董搬甲
(中交路橋建設(shè)有限公司海外分公司,北京 101107)
菲林蓋至塔瓦道路整治及瀝青路面工程第2b段,泰巴拉姆至恩卡卡坦項(xiàng)目全長40 km。本項(xiàng)目路面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為一般地段和橫穿村鎮(zhèn)處。
一般地段:路基寬度10.5 m=1.5 m路肩+0.25 m路緣帶+2×3.5 m行車道+0.25 m路緣帶+1.5 m路肩。
橫穿村鎮(zhèn)地段:路基寬度12.5 m=2.5 m路肩+0.25 m路緣帶+2×3.5 m行車道+0.25 m路緣帶+2.5 m路肩。
路基填方段坡率為1∶1.5。
在非洲發(fā)現(xiàn)大量的天然紅土骨,據(jù)勘測分析,能夠滿足當(dāng)?shù)馗咚俟方ㄔO(shè)的實(shí)際需要,傳統(tǒng)模式的人行道基層建設(shè)采用紅土骨料填筑,工程效果良好。紅土骨有儲(chǔ)藏量大、成本低、強(qiáng)韌度高、分布廣泛的特點(diǎn),能夠?yàn)槭┕ふw提高工程效率、降低成本,是非洲大部分國家優(yōu)先選擇的筑路原材料。
(1)施工材料的準(zhǔn)備概況。
水泥優(yōu)先選用成本較低的普通硅酸污泥水泥,其技術(shù)參數(shù)滿足規(guī)范條件。高速公路運(yùn)用的紅土顆粒來自基底附近的地質(zhì)物質(zhì)來源,施工附近的飲用水可直接用于建筑施工。
水泥穩(wěn)定紅土集料處理:將天然紅土集料與質(zhì)量欠缺的(P.O.32.5)水泥按比例混合,選取最佳摻量(3%~5%)的水泥穩(wěn)定紅土集料作為基本填料,對(duì)比研究試驗(yàn)是否符合需求,利用水泥強(qiáng)力大的特性與天然紅土骨料相融合,采用本項(xiàng)目常規(guī)水泥摻量比例值范圍3%~4%。
紅土吸水力強(qiáng),要求配比水量相對(duì)較多,預(yù)濕工序在攪拌前應(yīng)必須進(jìn)行,仔細(xì)稱量所有材料的重量,滿足機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的條件。實(shí)時(shí)監(jiān)測所有設(shè)備運(yùn)行情況,保證混合物的顆粒組成和含水量符合規(guī)定要求。注意在勾兌比例控制時(shí)充分考慮水分蒸發(fā)量的變化。
由于非洲處于赤道附近,熱帶氣候?yàn)橹?,大部分?nèi)陸城市天氣晴朗炎熱,在拌和、運(yùn)輸、抹灰多步工序中應(yīng)首先考慮水分蒸發(fā),所有需要加水的工序都應(yīng)相對(duì)增加含水量。雨季較長的城市巴馬科一年中有5個(gè)雨季,雨季施工時(shí)應(yīng)考慮雨水量加大、濕潤度高的因素,要求配比混合料含水量時(shí)適當(dāng)降低水量,盡量保持干燥狀態(tài)。具體含水量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場反饋及時(shí)調(diào)整配比量,最終達(dá)到混合料的最佳含水量。
施工機(jī)械配套設(shè)備的包含防水?dāng)嚢铏C(jī)、無土攪拌機(jī)、人行道、挖掘機(jī)、充電機(jī)、重型輪胎壓路機(jī)、雙筒振動(dòng)壓路機(jī)、平地機(jī)、灑水車、垃圾車、平板車、罐車等。所有施工設(shè)備定期檢查、維護(hù)、養(yǎng)護(hù)和維修設(shè)備,避免設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)性能差影響施工進(jìn)度,保質(zhì)保量完成工程。
基層建設(shè)凝固時(shí)間較短,防止凝固后返工修補(bǔ),必須按時(shí)間要求將混合料安全運(yùn)至現(xiàn)場,將混合料分發(fā)在其他運(yùn)輸車,應(yīng)繞開在醫(yī)療道路施工段行駛,路基尚未穩(wěn)定、強(qiáng)度未達(dá)到路標(biāo)要求,防止新的傷害和損害道路質(zhì)量。實(shí)際工程施工方案設(shè)計(jì)基層厚度為20 cm,松散抹灰厚度在30~35 mm。卸貨前將水煮沸,將道路表面濕潤,分發(fā)具有指定路拱的預(yù)定路段中的骨料。如果已經(jīng)出現(xiàn)分塊情況,及時(shí)人工修補(bǔ)解決,檢測含水量盡早送至拌和站,根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)比調(diào)整拌和參數(shù),確保技術(shù)質(zhì)量達(dá)標(biāo),準(zhǔn)確預(yù)計(jì)時(shí)間在石膏記錄虛擬補(bǔ)片厚度。
