CN112195704A - 一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方法 - Google Patents

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马强
侯兆隆
姜一帆
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Abstract

本申请涉及土木工程技术领域，具体涉及一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方法，旨在解决相关技术中水泥稳定碎石基层的施工质量难以保证、施工成本高、施工进度慢的问题，包括以下步骤：S1、水泥稳定砂砾基层配料：水泥稳定砂砾基层中各组份重量比为级配砂砾:水泥＝100:4.7，最大干密度2.399g/cm3，最佳含水量为5.3％，其中，级配砂砾的粒径比例为16‑31.5mm:9.5‑19mm:4.75‑9.5mm:0‑4.75mm＝27％:29％:16％:28％；S2、测量放样；S3、摊铺水泥稳定砂砾基层；S4、碾压水泥稳定砂砾基层；S5、边缘修整和接缝处理；S6、养护及成品保护。本发明能保证戈壁石漠区水泥稳定砂砾基层达到质量优良的要求，具有方法简便实用，成本低，节约工期和使用寿命长的优点。

Description

一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方法
技术领域
本申请涉及土木工程技术领域，具体而言，涉及一种戈壁石漠区骨架密实 型水稳基层施工方法。
背景技术
水泥稳定碎石基层由于整体性好，承载能力大，抗冻能力强，早期强 度高，在我国高等级路面特别是高速公路建设中得到了普遍应用。但由于 原材料品种和物理性质的不同，水泥稳定碎石基层的施工又呈现出多样性 与复杂性。这就要求在工程施工过程中应善于分析研讨、找出存在问题的 原因，通过施工实践不断完善，总结经验，提高自身的工作能力。另外， 水泥稳定碎石基层是路面结构中的承重层，应具有足够强度、刚度和水稳 性。
稳定碎石是在原状松散的碎石(包括各种粗、中、细集料)中，掺入 适当的水泥，碎石和水，按照技术要求，经拌合和摊铺，在最佳含水量时 压实机养护成型，水泥是水硬性结合材料，绝大数的石类都可以用水泥来 稳定，改善其物理力学性质。水泥稳定碎石具有良好的整体性，足够的力 学强度，抗水性和耐候性。其初期强度较高，且随龄期增长而增长。
在国内，规范规定的水泥稳定碎石基层级配范围太宽，在此范围内， 不同级配的混合料其力学性能有很大差异，因此不同级配的水泥稳定碎石 混合料各种力学指标即使全部满足规范要求，也很难说明这些混合料具有 的性能。
另外，室内成型方式与现场碾压方式不匹配，在我国，无机稳定结合 料大部分是按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009) 的要求采用重型击实试验，与工程实际中振动压路机的压实不匹配，试验 得出的最大干密度太小，与工程实际差别较大，在水泥稳定碎石基层施工 中，由于室内重型击实成型与室外振动压实不匹配，造成了两个严重后果： 一是压实度超百。在各级检查及验收中，不允许压实度超百。这就迫使施工单位在施工过程中，通过减少压实遍数来降低压实度；二是裂缝严重。
加之在戈壁石漠地区修筑水泥稳定碎石基层施工受热胀冷缩的影响大， 且本地区常年多风，养护不及时或养护不到位，易产生拱胀等工程质量问 题。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方 法，以解决相关技术中水泥稳定碎石基层的施工质量难以保证、施工成本高、 施工进度慢的问题。
本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方法，包括以下步骤：
S1、水泥稳定砂砾基层配料：水泥稳定砂砾基层中各组份重量比为级配砂 砾:水泥＝100:4.7，最大干密度2.399g/cm3，最佳含水量为5.3％，其中，级 配砂砾的粒径比例为16-31.5mm:9.5-19mm:4.75-9.5mm: 0-4.75mm＝27％:29％:16％:28％；
S2、测量放样：对拟施工段落内路面底基层进行验收，验收项目指标为高 程、宽度、横坡、中线偏移、平整度、弯沉和压实度，然后根据设计施工图中 给定的逐桩坐标、设计高程、设计宽度，在下承层上恢复中线，恢复中线时， 每10m设一桩，并在两侧路肩边缘外设指示桩，指示桩上用明显标记标出水 泥稳定碎石基层边缘的摊铺高度；
S3、摊铺水泥稳定砂砾基层：采用一台自动伸缩式摊铺机与一台摊铺机进 行阶梯式联合摊铺作业，中缝辅以人工修整，摊铺作业最佳行走速度控制在 1.5-2m/min，两台摊铺机前后相距5-10m且相对距离保持稳定；
