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浅谈公路路面基层的施工质量控制第二工程有限公司余能【摘要】本文简要叙述了路面基层(级配碎石垫层和水泥稳定碎石基层)施工质量控制,并对级配碎石、水泥稳定碎石基层混合料的设计和施工过程各个阶段的质量控制提出自己的经验和看法。【关键词】路基基层级配碎石垫层水泥稳定碎石基层施工工艺质量控制1前言路面基层在结构上作为路基和路面的连接带、过渡段,同时也是受力分散过渡段,它将来自路面不均匀荷载和冲击力进行均匀分布地传播到路基,增强路基刚性和应力扩散的均匀性。路面基层分底基层和基层两层,底基层一般为级配碎石垫层,基层为水泥稳定基层,它是公路工程的重要组成部分,在公路工程中起着重要作用。路面基层质量好坏直接关系到路面的使用寿命,同时影响行车舒适度。因此,保证路面基层施工质量关系到整个公路施工质量的关键。随着公路等级的提高,对路面基层的作用越来越重视,要求也越来越高。本文介绍级配碎石垫层、水泥稳定碎石基层的材料、配合比、拌和、摊铺、碾压和养生等施工工艺及质量控制中的要点。2路面级配碎石垫层施工质量控制级配碎石垫层是路基和路面上基层的直接基础,是公路重要的部分。级配碎石垫层给土路基提供保护,有良好的扩散应力能力,并保护土路基不受水与寒冷等不利自然条件的侵蚀。高速公路要求是给路面提供一个坚实而稳定的基础;具有一定的刚度,抵抗变形的能力;具有较高的稳定性,但因其材料级配、摊铺碾压、离析处理、成活时间及工后养生在实际施工中较难控制,稍有不慎,就会产生厚度、密实度、强度不均匀、经常出现局部松散、不能满足设计要求等缺陷,导致上层结构龟裂破坏,造成不可估量的损失。下面重点介绍了级配碎石垫层施工中的材料控制、生产拌制、摊铺碾压及工后养生等环节的施工及质量控制。21原料的生产和选用控制路基级配碎石垫层结构中,级配碎石是主要材料,级配碎石本身的质量优劣直接影响到垫层及路面整体的工程质量,所以现场工程师应掌握对级配碎石的技术要求。技术主要指标包括:级配碎石中碎石的压碎值应小于30%。碎石含量055cm的颗粒不得少于50%,最大颗粒不得大于63mm,级配碎石中0074mm的粉料数量不应大于7%,级配碎石是通过颗料间的摩擦作用、嵌锁作用和粘结作用,经过碾压达到压实板结的目的。鉴于级配碎石垫层的强度主要与颗粒级配和压实有关,所以对级配碎石的级配要严格要求。原材料也有使用未经筛分分级的“通料”,在筛分分析后掺入补充所缺集料成分完成最佳级配。级配碎石对进厂料按每2000m3抽样检查一次颗粒级配、颗粒密度、粘土团及其它杂质含53浅谈公路路面基层的施工质量控制量。另外在施工中要加强对集料质量及级配情况进行目测检查、抽检并记入工程日志。22级配碎石的搅拌和储运(1)搅拌场。一般采用稳定土厂拌设备(如ycbw-300型),装载机配合上料,电脑程控计量,对实际用料,配比应按日打印出相应记录。对厂拌设备要派专人操作维修,并按旬对计量仪器进行校核。(2)在生产厂、搅拌场、搅拌设备料斗内,集料储备应分别存放、相互隔开。其中石屑应现用现备,同时防止因多备造成下雨水化板结失去胶粘力。(3)为确保材料清洁,在堆放场地要防止粘土、杂物及粉尘渗入;装料时要防止将泥土铲入;装车前车内要进行清扫,车厢应严密,防止小颗粒渗漏。(4)搅拌的混合料要现拌现用,严禁存放。施工中拌合能力、运输能力、摊铺能力要相互匹配、相互衔接。23级配碎石配合比的设计与调整(1)配合比设计应满足的条件。在实际工作中,最有效的判定方法是配比的筛分结果达到或接近规范要求的级配中值,为最佳配比。特别是在0075mm、05mm、1mm、16mm几个点上要力求达到中值。(2)为保证筛分曲线圆滑,容易击实,配比筛分结果应满足颗粒不均匀系数Cu=13。(3)理论配合比设计配比设计通常使用三种方法,第一种:计算法。对几种集料分别筛分后,设计出几种配比方案,经过计算选用符合规范级配要求的配比。第二种:试配法。