浅析公路路面基层施工工艺

时间:2022-08-07 08:27:05

浅析公路路面基层施工工艺

摘要:公路路面应该由面层、基层、底基层、垫层组成,其施工工艺也应包含着这四个方面的施工工艺,而文章旨在单从公路路面基层出发,详细而具体的阐述公路路面基层施工工艺。

关键词:公路路面;基层;施工工艺

中图分类号:U416.2文献标识码:A文章编号:1006-8937(2012)05-0148-03

基层是主要起承重和扩散荷载应力作用的结构层,其可用不同的材料做成一层或两层。底基层是辅助基层起承重和扩散应力作用的结构层,宜比基层宽15 cm,也可以用不同的材料做成一层或两层。高速公路、一级公路应该采用水泥或石灰、粉煤灰稳定粒料类半刚性基层,以增加基层的强度稳定性,减少低温收缩裂缝。条件允许时,底基层宜采用水泥或石灰、粉煤灰稳定各种集料或土类作半刚性底基层。若当地石料丰富,也可采用级配碎石或填隙碎石或天然砂粒等材料作底基层。

当采用半刚性基层有困难时,可选用级配型粒料基层、嵌锁型粒料基层、沥青碎石混合料或沥青贯入碎石作柔性基层。

文章从级配碎、砾石基层施工,填隙碎石基层施工,水泥稳定土基层施工,石灰稳定土基层施工,石灰工业废渣基层施工这五个方面分析公路路面基层施工工艺。

1级配碎、砾石基层施工

级配碎、砾石基层是由各种粗集料按最佳级配原理(其颗粒组成符合密实级配要求)进行级配。级配碎石、砾石基层强度由摩阻力和黏结力构成,具有一定的水稳性和力学强度。

级配碎、砾石施工应做到:集料级配满足要求,配料要准确,细料的塑性指数要符合规定,掌握好松铺厚度,路拱横坡符合规定,拌和均匀,避免粗细颗粒离析。级配碎、砾石施工有路拌法和集中拌和法两种施工方法。

1.1路拌法施工

路拌法施工如图1所示。

准备下承层:土基或垫层等下承层的表面应平整、坚实,具有一定的路拱,没有松散材料和软弱地方,其平整度和压实度应满足规范要求。对于底基层,压实度检查和弯沉测定必须符合要求。检查各断面的标高是否满足要求。槽式断面路段,两侧路肩每隔5~10 m应交错开挖泄水沟。

计算材料用量:根据各路段基层或底基层的宽度、厚度及规定的干密度,计算所需要的未筛分碎石和石屑(砾石)的数量或不同粒级碎石和石屑(砾石)的数量,并推算每车材料的堆放距离。

运输和摊铺集料:同一料场的路段,运输应由远到近按计算的间距堆放,堆放的时间不宜过长,一般仅提前数天。料堆间每隔一定距离应留缺口用以排水。应事先通过试验确定集料的松铺系数并确定松铺厚度。人工摊铺混合料时,其松铺系数为1.40~1.50;平地机摊铺混合料时,其松铺系数为1.25~1.35。

拌和及整形:对于二级及二级以上公路,应采用专用稳定土拌和机拌和级配碎石。对于二级以下的公路,在无稳定土拌和机的情况下,可采用平地机。拌和时,稳定土拌和机应拌2遍以上,且深度应到级配碎石底层,最后一遍拌和前,可先用拌和机贴底面翻拌一遍。用平地机进行拌和时,宜翻拌5~6遍,使石屑均匀分布于碎石料中,作业长度,每段宜为300~500 m。拌和结束时,混合料的含水量应均匀,并较最佳含水量大1%左右,且不应出现离析现象。

碾压:整形后,应立即用12 t以上三轮压路机、振动压路机或轮胎式压路机进行碾压。应由两侧路肩向路中心,由曲线内侧向外侧进行碾压,后轮应重叠1/2轮宽,且须超过两段的接缝处。一般需碾压6~8遍,并使表面没有明显轮迹。