S4、碾压水泥稳定砂砾基层：摊铺、整形后，经测量横坡度及平整度合格 且含水量接近最佳含水量时，立即进行碾压，碾压长度在30-50m之间，碾压 段落层次分明，设有明显的分界标志并形成连续碾压，碾压顺序按直线段和曲 线无超高段由边缘向中间、曲线有超高段由弯道内侧向弯道外侧，由静压到振 动压，由慢压到快压来进行；
S5、边缘修整和接缝处理；
S6、养护及成品保护：将土工布覆盖在碾压完成的水泥稳定砂砾基层顶面 并固定，土工布膜面与基层面接触，洒水养护养护期不应少于7天，期间始终 保持水稳层处于湿润状态，养护结束后将覆盖物清除干净。
可选地，所述步骤S1中，根据级配设计结果，将水泥剂量按3.7％、4.2％、 4.7％、5.2％、5.7％五种不同比例进行重型击实试验，用以得出不同水泥剂量 下混合料的最佳含水量、最大干密度，同时将五组试样分别按设计要求压实度 静压成型方法成型圆柱形试件，尺寸为150×150mm，将成型好的试件放入标 准养护室养生6天后取出泡水一天，进行无侧限抗压强度试验。
可选地，所述步骤S1中，拌和前测定级配砂砾的含水量，以此为根据调 整配置混合材料的施工配合比，用水量在最佳含水量基础上提高0.5-1.5％， 使得水稳碎石在干态状态下压实。
可选地，所述步骤S2中，在施工段的两端打钢筋桩，用紧线器拉紧钢丝 绳以不产生挠度为准作为摊铺机摊铺时自动控制标高的基准线。
可选地，所述步骤S3中，摊铺机行走时标尺上自然垂落的左右测平传感 器的中心应对准基层左右控制边线，以保证摊铺宽度、厚度准确。
可选地，所述步骤S4中，碾压方法为第一遍以22t振动压路机静压，碾 压速度为1.5-2.0km/h；第二遍为22t振动压路机低频小振幅振压，碾压速度为 2.0-2.5km/h；第三遍、第四遍高频大振幅碾压；第五遍采用了胶轮碾压收面。
可选地，所述步骤S4中，水泥稳定碎石基层混合料自加水拌和到碾压完 成的延迟时间应不大于2.5小时。
可选地，所述步骤S5中，接缝处理为施工结束后的横缝处理，先用3m 直尺检测端部水泥稳定碎石基层的平整度，确定切割的范围并划线，然后沿划 出的线将平整度不合格的混合料铲除。
本发明的有益效果：
1、本方案能有效减少水泥稳定砂砾基层在戈壁石漠地区的裂缝发生，杜 绝了用传统方法造成水泥稳定砂砾基层表面百米内裂缝纵生的情况发生，实现 千米内无裂缝，水泥稳定砂砾基层达到质量优质标准。
2、本发明施工工艺成熟、简单，便于现场施工操作，本发明可节约水泥 料20％，，摊铺节约工期10天，节约养护费用1.2元/㎡，养生工艺节约0.68 元/㎡，总体节约施工费用30％，缩短施工工期15％，有较好的经济效益。
3、本发明大幅度加固水泥稳定砂砾基层和增加导重面积，大幅度延长了 公路使用寿命，对比试验表明，相邻的两个相接地段公路，本发明与已有技术 相比使用寿命延长5-6倍，且无流失、路面龟裂、塌陷，掏空现象存在。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施 例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实 施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实 施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二” 等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解 这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此 外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包 含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限 于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过 程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于 表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或 连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在 本申请中的具体含义。
另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征 可以相互组合。下面将参考实施例来详细说明本申请。
一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方法，包括以下步骤：
