级配碎石垫层具有良好的透水与扩散应力、承载过渡作用,而且料源广泛,可就地取材,便于原材料和混合料的加工,易于机械摊铺操作,因此被公路工程广泛应用。本文探讨了级配碎石垫层的施工相关问题。
1、路面垫层质量的要求
质量要求:路面垫层首先要具有较高的弹性模量,这样才能提供良好的荷载分布能;其次要具备较高的抗剪强度,从而减轻车辆作用下的辙槽;当然还要具有高的透水性,可以使进入的自由水在有条件时能快速排出;另外其中的细土的塑性还要尽可能小,这样可以保证良好的水稳性。通常使用的材料一般为无结合料的级配碎(砾)石等。
如果满足上面对路面垫层材料的要求,其材料限制要高得多。采用的材料级配良好,在充分压实的条件下,就可以保证有足够的强度和模量,可以满足受力的需要,但其透水性和水稳性很难以保证。在目前规范对这种材料的要求中,规定的垫层材料小于0.075mm颗粒含量可达7%~10%,同时允许有一定的冻胀性。材料尽管有粘聚力,但非常的小,甚至不足以抵抗由于粘粒的自然膨胀所产生的作用。因此这种结构不利于提高路面使用寿命。
要具有大的渗透系数,小于0.075mm以下颗粒含量要尽可能少,材料以嵌挤骨架结构为佳,具有较大的空隙率,这种结构毛细作用很弱,不易存水,具有较小冻胀性,真正能起到切断毛细水上升、防冻、吸收路基裂缝所产生的作用。
尽管这种结构能够符合现行规范对级配碎石底基层的要求,但按现行规范规定施工的垫层大部分不能满足要求,在实际使用中,垫层几乎没有真正能够满足使用要求的。为此对路面垫层制定专门的技术要求是必要的。
2、路面垫层质量标准
根据施工中的实际情况,这里提出以下质量检验标准,能够达到优良水平为标准,仅供参考。
(1)材料要求
优先选用用石料破碎的碎石,但粉尘大的石料不宜采用;材料应洁净,采用破碎碎石时,碎石破碎时间不能过长,表面沾有大量石粉的石料不宜于垫层;骨料材料应具有足够的强度,应满足三级以上石料的标准;小于5mm部分应基本没有塑性,建议塑性指数小于2。其中小于0.075mm颗粒含量应尽可能少,最好少于3%,受条件限制进也不宜超过5%,并应具有足够的渗透系数;对级配要求不需要太严,但应保证稳定性要求。
(2)施工要求
未筛分碎石,可直接摊铺碾压,分级准备的材料宜用拌和机拌和均匀后方可摊铺;应采用机械摊铺,在摊铺过程中应避免离折,对于局部发生离折的部位,应通过补充拌和保证其均匀性,严重离折的应局部换料;摊铺后的垫层应具有合适的路拱和均一致的初始密实度,以保证压实效果,如果是用推土机配合平地机进行摊铺,应用推土机充分排压后再整平,方可碾压。初始压实度不均的后果将是局部压实度不足;应在适当含水量下压实,适当的含水量可以保证压实效果;压实合格的标准是自重10~12t的振动压路机在20~22t激振力下进行碾压,表面无明显推移和轮迹。
在进行下一层施工前,必须封闭交通,缺少粘聚力的垫层在行车荷载作用下表面必然会被破坏,如果长期大量行车,受影响深度将相当大。在下一层施工时,车辆应尽可能少在垫层上行走。表面的破坏不会对其整体强度产生影响,但在下一层施工时必须注意切实压实,使受破坏的表面重新处于稳定状态。
3、施工方法
(1)工艺流程
材料储备、拌和场地设在施工区域内。
用粒料拌和机进行拌和,拌和设备配有自动计量装量,拌和时严格控制混合料含水量(宜比最佳含水量大1%左右,以防运输时水份损失),拌和力求均匀,每天拌和前应先测定材料含水率,调整施工配合比,并在工地现场立牌明示各料用量,运输采用自卸汽车运到工地,用摊铺机摊铺。
