郭佩峰
(邢臺華辰交通建設監(jiān)理咨詢有限公司,河北 邢臺 054000)
火山灰是一種性能優(yōu)異的材料,具有良好的隔溫性和活性,分布較為廣泛,便于開采,可作為集料,在水泥混凝土路面施工中應用。部分山區(qū)有大量的火山灰資源,而砂石等材料卻相對比較匱乏,通過試驗發(fā)現(xiàn),火山灰物理、力學性能與水泥混凝土制備中的粗集料與摻合料類似,可用于水泥混凝土制備。
某公路工程項目中的第五標段位于自然保護區(qū)內,為重點建設路段,全長23.546km,南北走向。工程所在地為火山地貌,具有一般山地氣候的特點,即冬長夏短。由地勘結果可知,在該公路的沿線上,地質分為以下幾種:碎石土、火山灰和砂礫、泥灰?guī)r以及低液限黏土等。根據(jù)設計要求,上山路段采用水泥混凝土板和預制塊路面,水灰比控制在0.45 以內,基層為水泥、火山石穩(wěn)定碎石。本次修筑的火山灰水泥混凝土路面有兩種類型,分別為預制塊和現(xiàn)澆,二者施工工藝有所差別,但采用的配合比完全相同。下面重點對火山灰水泥混凝土路面施工技術展開分析。
2.1.1 水泥
水泥選用32.5#普硅水泥,從當?shù)匾患宜嗌a廠采購,產品的物理性質、化學成分,全部與國家現(xiàn)行規(guī)范標準的規(guī)定要求相符,關鍵指標的測試結果如下:水泥細度為4.0%,安定性為28.8,初凝和終凝時間分別為300min 和375min,3d 和28d 抗壓強度分別為27.2MPa和4.0MPa[1]。
2.1.2 碎石
用于水泥混凝土生產中的碎石,必須潔凈、無風化,且壓碎值不得超過35%。本次選用的碎石為工程所在地附近一家石場提供,通過物理試驗獲得碎石的關鍵指標,具體如下:31.5mm 篩孔的通過率為100%,0.075mm 以下篩孔的通過率為0;含泥量為0.4%,針片狀含量為1.9%,吸水率為1.32%,壓碎值為10.3%[2]。
2.1.3 火山灰
火山灰就地取材,磨成粉末狀,比表面積應在350m2/kg以上,具體的化學組分如下:鐵鋁硅氧化物含量為88.6%,氧化鈣含量為2.1%,氧化鎂含量為0.6%,三氧化二鐵含量為5.3%,燒失量為2.6%[3]。
2.2.1 預制塊制作
本工程中,選用預制塊成型機,按照施工要求,集中生產水泥混凝土預制塊,制作過程中,磨細火山灰的摻入使預制塊外觀略黑,與普通的水泥混凝土預制塊相比,質量更輕,初凝時間更短。該情況與火山灰本身的顏色及其較強的吸水性有關。生產出的預制塊需檢測強度和尺寸,確定是否與水泥混凝土相關標準相符。
2.2.2 預制塊鋪設
(1)水泥混凝土預制塊正式鋪設前,先在基層上攤鋪一層厚度為4.0cm 的砂墊層,選用濕度適中的砂,確保攤鋪的均勻性,攤鋪完畢后,通過輕型壓路機碾壓,為預制塊鋪設提供條件。
(2)以道路中線和路拱形狀為依據(jù),設置方格鋪砌帶,先鋪設邊緣石,在對道路中間部位鋪砌,兩側縱向排砌進度要比中間略快。應保證鋪砌的預制塊垂直,并嵌入整平層一定深度,塊間采用錯峰或是嵌擠的方法確保牢固,頂面要保持齊平,預制塊長邊垂直于行車方向。需要注意的是,在超高路段上,可從低處逐步向高處鋪砌。
(3)水泥混凝土預制塊的鋪設方法有順鋪和逆鋪兩種,前者是作業(yè)人員站在鋪砌好的路面上,邊砌邊進,這種方法可保障路面的縱橫坡度及平整度,確保預制塊不會對砂墊層造成破壞,唯一的不足是不便于取預制塊。后者是作業(yè)人員站在砂墊層上,面朝鋪好的路面,邊砌邊向后退,該方法可以看到完成的路段,有助于提高鋪砌質量,取預制塊比較方便。因此本工程采用逆鋪法對水泥混凝土預制塊進行鋪砌。
