工程概況: 207國道宜城以南的路段共計(jì)17.13km分兩段進(jìn)行大修,方案分別為:(1)K1937+000-K1949+240(孔灣大橋以北)長12.24km為銑刨原瀝青面層,并對(duì)原水泥砼路面進(jìn)行破碎,要求破碎最大粒徑小于30cm,壓路機(jī)穩(wěn)壓,然后加鋪17cm厚水穩(wěn)級(jí)配碎石,18cm級(jí)配碎石,8cm厚ATB-25瀝青碎石,4cm厚AC-13瀝青混凝土;(2)K1949+240-K1954+130(孔灣大橋以南至鐘祥交界)長4.89km為銑刨原瀝青面層,并對(duì)原水泥砼路面進(jìn)行破碎,然后加鋪18cm厚級(jí)配碎石,8cm厚ATB-25瀝青碎石,4cm厚AC-13瀝青混凝土。
大量實(shí)踐表明,嚴(yán)格材料技術(shù)要求,選擇合理級(jí)配,以及加強(qiáng)施工工藝控制是提高級(jí)配碎石強(qiáng)度和穩(wěn)定性的技術(shù)關(guān)鍵。下面就級(jí)配碎石原材料控制與施工控制談?wù)効捶ā?/p>
一、 級(jí)配碎石材料控制:
1、級(jí)配碎石施工與材料技術(shù)要求,主要在于提高級(jí)配碎石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,以降低行車作用下的變形。集料的類型與級(jí)配碎石的強(qiáng)度、穩(wěn)定性有較大的影響,同時(shí)其強(qiáng)度、穩(wěn)定性對(duì)其密度有很大關(guān)系。而提高級(jí)配碎石的現(xiàn)場(chǎng)密實(shí)度關(guān)鍵在于現(xiàn)場(chǎng)合理的碾壓工藝。實(shí)踐表明,嚴(yán)格材料技術(shù)要求,選擇合理級(jí)配,以及加強(qiáng)施工工藝控制是提高級(jí)配碎石強(qiáng)度和穩(wěn)定性的技術(shù)關(guān)鍵。
2、級(jí)配碎石材料要求
對(duì)于級(jí)配碎石材料來說,在按照原材料要求、級(jí)配要求完成配合比設(shè)計(jì)后,重要的工作就是如何在現(xiàn)有的施工條件下,盡可能的在施工過程中達(dá)到設(shè)計(jì)目的。
用于級(jí)配碎石基層的材料為石灰?guī)r軋制碎石(在材料缺乏時(shí)可以采用花崗巖等材料),級(jí)配碎石材料宜采用石灰?guī)r。級(jí)配碎石(DGAB)集料的技術(shù)指標(biāo)按瀝青混和料中下面層要求進(jìn)行。對(duì)于級(jí)配碎石(DGAB)集料,塑性指數(shù)、液限、洛杉磯磨耗值、壓碎值、破裂面、砂當(dāng)量、0.075mm通過率等,七項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)作為重點(diǎn)控制的指標(biāo)1。
級(jí)配碎石混合料的技術(shù)要求用CBR表示,CBR試驗(yàn)規(guī)范要求進(jìn)行飽水96小時(shí)試驗(yàn),CBR不小于160%。 本試驗(yàn)采用的級(jí)配碎石的級(jí)配類型為(DGAB)級(jí)配碎石的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)通過室內(nèi)試驗(yàn)確定。
3、級(jí)配碎石其他控制要求 級(jí)配碎石宜采用集中廠拌法進(jìn)行拌和,現(xiàn)場(chǎng)攤鋪宜采用攤鋪機(jī)攤鋪施工。每層碾壓后厚度不宜超過20cm。
宜采用振動(dòng)壓路機(jī)、膠輪壓路機(jī)共同碾壓,要求采用自重20噸以上的振動(dòng)壓路機(jī),輪胎壓路機(jī)不小于18噸。
碾壓后的混合料必須達(dá)到≤公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范≥JTJ034-2000規(guī)定的壓實(shí)度要求,同時(shí)坡度、高程及橫斷面必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 除了本要求,還應(yīng)該滿足≤公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范≥JTJ034-2000的一般要求。