根据规范要求,利用选定的集料,按照“优选法”的原则,反复比选试验,直至满足规范各项要求。第三种:补缺法。对未筛分的“通料”进行筛分,其结果(或上述二种计算方法试配的结果),与规范中级部范围的中值进行比较,调整、掺入、补充所缺的集料,反复试算、试验以求得最佳配比。这是一种非常简便、实用、有效的设计调整方法。实际配合比的调整及确定,根据理论配合比,做工程试验段,通过实践对配合比进行调整,以确定实用的最佳配合比及工艺参数。调整含水量,级配碎石填筑中有三次补水过程(搅拌、摊铺碾压、养护),应根据天气等现实条件及经验,结合计算确定补水量。调整颗粒含量,理论计算中常常大颗粒偏高,易于离析,造成路面观感差,空隙率高,粗细颗粒可根据实际情况做局部调整(一般是增加细颗粒,减少大颗粒含量)。调整后的配合比,除做工程检测外,关键指标仍需通过试验判定。24施工工艺技术控制要点241填筑前的准备(1)做好前道工序的验收工作。路基表层弯沉值及路基标高、中线、纵横坡平整度等项指标组织工序间的验收。并恢复中、边线及相应的控制桩。(2)施工测量时,高度及横坡控制,在中央分隔带边缘及路肩的内边缘各采用埋设混凝土方块作为顶面高程基准控制点,每个点前后相距10m,每个高程控制点必须进行换人复测,确保标高无误后固定控制点。(3)认真做好级配碎石的试验段,试验段长度一般为100m。有条件尽可能多做对比试验,通过填筑压实试验与质量检测试验,确定填筑工艺、各类人员、各类设备及各类储备等参数,确定“施工工艺”,再大面积进行施工。54工程科技2010年第1期242级配碎石的拌合、运输控制混合料的拌制质量是保证基床表层施工质量的基础,是至关重要的环节。在每次开盘前,均对电子秤进行复核,没有明显异常后方可开盘。拌和过程中经常注意集料含水量的控制,在夏季晴朗天气时拌和时含水量适当偏大,在阴雨天或晚上拌和时加水量适当减少,保证集料在最佳含水量和富余量在控制范围内。混合料拌制完成后,尽快运到铺筑现场,车上的混合料采用帆布覆盖,减少水分损失。宜采用大型自卸汽车运输,要和摊铺、碾压设备相匹配,满足施工需求。243摊铺工艺控制(1)基床表层下层可用地平机(如PY-160C型),配合小型推土机进行施工,有条件尽可能采用摊铺机(如DEMAG140型)摊铺。摊铺速度为1015m/min,摊铺工序间隔长度以100200m为宜。(2)用地平机摊铺时应以“方格网”并结合“挂线法”控制虚铺厚度。用摊铺机时,采用“挂线法”控制虚铺厚度,虚铺厚度以试验数据为准。(3)机械摊铺平整后,要人工观察,并对个别低凹或离析处配合人工找平,拌和换料处理,补平用料应试探选用510mm碎石及石粉为宜,不宜用大骨料。244碾压工艺(1)碾压设备一般选用自行式振动压路机(如SD15C型、YZ18型)。一般应遵循先轻后重、先慢后快的原则,先压2遍使大面平整,平地机配合人工修整找平,然后重振12遍,轻振12遍,最后静压12遍收光,具体遍数由试验段参考数据和现场试验确定,同时要密切注意振动对表层的破坏作用,防止出现过剩,压实表面无法收光。碾压速度一般静振在1档,轻振在2档,重振在3档。(2)摊铺后要立即碾压,以防止水分丢失。施工现场要配备喷雾洒水车,失水超标时要及时补充后再行碾压,直线段由两侧向中间碾压;曲线段由内侧向外侧碾压;碾压时纵向重叠不小于04m;横向衔接处搭接长度不小于2m;用冲击夯对靠边03m处补压夯实。(3)碾压中控制好含水量是能否压实的关键,一般控制在57%最易达到碾压标准。机械静压2遍后,先人工抛撒补平凹坑,再行振动压实到位,修补纵横衔接部位及路基两侧边缘,这是十分重要的一个环节。245养生及保护每一段碾压完成且自检压实度合格后,及时进行养生,不能延误。(1)对碾压成型的级配碎石层,由于石粉的水化粘结作用,有一定的板结过程,经试验证明一般1天的强度可达60%, 3天可达70%, 5天可达85%,因此养护期应以5天为宜。(2)养护期内一要禁止跑车扰动;二要保持含水量,必须严格按时喷雾洒水;三要防止大雨冲淋,细粒渗漏。