摊铺好的混合料进行平整、整形后,用12~15T静压式三轮压路机进行稳压,然后用25T以上振动压路机振动碾压,混合料从加水拌和至碾压结束的时间不宜超过2小时。每层压实厚度不应小于设计值,压实应遵循静-振-静原则,直线段由两侧路肩向路中心碾压,平曲线由内侧向外侧进行碾压,碾压直至密实度满足规范要求。
碾压过程中,如有“弹簧”、“松散、起皮”等现象时,应及时翻开重新拌和,使其达到质量要求,在碾压结束后,再整平一次使其路拱和标高符合要求,终平要仔细进行,必须将局部高处刮出路外,局部低洼处,不再进行找平,留待上层施工处理。
(2)堆料场材料检验
根据试验室提供的掺配比例,各种材料在料场进行掺配均匀,然后运到工地堆料场,试验室要对混合料取样检测其级配及天然含水量,若级配不符合要求,则立即掺入所缺的粒级材料,并提供应加水的数量,计算方法为:估算待掺拌料数量,并根据天气状况确定拌和后的含水量,根据掺拌含水量及天然含水量的差值,计算应加入水量。持级配及含水量符合要求时,可进行材料的运输工作。含水量分为掺拌含水量和施工含水量两部分,施工含水量指推土机粗平、稳压后的含水量,该含水量应比最佳含水量高;天气晴,且气温在24度以下的,施工含水量较最佳含水量高1个百分点,天气晴,且气温在25度以上时,施工含水量较最佳含水量高2个百分点。若气温符合上述值但阴天时,各降0.5个百分点。掺拌含水量要较施工含水量高1个百分点,以抵消装、运、卸、摊铺过程中的水份损失。
(3)压实:
①压实时一去一返为一遍,前进到终点后要原路返回,不能乱打方向。
②第一遍压实速度为1.5km/h,以后用2.0~2.5km/h。
③碾压顺序为由低处开始,向高处横向推进。
④当一遍完成时,要退到宕渣路基上调整方向,不准在辗压的级配碎石层上大角度转向,严禁在其上调头。当接近终点时,压路机挂空档,并稍带刹车,使之缓慢停机,严禁紧急刹车。停车位置控制:前进时要使前轮跨过终点断面,后退时,整机要离开起始断面5M以上,用调整方向。
⑤压实过程中,本次往返要与上一次往返重叠1/3轮迹(指前钢轮)。
⑥压实遍数:应不少于8遍,应使表面无明显轮迹,路面的两侧,应多压2~3遍。压实完成后,马上做密实度检测,若不能达到要求,则再补压,直到压实度符合要求为止。压实度程序为静压一遍→弱振压三遍→强振压三遍→静压一遍。
(4)交验、封闭交通及养护
①碾压完成后,要及时封闭交通,做好禁行标志。
②成型后3天内,每天中午洒水一次,做适当养护,洒水时,车速要控制在15km/h以下。
③完工后三天内,每天晚上洒水一次,早晨复压一遍,连续三天。
④成型后,进行自检,自检合格,上报申请验收。
4、施工注意事项
垫层施工采用人工和机械结合施工、自卸汽车运天然砂砾混合料,装载机粗平,再用人工精平。
在铺筑垫层前,在放样好的桩位挂线施工,应将路基面上的浮土、杂物全部清除,并洒水湿润。
摊铺级配碎石混合料时无明显离析现象,或采用细集料作嵌缝处理。经过平整和整修后,采用20T的压路机进行碾压,保证压实度至重型击实最大密度的96%以上。每段路碾压完后质检员进行检测,并把试验资料交经监理工程师审批。
凡是压路机不能压到处都要采用夯实机进行夯实,直到符合规范要求止。严禁压路机在已经完成的或正在施工的路段上调头和急刹车。
综上所述,只有控制好混合料的级配、养护、施工、压实等多个环节,才能更好的发挥级配碎石的性能,保证道路的质量。
参考文献:公路路基施工技术规范《JTGF10-2006》
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