接缝处理:横缝的处理应使两作业段的衔接处搭接拌和,第一段拌和后,留5~8 m不进行碾压,第二段施工时,将前段留下未压部分与第二段一起拌和整平后进行碾压。纵缝的处理应避免纵向接缝,在必须分两幅铺筑时,纵缝应搭接拌和,即前一幅全宽碾压密实,在后一幅拌和时,应将相邻的前幅边部约30 cm搭接拌和,整平后一起碾压密实。

1.2集中拌和法施工

集中拌和法施工是级配碎石混合料在中心站利用强制式拌和机、卧式双转轴桨叶式拌和机、普通混凝土拌和机等进行集中拌和。将混合料运到现场后,用沥青混凝土摊铺机、水泥混凝土摊铺机或稳定土摊铺机等摊铺混合料。如没有摊铺机,也可用自动平地机(或摊铺箱)摊铺混合料。用平地机摊铺混合料后的整形和碾压均与路拌法施工相同。

集中拌和法施工的基本要求:混合料的组成和含水量达到规定要求;运到现场的混合料,应按计算的间距堆放;应设专人消除集料的离析现象;用平地机进行整形,用振动压路机、三轮压路机进行碾压;用摊铺机摊铺混合料时,中间不宜中断,如因故中断时间超过2 h,应设置横向接缝,摊铺机应驶离混合料末端;应尽量避免纵向接缝,如摊铺机的摊铺宽度不够,必须分两幅摊铺时,宜采用两台摊铺机一前一后相隔约5~8 m同步向前摊铺混合料;在仅有一台摊铺机的情况下,可先在一条摊铺带上摊铺一定长度后,再开到另一条摊铺带上摊铺,然后一起进行碾压。

2填隙碎石基层施工(非级配型)

填隙碎石用单一粒径的粗骨料作主骨料,形成嵌锁结构,用石屑作填料,填满碎石间的孔隙,可用干法施工,也可用湿法施工。填隙碎石的施工工艺如下。

①备料。根据各路段基层或底基层的宽度、厚度及松铺系数(1.20~1.30),计算各段需要的粗碎石数量;根据运料车辆的车厢体积,计算每车料的堆放距离。填隙料的用量约为粗碎石的30%~40%。

②运输和摊铺粗料石。碎石装车时,应控制每车料的数量基本相等。在同一料场供料的路段内,由远到近将粗碎石按计算的距离卸置于下承层上。碎石运到现场后可用平地机或其他合适的机具将粗料石均匀地摊铺,检验松铺材料的厚度是否符合规定要求。

③撒铺填隙料和碾压,分为干铺法施工和湿铺法施工。

3水泥稳定土基层

水泥稳定土所用的粗粒料、中粒料、细粒料的粒径分布及颗粒级配应满足规范要求,基料中不宜含有高塑性指数的土和有机质较多的土。

水泥稳定土基层均可采用路拌法施工和中心站集中厂拌法施工。在中心站用厂拌设备进行集中拌和,可用强制式拌和机、双转轴桨叶式拌和机(一般工地多用连续式拌和机)、专用稳定土拌和机拌和混合料。

水泥稳定土基层的路拌法施工工艺,其流程如图2所示。

准备下承层:水泥稳定土的下承层表面应平整、坚实,具有规定的路拱,下承层的平整度和压实度应符合规范的规定。当水泥稳定土用做基层时,要准备底基层;当水泥稳定土用做老路面的加强层时,要准备老路面;当水泥稳定土用做底基层时,要准备土基。在槽式断面的路段,两侧路肩上每隔一定距离(5~10 m)交错开挖泄水沟(或做盲沟)。

备料:根据各路段水泥稳定土层的宽度、厚度及预定的干密度,计算各路段需要的干燥土的数量。根据料场土的含水量和所用运料车辆的吨位,计算每车料的堆放距离。根据水泥稳定土层的厚度和预定的干密度及水泥剂量,计算每一平方米水泥稳定土需要的水泥用量,并确定水泥摆放的纵横间距。

在同一料场供料的路段内,由远到近将料按上述计算距离卸置于下承层表面的中间或上侧。土在下承层上的堆置时间不应过长,运送土只宜比摊铺土工序提前l~2 d。

摊铺土:摊铺土应在摊铺水泥的前一天进行。应将土均匀地摊铺在预定的宽度上,表面应力求平整,并有规定的路拱。摊料过程中,应将土块、超尺寸颗粒及其他杂物筛除。

洒水闷料:如已整平的土(含粉碎的老路面)含水量过小,应在土层上洒水闷料。洒水应均匀,防止出现局部水分过多的现象。细粒土应经一夜闷料,如为综合稳定土,应先将石灰和土拌和后一起进行闷料。