(3)养护期后要做好成品保护工作,应严格限制车辆、控制车速、规定路线。25级配碎石工程的试验,检测和现场测量施工过程中,试验人员应严格按照规范规定进行,随时对材料进行级配比例试验,保证级配符合要求。同时要对含水量进行跟踪检测随时调整,并保证02%的富余量,同时现场必须有喷雾洒水车,对失水过多地方进行补充,保证标准含水量状态下进行压实。现场检测工作要严格按规范执行。(1)分层填筑厚度,沿线纵向每100m施工单位抽检4个断面,并逐段进行评定。55浅谈公路路面基层的施工质量控制(2)弯沉值检测每车道每20m抽检1个点,对局部不合格部位要进行返工处理,确保质量,并逐段进行评定。(3)压实度检测规范要求频率进行检测,检测与施工同步进行,不合格及时处理。施工过程中测量人员要跟随施工同步测量,及时纠正施工中的误差。级配碎石垫层完成后,沿线路纵向每100m施工单位抽测4个断面。按验标测量路基断面高程、横坡、厚度、平整度等各种尺寸,以达到验收标准。3路面水泥稳定基层质量控制水泥稳定碎石基层是高速公路基层施工的一种半刚性路面结构型式。作为路面的下承层,因其具有良好的板体性、水稳性和抗冻性,力学强度可视因需要而调整以及整体承载能力强等优点。但因其材料级配、水泥剂量,摊铺碾压、离析处理、成活时间及工后养生在实际施工中较难控制,稍有不慎,就会产生裂缝,厚度、强度不能满足设计要求等缺陷,导致路面面层龟裂破坏,造成不可估量的损失。下面重点介绍了在该项目上水泥稳定碎石施工中的材料控制、生产拌制、摊铺碾压及工后养生等环节的施工及质量控制。31施工前期的质量控制311原材料质量控制(1)水泥水泥作为集合料的一种稳定剂,其质量对集料的质量是至关重要的,一般采用低标号的矿渣硅酸盐水泥,并根据拌和站至施工地点的运输时间来选择其初凝时间符合要求的水泥,但一般应选用初凝时间3h以上、终凝时间较长(宜在6h以上)的产品。为使水泥稳定碎石有足够的时间进行拌和、运输、摊铺、碾压以及保证其具有足够的强度,不应使用快凝水泥、早强水泥以及受潮变质水泥。(2)碎石碎石颗粒最大粒径315mm,必须满足采用公路路面基层施工技术规范JTJ-2000中3#级配要求, 0075mm以下颗粒含量小于7%,其液限28%,塑性指数30MPa,压碎值30%,针片状颗粒含量15%;为减少基层材料的收缩性和减轻基层裂缝,集料中不宜含有缩性指数的土。312混合料配比试验(1)根据设计要求,一般分别按设计值和-10%; -05%; +05%; +10%五种水泥计量与同一级配的集料掺配。(2)确定各种混合料的最佳含水量和最大干(压实)密度,做五个不同水泥计量混合料击实试验。(3)按设计规定的压实度(一般为98% )分别计算不同水泥计量的试件应有的干密度。(4)按最佳含水量和计算得的干密度制备试件。进行单轴抗压强度试验,作为平行试验的最少试件数量应不少于13个。(5)试件在规定温度25下保湿养生6d,浸水24h后,进行无侧限抗压强度试验。(6)按照公式: R=Rd/ (1-1645Cv)计算试验结果的平均值和偏差系数,选定目标配合比。(7)最后确定水泥稳定碎石基层的施工中水泥掺量,并确定其配合比、最大干密度和最佳含水量。56工程科技2010年第1期313水泥稳定碎石拌制准备拌和设备的质量、性能直接影响混合料拌和的质量,而设备好坏的关键就要看其骨料、粉料、水等各种物料的配合比精度是否能够得到保证,同时拌和设备要与施工现场的摊铺设备的摊铺能力相匹配;对厂拌设备拌和要采用电子计量系统,并在开盘之前进行认真调试,经现场取样检验拌合料的颗粒组成及含水量都必须达到规范要求。同时混合料的级配须符合施工规范及设计要求。拌和时的含水量及配合比由试验段的数据及配合比试验确定。314垫层顶面复测在水泥稳定碎石基层铺设前,对已验收合格的级配碎石底基层顶面重新进行高程测量,并测设出路基中线,根据路基中线,按照设计要求用石灰撒出左、中、右控制线。根据路基中线对路基左右半幅进行中线测设,每隔10m作出标记。并埋设固定桩作基准面标记,并根据设计调整其标高。