鄧風亭
(江蘇省交通規(guī)劃設計院股份有限公司,江蘇南京 211111)
道路工程中,一般把基層分成兩層鋪筑,在上面的那一層起承重作用稱為基層或上基層,下面一層則稱底基層,起次要承重作用。下面這些材料通常用來做基層的材料,總結如下:穩(wěn)定粒料(如碎石、砂礫)、石灰、瀝青等穩(wěn)定土、水泥、碎石混合料或天然砂礫、工業(yè)廢渣穩(wěn)定土或穩(wěn)定粒料等等。在材料選擇時,底基層通常會利用當?shù)夭牧?,這樣能有效地控制工程造價。
在道路結構中位于面層之下,墊層或路基之上的那一層稱為基層。道路的基層能把車輪垂直作用在面層的作用力擴散到墊層和土基上,由于路基的基層常年會受到面層滲水,以及地下水的侵蝕,所以在路基施工時會選擇具有足夠水穩(wěn)性、強度較高、剛度較大的材料。基層的施工質量對路面有很大的影響,在基層部分施工完成以后,要對基層進行一系列的檢測?;鶎拥暮芏噘|量問題,基層的平整度會直接影響到路面的平整,就象房屋的基礎一樣,基礎必須要打好。彎道超高、加寬、緩和段控制標高誤差大,偏差不均勻等,都會在路面施工后反射到道路表面上來。公路施工的檢驗部門應在公路施工階段,認真驗收、交接,檢測和記錄對路基質量有影響的主要指標,為提高后續(xù)施工的質量提供參考。
二灰碎石基層有良好的骨架結構,且粗集料緊密排列。二灰作為膠結材料與密實的集料一起填滿骨架空隙,使整個骨架膠結成為穩(wěn)定的整體。通過對國內(nèi)施工案例的統(tǒng)計和調(diào)查,采用二灰或水泥碎石基層修筑的路面基本都獲得良好的效果。但仍然有一些缺點暴露出來,筆者著重分析二灰穩(wěn)定碎石這種材料做基層暴露出的缺點,提出合理改善的意見。
原因分析:查閱相關資料結合筆者的工作經(jīng)驗分析得出,其原因主要為基層混合料的配合比不當,碎石骨料級配不合理。在處理時,要著重考慮影響質量的這些因素:基層粒料偏細、收縮性大、反射裂縫嚴重和二灰類基層早期強度低等問題也比較突出。細集料為主體時,對水比較敏感,所以基層在施工時容易受到干縮裂縫的困擾。
解決措施:在組成比例合適的條件下,二灰和細集料組成的砂漿,細集料能大大地改善二灰的性能,使得砂漿與單純二灰相比,具有較高的強度和較好的抗收縮性能??梢圆捎煤侠砑壟涞亩曳€(wěn)定碎石混合料,這種混合料壓實成型后,會具有較高的強度和抗裂性。其工作原理如下:施工用的石灰在水溶液中會產(chǎn)生水解作用。
氫氧化鈣這種物質,能夠溶解于水,在水溶液中電離解成Ca2+和OH-,在反應過程中散發(fā)微量的熱。同時石灰與粉煤灰中的物質產(chǎn)生反應,產(chǎn)生硅酸鋁酸鈣等類型的沉淀,形成膠結物;另一是表面的化學反應,即其新相直接結晶在顆粒表面。
溶液中的氫氧化鈣也可以與空氣中的CO2反應,溶解出的Ca2+與CO2的水溶液產(chǎn)生反應:
按照規(guī)范要求,設計采用石灰粉煤灰碎石這種材料做基層時,石灰與粉煤灰的比例常用l:2~1:4,石灰粉煤灰與級配碎石的比應是20:80~15:85。如果由于施工要求,為了提高二灰碎石的早期強度,也可以外加1%~2%的水泥。強度要求和選定的配合比有關,平均抗壓強度R應符合下面公式的要求:
式中:Rd——設計抗壓強度;
cv——試驗結果的偏差系數(shù);
za——標準正態(tài)分布表中的保證率(通常在高速公路和一級公路中,取保證率95%)。
在滿足規(guī)范強度的情況下,確定合適的配合比(見圖 1)。
從圖1中,可以分析出無淪在哪個齡期二灰穩(wěn)定碎石的強度均隨著齡期的增加而增大。同時可以明顯地根據(jù)線形走勢,看出SY(二灰穩(wěn)定級配碎石)抗壓強度增長速度比GF(二灰非級配碎石)快。
