原因有:下承層標(biāo)高和平整度不符合要求,導(dǎo)致基層施工時(shí)不同的壓實(shí)厚度卻采用相同的松鋪系數(shù),使平整度不理想;拌和站供料不足,導(dǎo)致攤鋪機(jī)攤鋪不連續(xù);攤鋪機(jī)攤鋪速度不均勻,忽快忽慢;卸料車撞擊攤鋪機(jī);碾壓方法不當(dāng);施工接縫處理不當(dāng)。
防治措施:下承層嚴(yán)格按規(guī)范施工,使標(biāo)高、平整度、橫坡符合要求,避免高低不一使基層(底基層)攤鋪厚度不一致,壓實(shí)后平整度不達(dá)標(biāo);穩(wěn)定土拌和站生產(chǎn)能力與攤鋪機(jī)攤鋪速度要相匹配,并配置足夠的運(yùn)輸車輛,保證攤鋪機(jī)前至少有兩輛以上車等待卸料;在拌和站供料速度均勻的情況下,控制穩(wěn)定土攤鋪機(jī)在攤鋪過程中以一種速度勻速前進(jìn),不可忽快忽慢,攤攤停停。專人指揮運(yùn)料車在攤鋪機(jī)前15~20厘米處停車,嚴(yán)禁撞擊攤鋪機(jī)。碾壓時(shí)連續(xù)進(jìn)行,中途盡量不停頓,行走順直。嚴(yán)禁壓路機(jī)在完成的或正在碾壓的路段上調(diào)頭、急轉(zhuǎn)彎、急剎車和猛然改變行走速度,保證穩(wěn)定土層表面不受破壞。
四、質(zhì)量保證措施
1、施工前加強(qiáng)對(duì)原材料試驗(yàn)檢測(cè),確保原材料質(zhì)量符合規(guī)范要求。
2、經(jīng)常性對(duì)拌合設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢測(cè),保證拌合混合料的質(zhì)量。
3、拌合料必須經(jīng)取樣檢測(cè)水泥劑量合格才能運(yùn)至工地使用。
4、為了保證厚度,施工前必須先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的墊層高程進(jìn)行復(fù)檢,如果局部出現(xiàn)超高現(xiàn)象,必須進(jìn)行有效處理。
5、施工松鋪厚度必須經(jīng)常核實(shí),出現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整,保證攤鋪厚度。
6、為了保證施工質(zhì)量,必須嚴(yán)格控制底基層和基層的施工時(shí)間在三小時(shí)半內(nèi)。同時(shí)為了避免攤鋪機(jī)等料情況,根據(jù)施工的距離調(diào)整好自卸車數(shù)量。
7、第一層經(jīng)碾壓后檢測(cè)壓實(shí)度合格,馬上上第二層,相隔時(shí)間不能超過初凝時(shí)間。鋪基層時(shí)要保證底基層表面濕潤(rùn)。
8、每班次必須取樣進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度等試驗(yàn),并加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的水泥劑量,高程、厚度,壓實(shí)度、平整度、寬度的檢測(cè),檢測(cè)分底基層和基層,兩層分別檢驗(yàn)。并將檢測(cè)結(jié)果及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行質(zhì)量反饋,以便不斷完善工程質(zhì)量管理保證施工質(zhì)量。
9、前場(chǎng)后場(chǎng)由專人負(fù)責(zé)管理混合料,嚴(yán)格控制好底基層和基層混合料的區(qū)分和控制,底基層的混合料拌合及使用結(jié)束,才能上基層混合料,超過初凝時(shí)間的混合料,將廢棄不能使用。
10、施工完畢及時(shí)對(duì)基層覆蓋養(yǎng)生7天以上并且封閉交通。
11、嚴(yán)格按照《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》JTJ034-2000的規(guī)定進(jìn)行施工及質(zhì)量控制。
12、嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)規(guī)范要求施工。
五、文明施工
1、所有的工點(diǎn)駐地,整平后進(jìn)行場(chǎng)地硬化,避免翻漿及塵土飛揚(yáng)。
2、配備灑水車,對(duì)施工車輛經(jīng)過的道路經(jīng)常灑水滅塵。