(4)預制塊鋪砌的過程中,應先鋪邊線,選用尺寸較大且表面平面的石塊,順著路線方向鋪砌,石塊的長短邊要相互交替,鋪砌完畢后,及時填土夯實。道路中間的預制塊可沿著中線每間隔5~10m 劃分一個段落,在每段起點位置處設置導向,以確保預制塊鋪砌的高度一致,并保持水平[4]。
2.2.3 嵌縫壓實
(1)一段鋪砌完畢后,對預制塊初步夯擊,本工程使用重量為25t 的夯錘,自由下落高度設定為15m,夯擊后,路面的下沉量在20~30mm 左右,當出現(xiàn)預制塊突出或陷落的情況時,應將其剔除,對砂墊層進行處理后,重新鋪砌預制塊。
(2)夯擊完畢后,用輕型壓路機碾壓,在預制塊上均勻撒布粒徑為5.0~15mm的石屑或是砂礫,將之掃入預制塊的縫隙內,經(jīng)過碾壓后,達到嵌縫密實的效果[5]。
2.3.1 測量放線
測量小組按照設計文件,在道路上準確測放出中線和邊線,并在中線上每隔20m設置一根中線樁,同時在其兩側設置邊樁。將控制樁設置于相對比較穩(wěn)定的位置處,確保精度滿足相關規(guī)范的規(guī)定要求。可將臨時水準點設置邊線附近,為高程復核提供便利條件。
2.3.2 模板制安
(1)本工程采用木模板,選材方面以質地堅硬、彎曲變形幾率小、無裂紋的木料作為首選,模板厚度控制在4.0~6.0cm左右,高度與水泥混凝土板的厚度保持一致。對模板的內壁和頂面做拋光處理,并確保接縫嚴密,避免漏漿[6]。
(2)在現(xiàn)場安裝模板時,必須按照放線的位置支立,并保證模板穩(wěn)固,接頭部位平順、緊密。當模板支設完畢后,在內壁上均勻涂刷隔離劑,防止混凝土黏附。
2.3.3 混凝土鋪筑
(1)按照設計圖紙要求,依據(jù)拌和站的產能,以提高模板周轉效率為前提,對混凝土板分幅、風格。鋪筑前,檢查基層,看是否平整,并對模板和鋼筋全面檢查,確保支撐牢固可靠,位置準確無誤,隨后從模板的一端使混凝土入模,當板厚超過22cm 時,可采用分層的方法鋪筑,以兩層為宜,每層的厚度相同,而板厚在22cm以內時,可一次性澆筑。
(2)當混凝土鋪筑至板厚2/3 時,可將模板內的鐵橛拔出,保證混凝土鋪筑在分縫的位置處結束,一塊完整的混凝土板不得存在接茬。鋪筑時,可先對鋼筋下部的混凝土進行鋪筑,振搗密實后放置鋼筋,對上層混凝土鋪筑即可。脹縫與路面中心線垂直,縫寬要保持一致,上部灌入填充料,下部設置脹縫板;傳力桿固定后,應與混凝土板面保持平行,誤差控制在5.0mm以內。
(3)施工縮縫時,可以采取切縫的方法,若作業(yè)條件受限,則可選擇壓縫的方法施工。壓至規(guī)范標準要求的深度后,及時將壓縫刀提出,用原漿將縫槽修補平整。需要注意的是,只能使用原漿,不得另行調制,以免影響整體效果。
2.3.4 養(yǎng)生
當混凝土板現(xiàn)澆完畢后,應及時按照規(guī)范標注的規(guī)定要求養(yǎng)生,可以選擇膜覆蓋加灑水的方法,具體的操作要點如下:
(1)選擇塑料薄膜、麻袋、草席或土工布等,覆蓋在終凝的混凝土上,以達到保濕的效果。養(yǎng)生期間,每天灑水,次數(shù)可根據(jù)實際情況而定。
(2)本工程所在地的晝夜溫差相對較大。因此,在混凝土板現(xiàn)澆后3d,采取有效的保溫措施,避免早期收縮裂縫的產生。在混凝土養(yǎng)生期間,除灑水車之外,其余車輛不得通行,以免對混凝土板造成損壞。
火山灰以其自身所具備的優(yōu)異性能,可以作為水泥混凝土中的集料或摻合料,能夠提高水泥混凝土的整體性能,改善路面的使用性能。在水泥混凝土路面施工中應用火山灰時,應控制好用量,掌握施工技術要點,以確保路面的整體質量。