二、 級(jí)配碎石的拌和控制
級(jí)配碎石的拌和有三個(gè)主控項(xiàng)目:級(jí)配準(zhǔn)確、含泥量合理和拌和的均勻性。級(jí)配碎石基層采用廠拌法。各級(jí)料應(yīng)隔離,分別堆放;細(xì)集料應(yīng)有覆蓋,防止雨淋。在級(jí)配碎石生產(chǎn)前一天晚上宜將粗集料灑適宜的水飽水,但注意水不宜灑得太多。
1、級(jí)配的控制
級(jí)配碎石的拌和采用集中廠拌,使混合料的級(jí)配更容易控制,拌和更加均勻,級(jí)配碎石生產(chǎn)質(zhì)量容易得到保證,同時(shí)生產(chǎn)率也大大提高。嚴(yán)格拌和樓混合料生產(chǎn)控制是保證級(jí)配碎石成功應(yīng)用的關(guān)鍵之一。拌和樓應(yīng)該保持良好的工作狀態(tài),應(yīng)根據(jù)級(jí)配碎石材料最大粒徑情況適當(dāng)調(diào)整葉片,使具有適當(dāng)?shù)某叨燃皟艨铡M瑫r(shí)調(diào)整各料倉的開度,使拌和成的混合料滿足級(jí)配碎石的級(jí)配要求。拌和過程中應(yīng)均勻噴入適量的水,使級(jí)配碎石能夠在最佳含水量下碾壓,所灑的水量宜使級(jí)配碎石的含水量較最佳含水量高一些,根據(jù)天氣情況,氣溫低、潮濕不宜超過1%,氣溫高、干燥可稍微高一些,但不宜超過2%。配合比的調(diào)整在干拌的狀態(tài)下進(jìn)行,根據(jù)生產(chǎn)配合比的計(jì)算結(jié)果,以使用最多的那檔集料為基準(zhǔn),即以此檔料的生產(chǎn)率最大,單獨(dú)調(diào)整其他各檔料的生產(chǎn)率(一般情況料門開度不變,調(diào)整小皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)頻率),使各檔料的生產(chǎn)率與生產(chǎn)配合比相同,然后同時(shí)開動(dòng)各檔料倉,使各檔料混合,取樣篩分,檢查級(jí)配是否符合要求,否則重新調(diào)節(jié)。
2、拌和含水量的調(diào)整
級(jí)配碎石在運(yùn)輸、攤鋪、碾壓過程中含水量會(huì)有損失,為了使現(xiàn)場(chǎng)級(jí)配碎石能夠在接近最佳含水量下碾壓,在拌和過程中的加水量宜高于最佳含水量。根據(jù)天氣情況,氣溫高低和攤鋪形式,拌和含水量應(yīng)適當(dāng)調(diào)整潮濕天氣攤鋪機(jī)宜高0.5~1%,潮濕天氣平地機(jī)攤鋪時(shí)含水量宜高2~3%。級(jí)配碎石含水量可以通過目測(cè)和結(jié)合快速烘干法確定。
因?yàn)槲茨雺杭?jí)配碎石排水性能較好,若拌和時(shí)已不能提高持水量,在拌和生產(chǎn)前一天晚上向粗集料澆灑適量水預(yù)先吸水飽和的辦法(石硝宜保持 干燥),效果較好或碾壓時(shí)提前補(bǔ)水。
3、 拌和的均勻性
拌和的均勻性主要是通過延長拌和時(shí)間來取得,以出料不至于明顯的離析為準(zhǔn),級(jí)配碎石的廠拌均采用連續(xù)式穩(wěn)定土拌和機(jī),可以調(diào)整生產(chǎn)率來解決拌和的均勻性的問題。實(shí)踐證明,集中廠拌的混合料級(jí)配更容易控制,拌和更加均勻,因此級(jí)配碎石生產(chǎn)質(zhì)量更容易得到保證,同時(shí)生產(chǎn)率也大大提高。
三、 級(jí)配碎石的運(yùn)輸控制
運(yùn)輸過程中的裝、卸環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)集料的離析情況產(chǎn)生影響,即裝料時(shí)集料在車廂內(nèi)形成產(chǎn)生第一次離析,形成離析界面,卸料時(shí)由于自卸車的后傾和集料的二次堆積,形成第二次離析。用裝載機(jī)裝料時(shí),采用側(cè)向裝載,在車廂內(nèi)集料不要形成過高的錐體;卸料時(shí),若采用推土機(jī)攤鋪,自卸車邊卸料邊向前移動(dòng),以降低堆料高度,同時(shí)料堆要以品字型布置,避免平行布料,否則會(huì)形成離析帶;若采用攤鋪機(jī)攤鋪,卸料時(shí)應(yīng)快速,以減少第一次離析界面的滑動(dòng),減少第二次離析。
