市政道路水泥稳定碎石基层施工工艺分析

发表时间:2020/6/2   来源:《城镇建设》2020年2月第6期   作者:孙兵1 李节兵2
[导读] 随着经济的发展和城市化进程的加快,对于市政道路施工的要求越来越高

         摘要:随着经济的发展和城市化进程的加快,对于市政道路施工的要求越来越高,市政道路施工中能够水泥稳定碎石基层是影响道路质量的重要原因,因此合理利用水泥稳定碎石基层施工技术可以提高路基的稳定性,减少出现沉降和变形的问题。水泥稳定碎石基层的路基强度较低,边坡水泥稳定碎石基层容易受到雨水的冲刷并且对于沉降的控制难度较大,因此需要对水泥稳定碎石基层加强技术创新,提出更加完善的施工策略,保证水泥稳定碎石基层的发展。本文作者结合自己的工作经验并加以反思,对市政道路水泥稳定碎石基层施工工艺进行了深入的探讨,具有重要的现实意义。
         关键词:市政道路;水泥稳定碎石基层;技术原理
         1 水泥稳定碎石技术原理
         作为一种新型施工技术,水泥稳定碎石技术主要使用的骨料是碎石,同时将胶凝材料和灰浆按比例进行调配,经骨料间的空隙进行填充,在摊铺和压实时根据嵌挤原理进行。另外,由于压实度和密实度比较相近,可根据级配碎石之间的嵌挤原理确定水泥稳定碎石的强度。在实际应用中,该工艺在初期具有较高的强度,同时其强度的增强是随着龄期的增长而变化的,逐渐形成板结体。这种板结体相比于其他施工材料来说,其抗渗性和抗冻性较强,在施工中是经常用到的一种高级路面基层材料。不过水泥稳定碎石有着较大的脆性,具有较强温度和湿度敏感性,使用一段时间后会出现各种质量问题。所以,在路面施工过程中,需要将水泥稳定碎石基层的质量工作做好,从而有力的保障了市政道路工程的施工质量,从而实现社会和经济效益的“双提升”。
         与普通道路基层结构相比,水泥稳定碎石基层的施工优势主要体现在以下几方面:第一, 材料获取便捷。水泥稳定碎石基层由碎石、硅酸盐水泥、石粉等组成,此些材料的来源广泛,能够在绝大多数地区进行就地取材;第二, 水泥稳定碎石基层的施工流程简单,仅需要拌和、摊铺与压实等,切实提升了市政道路工程施工整体效率,工程自动化建设水平不断提升,能够更好实现市政工程综合效益最大化目标;第三,水泥稳定碎石基层的结构性能更加优越,形成的嵌挤结构具有板块效应,可切实提升道路基层结构的强度以及稳定性。同时,将水泥稳定碎石基层应用在实际施工期间,也可增强路基结构的抗渗透性与抗冻性,确保道路工程能够适应更加恶劣的环境,有助于工程全寿命使用周期的延长;第五,水泥稳定碎石基层施工技术种类繁琐,需在实际应用期间,与市政道路工程施工目标有机结合在一起,对水泥稳定碎石基层的配比进行合理调整,确保水泥稳定碎石基层结构的强度能够更好满足市政道路工程设计标准。
         2.水泥稳定碎石基层施工技术在市政道路施工中的应用中常见问题
          2.1路基强度低
          为了保障使用后道路不会出现问题,影响人们的通行以及交通,因此市政工程对于道路的使用年限以及质量都有很高的要求。但是在市政道路工程的水泥稳定碎石基层而言,因为强度不够,因此容易出现变形,一旦遭遇到了震动或是挤压就会导致路基出现沉降,严重影响道路的使用,水泥稳定碎石基层初选沉降就会带来道路变形等一系列严重问题。
          2.2边坡水泥稳定碎石基层容易被雨水冲刷
          水泥稳定碎石基层的强度较低,并且容易遭受到雨水的冲刷,被雨水冲刷之后就会造成路基的变形。因此需要对边坡路基进行处理。但是在对边坡路基进行处理的过程中由于边坡路基会影响到整体路基的稳定性,因此在施工时必须要具有全局意识,保障整体路基的安全性。
          2.3沉降和剩余沉降控制困难
          为了减少因为水泥稳定碎石基层的使用而带来的道路变形问题,需要对水泥稳定碎石基层中的土质进行添加,硬质土添加可以有效改善水泥稳定碎石基层的不良影响。但是这种方法使得使用必须要结合路基沉降量以及剩余沉降量的比值控制。因此在对水泥稳定碎石基层进行调整的时候往往不符合市政工程的施工标准。
         3水泥稳定碎石技术应用需要注意的要点
         3.1施工前期准备要点
