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摘要:市政公路建设中以水泥稳定碎石基层、石灰粉煤灰稳定碎石基层最为常见,两者相对比得知,石灰粉煤灰稳定碎石基层早期强度低,容易受温度变化的干扰。因此,应加强对石灰粉煤灰稳定碎石基层施工技术的研究。
关键词:市政公路工程;石灰粉煤基层;施工;技术
1虚拟工程概况
某市政公路工程设计全长36km,设计行车速度70km/h,经现场人员勘测得知,施工区域内以粉煤灰材料偏多,由于各种因素最终决定就地取材,采用石灰、粉煤灰材料作为市政公路基层施工的主要材料。
2石灰粉煤灰稳定碎石基层施工技术
2.1原材料要求及准备
2.1.1石灰
石灰粉煤灰稳定碎石基层又称为二灰稳定碎石基层,其中二灰是指石灰与粉煤灰,石灰作为主要的材料之一,主要通过采购的手段获取。本次施工中采用的石灰主要为消石灰粉,所有的石灰材料均满足III级消石灰的技术指标,经消解后有效钙加镁的含量为71%,满足要求的65%以上,石灰材料入场后在场地内封存处理。
2.1.2粉煤灰
粉煤灰材料从施工现场开挖获取,施工单位挖取的粉煤灰必须经过检测,经检测合格后才能使用,依据设计要求的标准得知,粉煤灰材料的烧失量宜不大于20%,粉煤灰材料中SiO2、Al2O3和Fe2O3等有机物的含量宜大于70%,粉煤灰的最大含水率宜不大于35%。开采时粉煤灰需要进行过筛处理,其中粒径0.3mm的粉煤灰过筛率宜控制在90%以上,粒径0.075mm的粉煤灰过筛率宜控制在70%以上,合格的粉煤灰采用运输车运送至拌和场地。
2.2配比结构设计
混合料配比结构是指各类原材料相互作用及分布位置的实际状况,不同情况的材料组成会影响混合料的力学性能,从而使混合料具备不同的变形特征。经过试验分析得知,二灰稳定碎石的结构组成方式可分为3种,分别为密室悬浮结构、骨架孔隙结构以及骨架密室结构。
2.3二灰与集料配比设计
二灰与集料的颗粒组成称之为混合料的黏结性基体,为实现上述的骨架密室结构的配比,混合料中粗集料的空隙必须使用黏结性基体进行填充。经过初步的试验得知,二灰与集料的组成比例宜控制在14.5∶85.5~23.5∶76.5。按照此配比区间,配比设计时又在此区间内设置多组试验进行分析,实验中固定集料的级配不变,逐步添加超量的二灰材料时,混合料的干密度会逐渐上升再减少。因此,当混合料的干密度达到峰值时,此时二灰与集料的配比就是最佳配比。
2.4二灰稳定碎石基层施工
2.4.1下承层处理
二灰稳定碎石基层施工对下承层要求严格,施工单位应检查下其压实度及含水率,如压实度不满足要求,及时安排机械对市政公路底基层或路基充分碾压,使用的碾压机为15t的三轮压路机,全段碾压3~4遍即可。如检测发现下承层的含水率过高,则碾压前翻晒处理,含水率过低,则碾压过程中适当洒水增加其含水率。下承层经检查合格后需保证其表面平整、坚实、干净并按要求设置有路拱。
2.4.2施工放样
正式施工前要进行试验段施工,确定施工中的相关参数,包括基层的松铺系数及松铺厚度、碾压、摊铺中的机械参数等。试验段验收合格后在下承层表面进行施工放样,先两侧设置土模并修建施工便道,方便施工机械设备、材料入场,其次恢复基层的中线并设置中桩及边桩,直线段每根桩体的距离保持在20m,曲线段保持在15m即可。桩身上方按照确定的虚铺厚度及设计要求明显标记基层的标高,待全部放样就位后安排人员检测每层的标高是否与设计要求一致,若存在误差宜及时修正。