四、 級(jí)配碎石的攤鋪控制
1、現(xiàn)場(chǎng)施工前的準(zhǔn)備工作 :恢復(fù)中線,進(jìn)行標(biāo)高控制和灑水預(yù)濕。在攤鋪前,應(yīng)該檢查底層的施工情況,底層的坡度、高程、橫斷面應(yīng)滿足要求。級(jí)配碎石層最好采用滿鋪斷面形式,以利結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水,但給邊坡防護(hù)帶來難度,裸露的級(jí)配碎石層也易被雨水沖刷而淘空,實(shí)踐表明,由于瀝青面層的損壞滲入基層內(nèi)部的水分很少且不均勻,15%左右的級(jí)配碎石的空隙率很快使水分重新分布,不會(huì)形成動(dòng)水壓力,也就是說級(jí)配碎石的水分重分布功效要大于其排水功效,因此在正常路段在路槽的培肩處以10米為間距開盲溝以利排水,在曲線的超高段,應(yīng)設(shè)排水出口。
2、 現(xiàn)場(chǎng)攤鋪
采用攤鋪機(jī)攤鋪攤鋪質(zhì)量高,平整度好,布料器的二次拌和離析小,水分散失小,缺點(diǎn)是較寬的路幅采用一幅攤鋪對(duì)級(jí)配曲線較長的級(jí)配易形成三條離析帶,攤鋪機(jī)兩側(cè)粗集料集中的粗帶和攤鋪機(jī)中間細(xì)集料集中的細(xì)帶。對(duì)于二級(jí)以下等級(jí)的道路可采用一臺(tái)全幅作業(yè)。對(duì)于發(fā)生“離析帶”和“窩料”的位置安派專人處理。
采用攤鋪機(jī)攤鋪時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1)攤鋪機(jī)的操作:進(jìn)料料口的閘門開度最大,攤鋪室的雍料高度要幾乎沒過螺旋葉片,且全長一致;螺旋布料器在全部工作時(shí)間內(nèi)低速、勻速轉(zhuǎn)動(dòng),避免高速、停頓和啟動(dòng)。
2)攤鋪速度:一般為2.5-3m/min,可根據(jù)攤鋪厚度和級(jí)配類型調(diào)整。
3)松鋪系數(shù)根據(jù)試鋪段確定,一般為1.2-1.35之間。
就施工性能而言,連續(xù)級(jí)配的級(jí)配碎石的施工性能優(yōu)于間斷級(jí)配的級(jí)配碎石。對(duì)于連續(xù)級(jí)配只要拌和樓嚴(yán)格質(zhì)量,無需擔(dān)心采用攤鋪機(jī)攤鋪較粗粒徑的級(jí)配碎石會(huì)產(chǎn)生離析,只要級(jí)配合理,采用攤鋪機(jī)攤鋪DGAB35也應(yīng)該沒問題。
五、 級(jí)配碎石的碾壓控制
級(jí)配碎石的碾壓難點(diǎn)不在于壓實(shí)度的高低,而在于嵌擠結(jié)構(gòu)的形成,同時(shí)壓破率較小,壓實(shí)度滿足。對(duì)于級(jí)配碎石層應(yīng)該根據(jù)其層位、厚度和級(jí)配類型采用不同的碾壓組合,碾壓時(shí)應(yīng)以振動(dòng)壓路機(jī)和重型輪胎壓路機(jī)為主,鋼輪靜碾為鋪,三種壓路機(jī)交叉作業(yè)的方式,充分發(fā)揮各種壓路機(jī)的性能。
1、壓路機(jī)類型對(duì)壓實(shí)的影響和碾壓工藝
工程實(shí)踐證明,振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)碎石類基層的壓實(shí)非常有效,目前施工單位所使用的振動(dòng)壓路機(jī)都有強(qiáng)振和弱振之分(即低頻高振幅和高頻低振幅),根據(jù)振動(dòng)壓實(shí)理論,低頻具有很強(qiáng)的穿透力,影響深度大,最有利于結(jié)構(gòu)層中間到層底這部分的壓實(shí),高頻具有較高的能量,一般最有利于結(jié)構(gòu)層中間到表面這部分的密實(shí);而膠輪主要是使表面顆粒搓揉,重新就位,有利于表面材料的壓實(shí),隨時(shí)對(duì)壓實(shí)度的提高幫助有限,卻為振動(dòng)壓實(shí)創(chuàng)造條件;鋼輪靜碾有利于細(xì)級(jí)配的壓實(shí)和消除輪跡,重的碾壓容易壓碎骨料。