3、施工現(xiàn)場(chǎng)兩側(cè)設(shè)立施工告示牌、導(dǎo)向牌、限速牌等,告知過路車輛行人安全通過。
六、安全生產(chǎn)保證措施
1、安全生產(chǎn)組織機(jī)構(gòu)和管理
(1)、建立安全生產(chǎn)組織機(jī)構(gòu)。項(xiàng)目經(jīng)理部設(shè)安全生產(chǎn)管理小組,具體負(fù)責(zé)日常安全生產(chǎn)工作,制定各項(xiàng)安全生產(chǎn)制度,檢查督促各項(xiàng)安全措施的落實(shí),設(shè)立專職安全員,負(fù)責(zé)安全工作。
(2)、所有進(jìn)入施工場(chǎng)地的員工戴安全帽,不得穿拖鞋,技術(shù)工種持證上崗。
(3)、施工現(xiàn)場(chǎng)用電及各種電器設(shè)備的安裝使用,按供電部門的安全用電要求及有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,嚴(yán)禁違章用電。
(4)、施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置施工圍欄隔離措施和醒目警告標(biāo)志,確保行人車輛與施工互不干擾,保證施工和交通暢通。
(5)、全體施工人員遵守國(guó)家法律法規(guī),遵守當(dāng)?shù)卣鞣N管理?xiàng)l例,遵守單位規(guī)章制度,做到群防群治,確保安全。
(6)、施工組織設(shè)計(jì)有針對(duì)性的安全技術(shù)措施,經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人審查批準(zhǔn)。
(7)、進(jìn)行全面的針對(duì)性的安全技術(shù)交底,受交底者履行簽字手續(xù)。
(8)、建立定期安全檢查制度。有時(shí)間、有要求,明確重點(diǎn)部位、危險(xiǎn)崗位。安全檢查有記錄。對(duì)查出的隱患應(yīng)及時(shí)整改,做到定人、定時(shí)間、定措施。
2、施工機(jī)械的安全技術(shù)措施
(1)、各種機(jī)械操作人員和車輛駕駛員,取得操作合格證,派專人管理。
(2)、操作人員執(zhí)行工作前的檢查制度和工作中觀察及工作后的檢查保養(yǎng)制度。
(3)、禁止酒后操作機(jī)械、機(jī)械帶病運(yùn)轉(zhuǎn)或超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
(4)、禁止對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)中的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修、保養(yǎng)等作業(yè)。
(5)、運(yùn)輸車輛遵守交通規(guī)則。
(6)、加強(qiáng)對(duì)運(yùn)輸車輛的維修保養(yǎng),確保具有良好的工作狀態(tài)。
(7)、運(yùn)輸車輛倒車及卸料時(shí),設(shè)立專人指揮,且自卸車卸料時(shí)兩側(cè)5米范圍內(nèi)禁止人員停留,避免卸料時(shí)運(yùn)輸車傾倒壓傷人。
七、結(jié)論與展望
工程質(zhì)量的形成是一個(gè)系統(tǒng)過程,貫穿于項(xiàng)目決策、工程設(shè)
計(jì)、工程施工、工程驗(yàn)收各個(gè)階段。其中工程施工階段是工程質(zhì)
量形成的重要階段之一,影響工程質(zhì)量的因素很多,人員、材料、
機(jī)械、方法、環(huán)境都對(duì)工程質(zhì)量的形成有著重要影響。只有緊抓方方面面的因素,落實(shí)各項(xiàng)控制要點(diǎn),嚴(yán)把各個(gè)施工環(huán)節(jié)質(zhì)量關(guān),排除一切不利因素,將質(zhì)量隱患消滅在萌芽狀態(tài),建設(shè)優(yōu)質(zhì)工程、一流工程、精品工程。
參考文獻(xiàn)
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2、《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ057)/中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);??
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