正常情況下,在道路建設(shè)施工中,高速公路長度交聯(lián)鏈接應(yīng)盡可能較近,能夠更好地保證施工質(zhì)量。交聯(lián)是垂直于中心線的路基混合料的端部,用兩根方木從混合料端部拆除人行道盡可能高地放置在混合物附近。方木的一面用砂石打磨3~4 cm,略高于方木,移除混合物中的沙子和方木,手動(dòng)移除所有松散顆粒并清理干凈。
(2)碾壓。
利用等效壓實(shí)功科學(xué)原理進(jìn)行對(duì)振動(dòng)壓實(shí)法和強(qiáng)夯法對(duì)比分析,《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E40—2007)中的重密度試驗(yàn)和Ⅱ類試驗(yàn)方法對(duì)紅土顆粒的濃縮實(shí)施效果顯著,適用該項(xiàng)目定義和觀察顆粒破碎。經(jīng)過試驗(yàn)分析,即使紅土顆粒在常規(guī)壓縮功的作用下出現(xiàn)明顯的裂紋,其壓實(shí)度不會(huì)因顆粒斷裂變低。破碎使孔隙縮小,對(duì)碎塊體的凝結(jié)效果產(chǎn)生積極作用,使紅土顆粒在完全碾壓或壓實(shí)后得到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)場施工采用高強(qiáng)度輥式密封是有效把控干密度值,以達(dá)到破碎紅土骨料效果,提高基層整體密實(shí)度。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),對(duì)于這種類型的分類甄選,顆粒的易碎性較好,高硅含量在0.075 mm內(nèi),如果含水量大于12%,現(xiàn)場壓實(shí)時(shí)應(yīng)首先檢查現(xiàn)場壓實(shí)的含水量是否規(guī)范。
(3)檢測和養(yǎng)護(hù)。
施工段碾壓完成后可進(jìn)入檢測和養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)。按要求檢測頻率壓實(shí)度等情況,各項(xiàng)指標(biāo)的試驗(yàn)要求在24 h內(nèi)完成。除外觀要求無松散滿足要求外,滿足質(zhì)量指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)要求,壓實(shí)度、平整度滿足規(guī)范的要求,逐步、逐段與相關(guān)人員共同檢測。
不滿足標(biāo)準(zhǔn)的采取合理的工藝及時(shí)補(bǔ)救,直至滿足規(guī)定要求。對(duì)成型的基層頂面進(jìn)行高程復(fù)核,超高的部分用平地機(jī)刮除平整,成型后要進(jìn)行保水養(yǎng)護(hù)。
在養(yǎng)護(hù)期間,封閉交通是最好的辦法,若特殊原因某一路段無法徹底封閉要求車輛限速行駛,重型車輛禁止通過。養(yǎng)護(hù)期間選擇在基層表面鋪設(shè)一薄層粗砂,厚度在5~10 cm,攤鋪均勻后立即灑水,非洲天氣炎熱,非雨季應(yīng)每天灑水,次數(shù)視情況而定,使基層在養(yǎng)生期間保持潮濕狀態(tài)。養(yǎng)生結(jié)束后必須將覆蓋物清除整理干凈,養(yǎng)生期一般為7~14 d。
(1)針對(duì)非洲沙漠地區(qū)路基含水量質(zhì)量控制。
在沙漠地區(qū)修建路基時(shí),不考慮排水設(shè)施的修建問題,沙土具有較強(qiáng)的透水性,沙漠地區(qū)降水量較少。修建路堤是主要的路基設(shè)計(jì)形式,不使用零斷面路基和半填半挖路基。路堤的設(shè)計(jì)高度為30 cm左右,沙丘起伏區(qū)域的路基高度應(yīng)比沙丘平均高度高0.5 m。
(2)路基壓實(shí)質(zhì)量控制。
在設(shè)計(jì)路基的過程中,應(yīng)控制好路塹的深度和長度,坡頂設(shè)計(jì)為流線型。將積沙緩沖帶的位置預(yù)留好,為清除積沙和路基養(yǎng)護(hù)提供足夠的空間。妥善落實(shí)防沙防風(fēng)工作,加強(qiáng)對(duì)輸沙倒流措施的設(shè)置,為今后公路工程的施工奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
(3)路基質(zhì)量檢測。