在摊铺前,清除基层表面杂物、浮碴等,并洒水湿润。315试验段施工在进行水泥稳定碎石基层施工之前先行试验段铺设,其目的在于要通过试验段铺设确定工艺参数,验证设备是否配套,性能是否可靠。(1)经试验段验证、调整填筑材料的各项指标:填筑材料的配合比、含灰量、最佳含水量、最大干密度及7天无侧限抗压强度是否符合设计要求。(2)人工、机械组合检验:通过试验段检验人员分工是否合理,各部位之间是否协调,机械配备是否正确,机械状态是否良好。同时对运输能力、运输路线、施工时间等做到初步统计。(3)通过采集准确、有效数据,进一步明确最适宜的碾压机械,最有效的摊铺厚度,最经济可行的压实遍数,最佳含水量等,对正式施工提供可靠的依据。(4)摊铺机的排板、摊铺速度是否合理,固定板和活动板配置宽度是否合适。(5)通过水稳碎石基层试验段,收集整理后得出如下试验数据用于指导施工。确定混合料配合比、集料的最大粒径、集料压碎值。混合料的施工配合比和集料的级配经试验段检验是否符合设计及规范要求。混合料的含灰量及含水量控制,混合料的含灰量是否符合设计及规范要求;确定从厂里下料到运抵工地摊铺成型后,其含水量损失量以调整施工的配合比。确定填筑松铺系数;确定施工时的摊铺厚度。试验段混合料强度,对试验段混合料取样进行7天无侧限抗压强度试验,试验结果是否符合设计及规范要求。确定碾压遍数及压实度控制,在试验段施工中,其混合料的初压34遍时为了保证水泥稳定碎石层平整度,其压实度不作检测;在复压中每碾压一遍进行压实度和成型厚度检测,记录数据进行整理、比较,根据数据确定最佳符合压实度要求的碾压遍数。机械、人员的最佳组合通过试验段施工测算工作面最佳机械组合:摊铺机台数、各类压路机数量型号、装载机数量型号、洒水车数量型号、自卸运输汽车数量型号、小型振捣夯数量型号以及其它设备。通过试验段施工测算确定在作业过程中需要的主要作业人员数量,主要包括:摊铺机配备机手、工人(布置基准梁、控制厚度、指挥碾压、表面集料离析处理)、料车疏导员、现场清理人员、测量人员、试验人员、机械司机、汽车司机,使机械和人员的组合达最佳状态。32基层施工过程质量控制水泥稳定碎石基层是路面结构的关键部位,也是整个路面施工的关键。其使用性能(整体57浅谈公路路面基层的施工质量控制性、稳定性、抗冻性、承载能力)及控制指标(压实度、强度、平整度、厚度、标高)须符合设计要求,否则将直接影响公路面层的施工质量和路面通行后的使用功能。为此,水泥稳定碎石基层在施工试验段取得最佳机械配套和最佳混合料生产配合比前提下,在施工过程中还应着重加强以下几个方面监控。321设置高程控制桩高度及横坡控制,在中央分隔带边缘及路肩的内边缘可采用埋设混凝土方块作为顶面高程基准控制点,每个点前后相距10m,每个高程控制点必须进行换人复测,确保标高无误后,固定控制点,导梁支点立于控制点处,根据设计标高对导梁高度进行调整至符合要求。322混合料的拌制及上料为保证质量和施工速度采用专用稳定土集中厂拌机械拌制混合料,拌和站与摊铺机的生产能力应互相匹配。在正式拌制混合料之前,必须先调试所用的设备,使混合料的颗粒组成和含水量都达到规定的要求。拌和时,要按照试验段确定的生产配合比进行配料,使混合料符合级配要求。拌和时的含水量一般要比重型击实试验确定的最佳含水量高02%,以补偿运输、摊铺及碾压过程中水分的散失。拌和过程中,要经常抽检其含水量、灰剂量并及时反馈、调整,确保出料质量。拌成的混合料要尽快运送到摊铺现场。车上的混合料应覆盖以减少水分损失。在拌和厂将已拌和完的水泥稳定碎石混合料按要求进行取样,测定其含灰量、含水量,将其合格的混合料运抵工地;并在现场对混合料用炭化钙气压法进行含水量快速检测是否符合要求,每台摊铺机专派一人指挥将检验合格的混合料卸至摊铺机料斗内,及时摊铺。卸料时严格控制卸料速度,做到卸料与摊铺速度同步,防止离析。323混合料的摊铺及整型按水稳基层的填筑厚度,根据试验段数据初定松铺厚度和松铺系数;并用导梁控制标高。