因此將振動(dòng)碾壓、膠輪和鋼輪的這些特性有效的結(jié)合起來并根據(jù)被壓材料的厚度、層位和級(jí)配組合成最佳的壓實(shí)工藝,才能夠到達(dá)級(jí)配碎石最有效的碾壓效果。
壓路機(jī)的要求:振動(dòng)壓路機(jī)要有低頻高振幅和高頻低振幅兩檔,激振力大于30噸。鋼輪靜碾自重在12-16噸;輪胎壓路機(jī)自重大于22噸
對(duì)于壓實(shí)層為15-20cm的基層或底基層,碾壓時(shí)應(yīng)以重型振動(dòng)壓路機(jī)為主,碾壓方式為: 初壓:靜壓一遍,輪胎靜壓一遍,目的是使其成型并具有一定的密實(shí)度和上層顆粒就位以能量的傳遞和避免表層顆粒壓碎;復(fù)壓:主要以振動(dòng)變頻碾壓為主,首先采用低頻高幅,使級(jí)配碎石的中、下部分密實(shí),之后采用高頻低幅對(duì)中、上部進(jìn)行壓實(shí),使上下一致密實(shí),碾壓的遍數(shù)根據(jù)實(shí)際情況而定,一般為3-4遍;終壓:鋼輪靜碾一遍,輪胎一遍。目的:消除輪跡,提升平整度,制造微觀紋理。 ,
2、碾壓方式:碾壓時(shí),后輪應(yīng)重疊1/2輪寬;后輪必須超過兩段的接縫處。后輪壓完路面全寬時(shí),即為一遍。以上碾壓遍數(shù)應(yīng)該視現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整,碾壓一直進(jìn)行到要求的壓實(shí)度為止,同時(shí)應(yīng)使表面無明顯輪跡。直線和不設(shè)超高的平曲線段,由兩側(cè)路肩開始向路中心碾壓;在設(shè)超高的平曲線段,由內(nèi)側(cè)路肩向外側(cè)路肩進(jìn)行碾壓,路面的兩側(cè)應(yīng)多壓1-2遍。嚴(yán)禁壓路機(jī)在已完成的或正在碾壓的路段上調(diào)關(guān)或急剎車。碾壓不平之處,應(yīng)耙松補(bǔ)充材料,或移除多余部分,然后碾壓整平。施工后的級(jí)配碎石層坡度、高程、及橫斷面必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
3、碾壓速度:壓路機(jī)的碾壓速度,頭兩遍以1.5-1.7km/h為宜,以后用2.0-2.5km/h。 碾壓是級(jí)配碎石施工中非常重要的環(huán)節(jié)之一。級(jí)配碎石結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度主要通過碾壓而獲得粗顆粒的嵌擠、鎖結(jié)以及集料的填充形成的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度,因此,提高碾壓工作的質(zhì)量是提高級(jí)配碎石結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的直接手段。
4、 含水量的控制 :實(shí)踐證明,級(jí)配碎石只有在接近最佳含水量條件下才能達(dá)到最佳壓實(shí)效果,因此現(xiàn)場(chǎng)碾壓應(yīng)嚴(yán)格含水量控制。現(xiàn)場(chǎng)級(jí)配碎石攤鋪后,應(yīng)該及時(shí)碾壓,延長碾壓時(shí)間會(huì)使級(jí)配碎石水分蒸發(fā)、材料干硬、團(tuán)結(jié),不利于進(jìn)一步碾壓。如果含水量偏低,應(yīng)根據(jù)情況以噴霧式灑水車適當(dāng)灑水,使級(jí)配碎石在最佳含水量下進(jìn)行碾壓,使其達(dá)到要求的壓實(shí)度。如果含水量過高,可用平地機(jī)等設(shè)備翻曬,待其干到接近最佳含水量時(shí),再進(jìn)行碾壓。