         进行水泥稳定碎石施工,首先要做好施工材料的准备,路基部分的施工必须严格按照市政道路施工标准中对于材料的要求进行,保证材料的质量。其次,要做好基层路肩的承载力加强工作,考虑到今后大吨的车辆经过对路面造成的损坏,必须打好基层路肩的抗压基础。要保证对于路肩的压实施工,保证压实的厚度与水泥稳定碎石压实厚度相同,保证路基的平整性。最后,要做好施工期间的排水处理,通过开挖泄水沟渠的方式,及时排除施工过程中可能产生的废水积水,防止对路基和路肩的稳定性造成破坏。
         3.2水泥稳定碎石技术的碾压要求
         1)根据混合料的含水量、天气状况、碾压设备等情况,碾压段长度为50m~80m,避免过长或过短,碾压段设置明显的分界标志,以防漏压。2)碾压组合方式和遍数由试验段确定,遵循先稳压、后轻压、再重压的原则,直至压实度合格。3)碾压时,压路机重叠1/2轮宽,初压采用1.5km/h~1.7km/h的速度,复压采用1.8km/h~2.0km/h的速度。4)压路机倒车、换挡要轻且平顺,不在完成后或正在碾压的路段上调头和急刹车,倒车时从原路返回。在未碾压的一端倒车位置错开成齿状,并配专人处理个别部位的壅包等。5)严格控制碾压含水量,混合料表面应始终保持潮湿。如表面水蒸发过快,应及时补洒少量的水,再进行碾压
         3.3跟进技术运用,做好施工各环节的技术相关检测
         运用相关技术,确保施工各环节达到规定的质量要求,对提高施工的质量管理具有很大的帮助。如运用相应技术,对各个施工工序进行合理的把控,同时在施工的过程中必需保证其实际符合施工标准时间内完成。如若时间消耗过长,可采用掺加缓凝剂、增加运输车辆、引进先进的摊铺设备及压实机械等,尽可能地缩短施工时间,确保水泥稳定碎石在水泥发生初凝前尽早压实成型,从而保证道路基层的施工质量。运用检测技术,认真的做好水泥稳定碎石的原料配比计量检测以及含水量、水泥剂量以及压实度等环境的檢测,严格把控施工各个环节的施工质量,从而确保道路施工建设达到设计要求。
         4 工程概况
         某市政道路工程自建成通车之后,多年来对该地区经济起到了极大的促进作用。但通车至今,交通量日益增多,导致路面病害逐步显现,如网裂、车辙、沉陷等,从而加重了养护成本,更对行车舒适性、安全性造成了极大影响。

通过测量可得,本路面调查情况表明,本路段病害以龟裂、破碎为主,基层损坏较为严重,结构性破坏较为普遍。经检测可知,18.8%为本路段路面破损率DR值。按照评价标准,以次等为本路段路面破损状况等级。为更好地提高路面施工质量,决定对此路段进行维修。本路段总长度为9.39km,150240㎡为路面大修面积,根据施工现场实际情况,可选用水稳碎石再生基层进行施工。要求先将旧路面层刨除,以就地再生旧路基层作为新路基。该施工工艺,不仅可以充分利用旧路基材料,还能达到变废为宝、节约资源、降低环境污染的目的。
         5 市政道路水泥稳定碎石基层施工材料选择
         1)水泥。作为集合料的重要稳定剂,水泥质量的优劣将直接影响到集料的质量。道路工程施工中选用的水泥应具有较长的终凝时间及较低的标号。如选用快凝水泥、早强水泥等,在拌和、运输、摊铺等作业环节中则时间不足,强度也达不到设计规定。通常情况下,都会选用325号普通硅酸盐水泥。
         2)混合材料。活性与非活性材料是混合材料的两大类型。粉煤灰等物质就是活性材料,其作用就是从水泥内进行氧化钙的析出。不具有活性或具有极低活性的人工、天然矿物质材料统称为非活性材料,要求这类材料必须具有相应的细度及不能具备有害物质。
         3)碎石。碎石在水泥稳定碎石基层中起到骨架作用,碎石质量的优劣对基层质量起到关键性的作用。一般都会选用石灰岩作为水泥稳定碎石基层的主要材料,其特点为高强度、坚硬,无风化。其粒径最大应在30毫米以下,如其粒径过大,将降低碎石间的粘结力,在受力后级配碎石将出现松散等现象,进而对整个基层的质量造成严重影响。当粒径较小时,将对基层强度造成极大影响,极易出现干缩裂缝及温缩裂缝等问题,基于此,应严格遵循施工实际情况及相关要求进行碎石级配的选择。
         4)水。一般选取饮用水即可。如需检测水质,可对比分析水源水的水泥砂浆抗压强度和蒸馏水的抗压强度,当其在90%以下,则不得在水稳层施工中应用。