摊铺时两台摊铺机前后相距8m左右进行摊铺;前一台铺摊机一侧传感器搭在钢绞线上,另一侧采用横坡仪按设计坡度定位;后一台摊铺机一侧传感器搭在钢绞线上,另一侧用滑靴,把滑靴放在前一台所摊铺出的水泥稳定碎石基准面上,位置在距水泥稳定碎石边缘2040cm内位置上,调整好横坡,调灭传感器的指示灯,按照确定的松铺系数连续地以稳定的速度进行摊铺。摊铺机后设专人消除粗细集料的离析,对局部粗集料窝进行铲除,并用新混合料填补,要按先右幅后左幅的次序进行摊铺。在施工现场设置三名专职试验人员,进行混合料摊铺过程的含水量检查。摊铺时在每台摊铺机后面安排两人负责消除粗集料离析现象,特别是局部粗集料窝应该铲除,并用新拌混合料填补。在每台摊铺机前面两侧传感器处安排两人铲料,及时填补两侧传感器处的混合料。摊铺机在摊铺水泥稳定碎石混合料时,根据其运输能力采用了015km/h左右的低速度摊铺,保证了摊铺的质量,并且减少摊铺机停机待料的情况。324混合料的摊铺接缝处理接缝有纵向接缝和横向接缝两种,当摊铺机宽度足够时,整幅摊铺时不存在纵缝接缝问题。当摊铺机的摊铺宽度不足时,采用2台摊铺机一前一后同步向前摊铺混合料,合并一起进行摊铺,这样也可以避免纵向接缝。结构物较多时,一般情况下都以两结构物间为一施工段,避免了横向接缝,如有特殊,需设置横向接缝,其处理方法是将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除,将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成一横向垂直的断面,摊铺机返回到压实层的端部,用木垫板垫至虚铺高度,再摊铺新的混合料,继续下一步施工。325混合料的碾压成活58工程科技2010年第1期碾压是控制水泥碎石稳定基层压实度、平整度的主要工序,因此在施工过程中必需根据试验段的数据对具体的碾压程序、时间、检测等作出周密的安排与部署。在混合料摊铺50m左右时确定一个碾压工作区段,每个碾压区段相接处人工用石灰线做出标记或设立标杆,碾压时前后搭接2m以保证搭接处压实度符合质量要求。按要求摊铺后及时进行碾压。每碾压一遍按每车道每200m检验2个点测压实度(检验时先用核子密度仪初检,待密实度接近设计要求时,用灌砂法配合核子密度仪检测密实度),直至密实度满足设计及规范要求为止。厚度采用每50m检测一个点;平整度采用3m直尺,按每200m测2处10尺。碾压时严格遵循先轻后重,先慢后快,由低侧向高侧碾压的原则,具体分为以下几个施工步骤:初压:采用轻型(如DD-110)光轮压路机以1517km/h的速度错1/3轮静压一遍后,根据测量结果拉线检查高程,用3m直尺按照每200m测量2处平整度,经检验不合格的点立即人工作局部修整,修整完毕再静压一遍后进入复压阶段。复压:遵循先轻后重,先低后高,先边后中以及轮迹重叠的原则,由弱振到强振;采用轻型压路机(如DD-110)弱振碾压两遍,中型压路机(如DD-130)强振两遍,重型压路机(如YZ14JC)强振一遍,碾压速度为2025km/h,压路机轮痕一般重叠0305m。每碾压一遍由现场试验员进行监测密实度,并记录,前后两次密实度进行对比,密实度呈上升曲线。试验段参数遍碾压结束后,密实度符合设计及规范要求。终压:轻型压路机(如DD-110)以3035km/h的速度静压一遍。擀光:采用胶轮压路机碾压至表面平整、密实、无明显轮迹。每一区段碾压结束后,及时检查压实度、含水量、厚度、平整度、顶面标高及横坡等各项指标是否满足设计要求。要求平整度不大于8mm,纵断面高程: +5mm, -10mm;厚度-8mm,横坡03%。水泥稳定碎石基层的施工,混合料从出厂到成活时间不能超过混合料的初凝时间。33施工后期质量控制每一段碾压完成并经检测合格后,即可进行养生。养生尽可能采用塑料薄膜覆盖养护,也可采用洒水车经常洒水,每天洒水次数应视气候而定,整个养生期间必须始终保持基层表面潮湿,养生时间应在7d以上。在养生期间,除洒水车外要封闭交通。不能封闭时,要限制重车通行,其它车辆应限速30