5、適度的碾壓厚度:基層施工規(guī)范要求:采用12噸以下三輪壓路機(jī)碾壓,每層的壓實(shí)度厚度不應(yīng)超過15-18cm,用重型振動(dòng)壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)碾壓時(shí),每層厚度可達(dá)20cm。現(xiàn)場(chǎng)碾壓的厚度應(yīng)與所選壓路機(jī)的類型或功能相適應(yīng),現(xiàn)場(chǎng)施工厚度的確定應(yīng)該考慮現(xiàn)場(chǎng)碾壓設(shè)備,應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段的碾壓試驗(yàn)來確定,使得碾壓后的壓實(shí)度符合規(guī)范規(guī)定的壓實(shí)度的要求。 6、接縫處理: 第一天完成的級(jí)配碎石接縫處的混合料,可以留5-8cm不碾壓,第二天灑水后和新攤鋪的混合料一起碾壓,必需補(bǔ)充灑水,使其含水量達(dá)到規(guī)定的要求。
六、 級(jí)配碎石基層的成型后控制
1、嚴(yán)禁在靜壓后的路面上再進(jìn)行振動(dòng)碾壓,振動(dòng)碾壓雖可以使深層材料合理嵌擠、鎖結(jié),增強(qiáng)材料間作用力,但對(duì)于無結(jié)合料并在靜壓下已趨于密實(shí)的表層結(jié)構(gòu)卻有破壞作用,降低其密實(shí)度。 級(jí)配碎石層在施工完畢且級(jí)配碎石后應(yīng)立即噴灑透層油、石硝,管制交通和及時(shí)鋪筑瀝青層。噴灑透層油、石硝的目的是防止雨水下滲和開放輕型交通。雖然級(jí)配碎石具有排水功能,但過多雨水的浸泡、沖刷會(huì)使級(jí)配碎石層疏松;沒灑透層油的級(jí)配碎石在車輪作用下會(huì)局部松散。透層油的用量取規(guī)范的高限,石硝要潔凈,噴灑宜均勻,最好采用灑布車作業(yè)。若不能及時(shí)噴灑透層油,級(jí)配碎石層必須灑水養(yǎng)生。
2、成型后的級(jí)配碎石層要實(shí)行交通限制,對(duì)于底基層或級(jí)配類的保濕養(yǎng)生情況下車輛可以行走,車速控制在20km/h,禁止急剎車和急轉(zhuǎn)彎;對(duì)于上基層和嵌擠類的級(jí)配碎石在噴灑透層油、石硝前禁止車輛通行,在噴灑透層油、石硝后禁止重載和高速車輛行走,輕型低速車輛禁止急剎車和急轉(zhuǎn)彎。
3、成型后的級(jí)配碎石層應(yīng)及時(shí)鋪筑瀝青層,鋪筑前石硝要清掃干凈,以利于瀝青層與級(jí)配碎石的聯(lián)結(jié);運(yùn)料車不準(zhǔn)在級(jí)配碎石層上調(diào)頭,倒車距離不宜太長,攤鋪機(jī)推動(dòng)運(yùn)料車前行時(shí),運(yùn)料車的剎車不應(yīng)踩死。
總之,級(jí)配碎石基層的施工質(zhì)量控制,主要在于原材料控制、拌和樓集料的生產(chǎn)控制、現(xiàn)場(chǎng)攤鋪、現(xiàn)場(chǎng)碾壓工藝及成型后管理的控制等,其中材料控制與壓實(shí)度控制是最主要的。重點(diǎn)是以下幾個(gè)指標(biāo):碎石混合料的級(jí)配,特別是4.75mm及0.075mm通過率;材料質(zhì)量,主要是材料的塑性指數(shù)及砂當(dāng)量指標(biāo);壓實(shí)度,要以采用灌砂法檢驗(yàn)。關(guān)于壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)行≤公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范≥中要求級(jí)配碎石作中間層即過渡層時(shí)壓實(shí)度要求達(dá)到100%以上,而對(duì)于一般的基層壓實(shí)度不小于98%,底基層要求不小于96%。控制好以上幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),才能在施工過程中達(dá)到設(shè)計(jì)目的,既經(jīng)濟(jì)實(shí)惠又節(jié)能環(huán)保。