整平和轻压:将人工摊铺的土层整平后,用6~8 t两轮压路机碾压1~2遍,使其表面平整,并有一定的压实度。

摆放和摊铺水泥:应将水泥当日直接送到摊铺路段,卸在做标记的地点,并检查有无遗漏和多余;用刮板将水泥均匀摊开,并注意使每袋水泥的摊铺面积相等。水泥摊铺完后,表面应没有空白位置,也没有水泥过分集中的地点。

拌料:首先是干拌,即对二级及二级以上公路,应采用专用稳定土拌和机进行拌和并设专人跟随拌和机;对于三、四级公路,在没有专用拌和机械的情况下,可用农用旋转耕作机与多铧犁或平地机相配合进行拌和。然后加水并进行湿拌。

整形与碾压:混合料拌和均匀后,应立即用平地机初步整形。在直线段,平地机由两侧向路中心进行刮平;在平曲线段,平地机由内侧向外侧进行刮平。必要时,再返回刮一遍。

整形后,当混合料的含水量为最佳含水量(1%~2%)时,应立即用轻型压路机并配合12 t以上压路机在结构层全宽内进行碾压。直线和不设超高的平曲线段,由两侧路肩向路中心碾时,应重叠l/2轮宽,后轮必须超过两段的接缝处,后轮压完路面全宽时,即为1遍。一般需碾压6~8遍。压路机的碾压速度,开始两遍以采用1.5~1.7 km/h为宜,以后宜采用2.0~2.5 km/h。采用人工摊铺和整形的稳定土层,宜先用拖拉机或6~8 t两轮压路机或轮胎式压路机碾压1~2遍,然后再用重型压路机碾压。路面的两侧应多压2~3遍。

4石灰稳定土基层施工

石灰稳定土适用于各级公路的底基层,以及二级和二级以下公路的基层,但石灰土不得用做二级公路的基层和二级以下公路高级路面的基层。在冰冻地区的潮湿路段及其他地区的过分潮湿路段,不宜采用石灰土做基层。

①混合料由砂砾土、碎石土、黏性土、石灰等组成。

②石灰稳定土一般采用路拌法;在高等级公路施工中,则较多地采用集中拌和法。

③应在混合料处于最佳含水量或略小于最佳含水量(1%~2%)时进行碾压。

④石灰稳定土结构层应用12 t以上的压路机碾压。用12~15 t三轮压路机碾压时,每层的压实厚度不应超过15 cm;用18~20 t三轮压路机和振动压路机碾压时,每层的压实厚度不应超过20 cm。

⑤对于石灰稳定土,采用能量大的振动压路机碾压时,或采用振动压路机与三轮压路机配合碾压时,每层的压实厚度可以根据试验适当增加。压实厚度超过上述规定时,应分层铺筑,每层的最小压实厚度为10 cm,下层宜稍厚。对于石灰稳定土,应采用先轻型、后重型压路机碾压。

⑥石灰稳定土层宜在当天碾压完成,碾压完成后必须保温养生,不使稳定土层表面干燥,也不应过分潮湿。稳定土层宜经历半月以上温暖和热的气候养生。多雨地区,应避免在雨季进行石灰土结构层的施工。

5石灰工业废渣基层施工

可利用的工业废渣包括:粉煤灰、煤渣、高炉矿渣、钢渣(已经过崩解达到稳定),及其他冶金矿渣、煤矸石等。石灰工业废渣稳定土可分为两大类:石灰粉煤灰类和石灰其他废渣类。

石灰工业废渣稳定土可适用于各级公路的基层和底基层,但二灰、二灰土和二灰砂不应用做二级和二级以上公路高级路面的基层。对于石灰粉煤灰稳定土,可以利用常规的施工设备进行拌和、摊铺和碾压。目前工程中,采用集中拌和法与路拌法。

参考文献:

[1] 张履瑞.浅谈公路路面基层施工技术[J].山西建筑,2011,

(31).

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