公路工程施工管理由于其本身的復雜性,龐大性,所以是一項系統(tǒng)的工程,涉及的內(nèi)容包括勘測設計、施工等,所涉及的各方面都必須有良好的管理。道路施工項目管理有以下特點:(1)變化性:在公路工程項目建設中,施工的環(huán)境,施工手段和施工材料都會不斷地變化。(2)整體性:工程項目的質量、進度、成本管理是一項系統(tǒng)管理工作,既要有總的計劃安排,又要有各個分項工程發(fā)展階段制訂的詳細計劃,且它們之間相互聯(lián)系、相互影響。(3)不平衡性:工程項目發(fā)展的各個階段內(nèi)的計劃和實施控制的方式有不同,具有很大的不確定性。
為保證路基的質量,必須嚴格按照我國的《公路路基施工技術規(guī)范》進行嚴格施工,施工過程中質量控制的主要項目有:含水量、集料級配、石料壓碎值、混合料配合比、拌和均勻性、壓實度、彎沉值等。采用合理的含水量;碾壓遍數(shù);最佳的機械配套;適宜的松鋪厚度,加上優(yōu)化的施工組織等等措施確保工程質量。
二灰穩(wěn)定碎石基層,在選取集料時,其最大尺寸不能大于31.5 mm,外形應選擇立方圖塊。集料的選擇應有一定級配,在施工時可以參照表1所列的數(shù)據(jù)。
表1 二灰穩(wěn)定碎石合理級配及級配范圍表
基層材料在施工時,采用連續(xù)式拌和機,先將消石灰和粉煤灰按比例用裝載機預拌,悶料不少于24 h。拌好后采用高馬槽、大噸位、車況較好、保水性好的自卸汽車來運輸二灰碎石混合料。這樣可以減少混合料在空氣中暴露的面積。在攤鋪時,目前由于二灰的特殊性質與施工技術的原因,尚沒有采用攤鋪機攤鋪混合料。施工人員通常采用推土機結合平地機攤鋪,這樣就會增加手工操作,同時平整度也不易得到保證,所以需改進施工方法。在基層施工時壓實是二灰碎石混合料的關鍵,采用鋼輪壓路機、輪胎壓路機、振動壓路機壓實,能達到高的相對密實度混合料,且具有良好的性能。應滿足初步密實,壓實度達到80%~85%左右,含水量控制在8.5%~9.0%,松鋪系數(shù)在攤開整形后為1.25,初壓后為1.1。兩工作段的搭接部分,應采用對接形式。前一段拌和后,留5~8 m不進行碾壓。后一段施工時,將前段留下未壓部分一起再進行拌和、整型和碾壓。養(yǎng)生期間至少7d,每次要少灑水、勤灑水,始終保持基層表面處于濕潤狀態(tài)。
路基里面的水對整個路基的質量有決定性的影響,如果路基里面還有水會使得路基在受荷載作用時出現(xiàn)局部塌陷,縫隙水在凍融循環(huán)的作用下會使得路基存在很大的威脅。所以必須保證路基經(jīng)常處于干燥、堅固和穩(wěn)定狀態(tài)。排水溝的線形要求平順,盡可能采用直線形,轉彎處宜做成弧線,其半徑不宜小于10 m,排水溝長度根據(jù)實際需要而定,通常不宜超過500 m。挖截水溝的土填在路堤與截水溝之間,修筑傾斜坡度為2%的護坡道或土臺,路基上方有棄土堆時,截水溝應離開棄土堆坡腳1~5 m,棄土堆坡腳離開路基挖方坡頂不應小于10 m,設2%橫坡在棄土堆頂部并傾向截水溝。防止水流下滲和沖刷,截水溝應進行嚴密的防滲和加固,截水溝的出水口須與其他排水設施平順銜接。在進行路基施工時,要合理地布置排水設施,對流向路基的地下水應予以截斷、疏干、降低水位,并引導到路基范圍以外。使得整個路段的很多管道橋涵等形成一個排水系統(tǒng)。
在進行路基施工時,要嚴格按照《公路路基施工技術規(guī)范》的要求進行相關的操作。對于不同等級的公路要求不同,施工現(xiàn)場應該進行優(yōu)質、高效的組織安排,建立項目經(jīng)理部,同時監(jiān)理公司也應該到位,同時在施工隊伍中也應選擇一些專業(yè)的施工隊伍。這就要求在人員上進行合理的組織安排。在技術人員選用中,對于管理工地現(xiàn)場的技術人員應該熟悉此項工程的施工,以保證項目的運行進度和質量要求,按照要求嚴格掌握施工進度。
要嚴格檢驗各道工序,建立嚴格的質量考核機制,實行質量責任制,要嚴格控制公路路基的施工質量。這樣才能確保整條公路的運營質量。施工單位在進行路基施工時,要從路基施工的每一個細節(jié)開始重視,必須強化施工管理,完善施工工藝和施工方法,提高施工質量,才能從源頭上、根本上解決問題,社會效益和工程質量得以保證。
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