         6 水泥稳定碎石基层再生施工工艺
         1)施工准备。施工前,需先做好沥青面层铣刨工作,应按照7m/min的速度选用维特根2m铣刨机进行施工,当路面宽度为15m,8h工作量为450m左右。完成铣刨工作,有水泥混凝土板块露出后,才能破碎水泥混凝土板块,避免因不同结构层台阶高差出现事故。根据施工要求,可选用现代210型液压破碎机施工,该机械每小时工作量为120m2/h,以每天工作8h计算,每天工作量为120x8=960㎡/天。如一个车道宽度为3.75m,则每天工作量为256m,本项目破碎机共用3台,则每天工作量为768m。
         2)施工流程。(1)施工放样。根据设计图纸,由测量人员对路线中线、边线进行放线,并以20cm为间隔,适当调整中桩及边桩高程。同时应复核路面标高,以100m为间距进行水准点布设,便于检查及施工。(2)铣刨旧路面。先分层铣刨原有沥青路面,并将旧路面拆除,通过测量人员进行现有高程、设计标高等参数的测量、计算。在完成高差计算作业后,需在所有桩号上做好标注。按照施工现场具体情况,针对旧路面选用液压破碎机按照点对点的方式,打孔成缝,促使其开裂。随后选用挖掘机、渣土车等设备集中清理干净拆除后旧路面成块废渣。(3)摊铺及压实。旧路面破碎之后,需及时拌和旧混合料和水,用水带,将水车(前)与再生机(后)连接,保证两台机械同步前行,保证在含水量最佳状态下拌和、摊铺形成再生混合料。压实施工時,应先确定压实系数。计算公式如下:设计厚度x压实系数=松铺厚度。因旧基层具有较低空隙率,再生后将会大大增加其体积,为此,可利用试验路铺筑的方式,获取再生材料压实系数。再生机行走于再生材料表面时,将会压实轮迹位置的部分材料,但处于两轮胎之间的部位无法压实。在整平前,必须先压实该部位的材料,保证路面所有材料密度相同,避免永久密度差异存有再生层内。要求选用胶轮压路机做预压实,压实遍数3遍左右,随后选用钢轮振动压路机进行施工,基本4遍就可达到压实度设计要求。完成上述作业后,按照设计图纸,由测量人员测量标高,根据标高再用平地机整平再生基层,保证满足设计要求。(4)接缝施工。横向施工缝与纵向接缝是常见的两种接缝类型,横向施工接缝与道路中心线垂直,主要是由再生基层分段施工引起。而纵向接缝则是因为再生设备宽度问题,在重叠施工过程中产生,该接缝与道路中线平行。为保证再生路面施工的整体性必须做好接缝施工。第一,横向接缝。为减少此类接缝产生,尽可能避免停机,保证机械运行的连续性。如横缝已产生,需选取人工方式进行处理。在横缝处理中,应对再生拌和混合料及水泥等材料添加问题综合考虑。施工前,必须对水管输水情况进行详细检查,及时排除水管内的气体,保证再生混合料含水量符合设计要求,避免对施工质量造成严重影响。第二,纵向接缝。相比施工道路宽度,再生机作业宽度较小,整幅路面需多次完成。为此必须对道路宽度、断面及路面厚度等因素加以充分考虑,合理控制各次施工的有效宽度,保证重叠质量。(5)再生层表层处理。为增强再生层水稳定性,应做好表面防水施工。也就是说,需在压实最后环节,将一定量水适当加入到再生层表面,通过轮胎压路机碾压局部细料,随后对粗粒料空隙进行填充,保证表面形成一层良好的防水层。因再生混合料较为粗糙,且具有较差粘结性,因此做好表面处理工作极为困难。基于此,需将细料掺加至再生层内,对其组成改良,从而降低处理难度。在交通开放后,极易出现再生层被破坏的现象,为此,必须做好保护措施。如单封层表面处理等。通过上述方式,有效提高再生层施工质量。(6)养护。根据以往施工经验,可选用塑料薄膜覆盖法进行养生。要求在再生层成型且质量满足设计要求后,进行薄膜覆盖养护,养护周期为7d。为避免风将薄膜刮起,必须做好压边作业,从而提高基层湿度。
         7结束语
         综上所述,路面基层施工是市政工程建设的关键,基层施工质量的高低直接影响着市政道路工程的路面平整度和行车舒适度,决定着工程的使用寿命。所以,在市政道路施工中,一定要严格把控基层施工质量,合理选择施工材料,最大限度提升路面基层的稳定性和承载能力,从而实现道路工程建设事业可持续发展。         参考文献:
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