碾壓完沙漠地區(qū)的路基后,馬上組織路基質(zhì)量檢測人員及時(shí)開展相關(guān)的檢測工作,發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問題的地方,采取補(bǔ)壓措施,實(shí)施高效治理。一般情況下,沙漠地區(qū)路基出現(xiàn)問題的主要原因就是路基含水量不達(dá)標(biāo),補(bǔ)壓一次就可以達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。
非洲沙漠地區(qū)的地質(zhì)條件較松散、天氣炎熱干燥、風(fēng)沙肆虐,為壓實(shí)施工帶來巨大阻礙。在填筑路基的過程中,采取分層壓實(shí)的施工策略,確保路基的密實(shí)度達(dá)標(biāo)。路基壓實(shí)需要使用大量水資源,采取一次成型、分段施工的策略,使施工質(zhì)量得到保證。另外在壓實(shí)路基時(shí),需要建設(shè)防風(fēng)防沙工程。
在路基施工過程中應(yīng)保護(hù)原有的生態(tài)環(huán)境,生態(tài)環(huán)境被破壞,難以在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)。在填筑路基的過程中,取土位置為路堤下風(fēng)一側(cè),如果需要使用兩側(cè)取土的方法,上風(fēng)側(cè)的取土坑在取土結(jié)束后,采取措施完成封閉攤平處理??茖W(xué)設(shè)置該地區(qū)路基壓實(shí)施工計(jì)劃,選擇在天氣和季節(jié)都較適宜的夏季或秋季開展施工作業(yè)活動(dòng),科學(xué)設(shè)計(jì)施工計(jì)劃,使沙漠地區(qū)的路基壓實(shí)施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)的要求。
(1)土工格柵法。
在底基層開裂地段的裂縫上鋪設(shè)土工格柵,防止裂縫上的反射引起底基層開裂。
①去除裂紋中存在的雜質(zhì),人工測量將裂紋加寬至一定寬度。
②密封接縫,將1∶1的純水泥漿倒入切縫中進(jìn)行封堵。
③鋪設(shè)土工格柵,土工格柵的長度應(yīng)與裂縫長度一致,沿裂縫方向鋪設(shè),土工格柵應(yīng)縱向張拉,橫向固定,一般采用縱橫向抗拉強(qiáng)度≥75 kN/m的土工格柵。
④鋪基層。
(2)鋪設(shè)玻璃纖維格柵。
為解決基層反射裂縫引起的瀝青面層開裂問題,在基層開裂部位鋪設(shè)玻璃纖維格柵。
①清除基層表面的雜質(zhì)。
②清縫、灌縫,將清理后的裂縫加寬至3~5 mm,清除裂縫中的雜質(zhì),將乳化瀝青或熱沸瀝青灌入裂縫內(nèi)。
③噴透層或黏結(jié)層油,接縫灌漿完成后按0.7~1.1 L/m2的速度噴陽離子乳化瀝青(PA-2)。噴透層后瀝青面層不能及時(shí)攤鋪,路段通車時(shí)應(yīng)在處理前噴陽離子乳化瀝青(PC-3),用量為0.3~0.5 L/m2。
④在底漆或膠層完全破乳后鋪設(shè)玻璃纖維格柵。
⑤避免攤鋪機(jī)行走和運(yùn)輸車進(jìn)出口,不會(huì)對(duì)玻璃纖維格柵造成損壞。
⑥鋪設(shè)瀝青面層。
(3)非織造土工織物的施工工藝。
非織造土工織物的施工工藝與玻璃纖維格柵處理基本相同,有效防止水從地基、底基層和地基進(jìn)入裂縫,不會(huì)由于入水降低地基的承載力,裂縫的反射成為可能。通過嚴(yán)格控制材料質(zhì)量、配合比級(jí)配和強(qiáng)度,有效改進(jìn)施工工藝,采取合理的養(yǎng)護(hù)方法,使水泥穩(wěn)定碎石底基層和其他地段的基層施工不產(chǎn)生裂縫[1]。
長時(shí)間通車后,經(jīng)觀察檢查,采用土工格柵、玻璃纖維格柵和無紡布處理底基層和基層裂縫的相應(yīng)路段,未發(fā)現(xiàn)新的裂縫。實(shí)踐證明,合理控制水泥穩(wěn)定碎石底基層和基層的材料質(zhì)量、級(jí)配、強(qiáng)度、施工工藝和養(yǎng)護(hù)方法,對(duì)減少收縮裂縫有明顯效果,玻璃纖維格柵和無紡布可以有效防止或減少相應(yīng)的裂縫和反射裂縫。
綜上所述,路基質(zhì)量決定公路質(zhì)量,路基質(zhì)量是確保公路穩(wěn)定承載車輛的重要保障,路基質(zhì)量與其壓實(shí)質(zhì)量相關(guān)。應(yīng)不斷升級(jí)路基建造技術(shù),按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范開展施工,有效控制路基壓實(shí)質(zhì)量,建造高質(zhì)量公路。