S1、水泥稳定砂砾基层配料：水泥稳定砂砾基层中各组份重量比为级配砂 砾:水泥＝100:4.7，最大干密度2.399g/cm3，最佳含水量为5.3％，其中，级 配砂砾的粒径比例为16-31.5mm:9.5-19mm:4.75-9.5mm: 0-4.75mm＝27％:29％:16％:28％；
在本发明此实施例中，水泥采用矿渣硅酸盐水泥，级配砂砾采用 16-31.5mm、9.5-19mm、4.75-9.5mm、0-4.75mm四档集料；
其中，混合料配合比的设计：根据上述级配砂砾的设计结果，按照《公路 工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)，水泥剂量按3.7％、4.2％、 4.7％、5.2％、5.7％五种不同比例进行重型击实试验，以求得不同水泥剂量下混 合料的最佳含水量、最大干密度，然后分别按设计要求压实度98％静压成型方 法成型圆柱形试件，尺寸为150×150mm,将成型好的试件放入标准养护室养生 6天后取出泡水一天，进行无侧限抗压强度试验，根据实验结果和工程经济性 和现场拌合、施工工艺考虑，基层水泥稳定碎石的水泥剂量优选为4.7％；
在正式拌和混合料之前，根据天气变化及运距等情况测定集料的含水量， 拌和前测定级配砂砾的含水量，以此为根据调整配置混合材料的施工配合比， 用水量在最佳含水量基础上提高0.5-1.5％，使得水稳碎石在干态状态下压实， 避免形成浮浆；
S2、测量放样：对拟施工段落内路面底基层进行验收，验收项目指标为高 程、宽度、横坡、中线偏移、平整度、弯沉和压实度，然后根据设计施工图中 给定的逐桩坐标、设计高程、设计宽度，在下承层上恢复中线，恢复中线时， 每10m设一桩，并在两侧路肩边缘外设指示桩，指示桩上用明显标记标出水 泥稳定碎石基层边缘的摊铺高度；
具体地，用白灰划出水泥稳定碎石基层的边缘线，以设计坡比推算出内外 边桩的高程，调整控制线标高，标高控制桩测设完成后，在施工段的两端打钢 筋桩，用紧线器拉紧钢丝绳以不产生挠度为准作为摊铺机摊铺时自动控制标高 的基准线，钢丝绳张紧完成以后，由测量人员把其固定在钢筋桩横杆的凹槽内 用扎丝绑牢，接着调整横杆使钢丝绳平面位置等于基层压实厚度乘以松铺系数 加上摊铺机基准相对标高，根据基层试验段施工成果，确定松铺系数为1.27， 即摊铺时的松铺厚度为18cm×1.27＝22.86cm，由钢丝线来控制摊铺机的传感 器，以控制基层顶面高程，确保水泥稳定碎石基层的高程符合规范要求；
S3、摊铺水泥稳定砂砾基层：采用一台自动伸缩式摊铺机与一台摊铺机进 行阶梯式联合摊铺作业，中缝辅以人工修整，摊铺作业最佳行走速度控制在 1.5-2m/min，两台摊铺机前后相距5-10m且相对距离保持稳定；
摊铺机行走时，应先传送混合料，再行走摊铺，运输车距摊铺机料斗 10-30cm左右停车，由摊铺机前顶靠住汽车后轮，再起斗卸料，摊铺机行进时， 始终保持同路线方向行驶，摊铺机行走时标尺上自然垂落的左右测平传感器的 中心应对准基层左右控制边线，以保证摊铺宽度、厚度准确；
在水稳层施工时，要特别注意施工时限，由于水泥的活化性会直接影响水 稳层的最终强度，所以水稳混合料拌和完成后搁置时间不应过长，否则会使水 泥丧失活性，从而降低水稳层的强度，从水稳混合料拌和到最终碾压成形，总 时间应控制在2.5小时以内，如若有其他不确定因素造成总时间超过2.5小时 的，经现场试验验证即可对已摊铺碾压成形的部分先做接缝处理，拌和未摊铺 的混合料应废弃；
S4、碾压水泥稳定砂砾基层：摊铺、整形后，经测量横坡度及平整度合格 且含水量接近最佳含水量时，立即进行碾压，碾压长度在30-50m之间，碾压 段落层次分明，设有明显的分界标志并形成连续碾压，碾压顺序按直线段和曲 线无超高段由边缘向中间、曲线有超高段由弯道内侧向弯道外侧，由静压到振 动压，由慢压到快压来进行；
具体地，碾压方法为第一遍以22t振动压路机静压，碾压速度为 1.5-2.0km/h；第二遍为22t振动压路机低频小振幅振压，碾压速度为 2.0-2.5km/h；第三遍、第四遍高频大振幅碾压；第五遍采用了胶轮碾压收面；
初压：当摊铺成型的基层长度达到30～50米时，先用一台22t振动压路 机以每小时1.5-1.7公里的速度静压1遍(第1遍)(前进后退为一遍)，碾压 时注意每一幅前进方向的停止位置要前后交错2m左右，防止碾压时因混合料 推移产生鼓包在同一断面上，并安排专人对鼓包较大的地方进行铲除、整平；
复压：初压结束后，用22t振动压路机以每小时2-2.5公里的速度弱振一 遍(第2遍)，然后以每小时2-2.5公里的速度强振2遍(第3、4遍)，每碾 压完一遍后立即进行压实度检测和高程的测量工作，并记录碾压完成时间，第 四遍碾压完若压实度检测仍不合格，则增加强振遍数，直至压实度检测合格；
终压：复压结束后，用26t胶轮压路机以每小时1.5-1.7公里的速度收面 一遍，最后振动压路机静压光面一遍，直至无轮迹为止，碾压完毕后立即进行 高程测量,并记录碾压完成时间；
S5、边缘修整和接缝处理；