2.4.3拌和
(1)混合料拌和是二灰稳定碎石基层施工的关键工序,所有的混合料均产生于拌和,本工程混合料采用中心站集中拌和的方式,即在施工场地内设置拌和站,混合料在拌和站充分混合后再利用运输车输送施工场地摊铺。拌和站与施工场地的直线距离为800m,拌和站内设置2台750强制式拌和机,每台机械的产出量为30m3/h,可以满足工程的实际需要。拌和站内也设有存储场地,所有的原材料在拌和厂进行存储、拌和,准备二灰稳定碎石混合料。拌和前,需要施工单位先将消石灰与粉煤灰充分消解、闷料,最短的闷料时间宜不少于24h,闷料之后按照设计的配比进行混合料拌和。(2)拌和机械设备使用前,必须安排人员对设备的性能进行检测、调试,确保机械性能正常后再投入使用。拌和时操作人员需保证所有的消石灰未发生结块现象,原材料称重时误差宜保持在设计要求的±0.1范围内,实际拌和中混合料的含水率宜略大于最佳含水率,保证运送至施工现场后混合料处于最佳含水率。混合料拌和时要确保其均匀性,拌和完成的混合料严禁长时间堆放,最长堆放时间不宜超出24h。首批混合料拌和后必须经过抽样检测,不合格的混合料严禁使用,之后的混合料每天抽样检测2次,上下午各1次,如发现抽检混合料出现问题,整批混合料不得使用。
2.4.4摊铺
本工程混合料的摊铺主要为机械作业的方式,全路段共使用2台摊铺机,机械呈梯形作业,前后搭接距离为10~20m。在二灰稳定碎石混合料摊铺时按照试验段的参数作业,摊铺速度控制在2~4m/min,整个摊铺过程宜慢速进行,尽量减少停顿,摊铺的厚度按照松铺系数进行控制,摊铺阶段严禁出现停车、变换摊铺速度的问题。每段摊铺完成后安排人工检查摊铺的平整度及质量,如出现局部窝料问题应及时处理并利用新料填充平整,针对机械无法摊铺的位置,由人工利用小型工具完成摊铺作业。
2.4.5碾压
(1)摊铺之后紧跟着碾压工序,由于二灰稳定碎石混合料的黏性较低,碾压时可采用轮胎压路机和振动压路机,本次碾压施工采用CA25振动压路机和21t的轮胎压路机完成。二灰稳定碎石基层碾压时先使用CA25振动压路机静压1~2遍,使基层混合料初步稳定,之后再利用平地机完成整平,并使用CA25振动压路机振压2~4遍,使基层的压实度基本满足设计要求,最后使用21t的轮胎压路机静压3遍收面,保持基层的平整、无明显碾压痕迹。(2)碾压是保障基层强度的关键环节,为确保二灰稳定碎石的碾压质量,基层在碾压阶段,施工人员应注意遵循直线段从两侧路肩向路中心碾压,曲线段从内侧向外侧碾压,整个碾压阶段,机械的碾压速度应先慢后快,整体碾压速度控制在1.5~2.5km/h。碾压过程中要时刻注意基层的含水率,保持二灰碎石基层表面始终湿润,如混合料含水率蒸发过快,应及时采取洒水措施。碾压结束后应检查其压实度,不满足按要求采取补压处理。
2.4.6接缝处理
二灰稳定碎石基层施工采用分段作业的方式,在每段搭接时会形成接缝,需要施工单位做好接缝处理工作,从形式上接缝可分为横缝和纵缝,其中横缝采用对接的方式处理,相互重叠搭接10~15cm,之后再碾压密实。纵缝采用垂直相接的方式,在一侧利用方木做支撑,待一侧摊铺完成后再拆除方木摊铺另一侧,搭接宽度控制在10~15cm,摊铺完成骑缝碾压密实,使基层形成整体。
参考文献
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