接缝处理为施工结束后的横缝处理，先用3m直尺检测端部水泥稳定碎石 基层的平整度，确定切割的范围并划线，然后沿划出的线将平整度不合格的混 合料铲除；
S6、养护及成品保护：将土工布覆盖在碾压完成的水泥稳定砂砾基层顶面 并固定，土工布膜面与基层面接触，洒水养护养护期不应少于7天，期间始终 保持水稳层处于湿润状态，养护结束后将覆盖物清除干净。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领 域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之 内。

Claims (8)

1.一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、水泥稳定砂砾基层配料：水泥稳定砂砾基层中各组份重量比为级配砂砾:水泥＝100:4.7，最大干密度2.399g/cm3，最佳含水量为5.3％，其中，级配砂砾的粒径比例为16-31.5mm:9.5-19mm:4.75-9.5mm:0-4.75mm＝27％:29％:16％:28％；
S2、测量放样：对拟施工段落内路面底基层进行验收，验收项目指标为高程、宽度、横坡、中线偏移、平整度、弯沉和压实度，然后根据设计施工图中给定的逐桩坐标、设计高程、设计宽度，在下承层上恢复中线，恢复中线时，每10m设一桩，并在两侧路肩边缘外设指示桩，指示桩上用明显标记标出水泥稳定碎石基层边缘的摊铺高度；
S3、摊铺水泥稳定砂砾基层：采用一台自动伸缩式摊铺机与一台摊铺机进行阶梯式联合摊铺作业，中缝辅以人工修整，摊铺作业最佳行走速度控制在1.5-2m/min，两台摊铺机前后相距5-10m且相对距离保持稳定；
S4、碾压水泥稳定砂砾基层：摊铺、整形后，经测量横坡度及平整度合格且含水量接近最佳含水量时，立即进行碾压，碾压长度在30-50m之间，碾压段落层次分明，设有明显的分界标志并形成连续碾压，碾压顺序按直线段和曲线无超高段由边缘向中间、曲线有超高段由弯道内侧向弯道外侧，由静压到振动压，由慢压到快压来进行；
S5、边缘修整和接缝处理；
S6、养护及成品保护：将土工布覆盖在碾压完成的水泥稳定砂砾基层顶面并固定，土工布膜面与基层面接触，洒水养护养护期不应少于7天，期间始终保持水稳层处于湿润状态，养护结束后将覆盖物清除干净。
2.如权利要求1所述的一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据级配设计结果，将水泥剂量按3.7％、4.2％、4.7％、5.2％、5.7％五种不同比例进行重型击实试验，用以得出不同水泥剂量下混合料的最佳含水量、最大干密度，同时将五组试样分别按设计要求压实度静压成型方法成型圆柱形试件，尺寸为150×150mm，将成型好的试件放入标准养护室养生6天后取出泡水一天，进行无侧限抗压强度试验。
3.如权利要求1所述的一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方法，其特征在于，所述步骤S1中，拌和前测定级配砂砾的含水量，以此为根据调整配置混合材料的施工配合比，用水量在最佳含水量基础上提高0.5-1.5％，使得水稳碎石在干态状态下压实。
4.如权利要求1所述的一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方法，其特征在于，所述步骤S2中，在施工段的两端打钢筋桩，用紧线器拉紧钢丝绳以不产生挠度为准作为摊铺机摊铺时自动控制标高的基准线。
5.如权利要求1所述的一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方法，其特征在于，所述步骤S3中，摊铺机行走时标尺上自然垂落的左右测平传感器的中心应对准基层左右控制边线，以保证摊铺宽度、厚度准确。
6.如权利要求1所述的一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方法，其特征在于，所述步骤S4中，碾压方法为第一遍以22t振动压路机静压，碾压速度为1.5-2.0km/h；第二遍为22t振动压路机低频小振幅振压，碾压速度为2.0-2.5km/h；第三遍、第四遍高频大振幅碾压；第五遍采用了胶轮碾压收面。
7.如权利要求1所述的一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方法，其特征在于，所述步骤S4中，水泥稳定碎石基层混合料自加水拌和到碾压完成的延迟时间应不大于2.5小时。
8.如权利要求1所述的一种戈壁石漠区骨架密实型水稳基层施工方法，其特征在于，所述步骤S5中，接缝处理为施工结束后的横缝处理，先用3m直尺检测端部水泥稳定碎石基层的平整度，确定切割的范围并划线，然后沿划出的线将平整度不合格的混合料铲除。
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