重交通沥青路面水泥稳定碎石基层超厚压实施工与质量控制探讨
2015-07-15
引言
随着我国经济建设的快速发展，道路运输能力的重要性日益突出，大中型城市的交通枢纽路段交通压力逐步增强，这对道路建设水平提出了新的要求，如何在针对重交通状况的道路建设中加提高施工效率、缩短施工时间、稳定路面质量，成为影响城市干道交通状况乃至制约经济发展的重大课题。本文试图通过对重交通沥青路面的施工方案分析，就水泥稳定碎石路基的施工与质量控制进行探讨。
1 我国沥青路面水泥稳定碎石基层状况概述
我国目前大多高等级公路路段的路面基层都采用了水泥稳定级配碎石的施工方案，根据这一施工工艺，路面基层需分两次分层完成铺筑，总厚度应在30cm到40cm之间。其施工时间受到诸多不利因素的限制，不论设备故障还是天气变化都有可以导致工期延后，如果遇上混合料在运输过程中因为不可预见的客观原因（如交通堵塞、自然灾害等）无法及时送达，原料供应延误将进一步延缓工程施工进度。工程完工后，其施工质量往往难以达到相关的标准要求。
2 重交通沥青路面分层施工的主要问题分析
重交通沥青路面的分层铺筑工艺存在以下弊端：
（1）水泥的凝固时间较短，双层铺筑的方式很难在其完全凝结时间以内完成对路基表面的碾压工作。
（2）在水泥路基的上层铺筑工程中，如果操作员操作不当导致压路机的振动对路基表层产生不良影响，容易造成已经铺设完成的下层路基因为碾压密度过高受到作用力不均，最终导致不必要的路基损坏。
（3）在路基工程的具体操作过程中，如果下层路基的顶面水泥分布不均或者碾压操作失误，容易产生路基表层铺设不均，对路基上下层的粘结作用效果产生不利影响。
（4）分层铺筑施工工艺一遇到路基较为薄弱的部分，就会在施工具体操作时因为路基材料的水分损耗过大，造成对路基的养护成本升高。
（5）下层路基在养护过程中会产生不必要的污染物，对其进行清理的成本将提高路基工程的整体费用损耗。
（6）分层铺筑路基与道路工程设计标准要求相差较大，道路工程的设计本意是由路基承担路面压力，然而分层施工将路基从一个厚实受力整体变成两个相对分散的薄层受力体，对路基的整体强度产生了不利影响，当上下层分层不合理时，上层路基承载了大部分车辆荷载，在重复最用下容易发生龟裂，造成沥青路面损毁。一旦路面裂缝发生在重交通路段，在提升养护成本的同时，很可能还会导致大规模交通堵塞以及不必要的人员伤亡。
3 重交通沥青路面水泥稳定碎石基层超厚压实施工方案分析
针对重交通沥青路面采用分层铺筑工艺，主要是受到机械设备的限制。当压实设备无法达到一层完成的工程施工标准时，会因为击振力过小造成其应力影响深度不够，对于超厚水泥稳定碎石基层而言，以此完成30～40cm的路基铺筑将无法保证基层底部的材料全部压实，紧贴地表。
然而随着科学技术的快速发展，重型机械的制造水平也相应得到提升，其中20吨以上的压路机已经完成研发工作，开始投入生产使用，这种新型的筑路机械为改良超厚水泥碎石基层的分层铺筑工艺、探索一层铺筑的方法提供了便利。
重交通沥青路面水泥稳定碎石基层超厚压实施工方案可以从三个方面着手：
3.1 工程材料选择
路基主要石料可以选用石灰岩，粗集料的压碎率应高于17%，视密度和针片状含量大于2.5%，吸水率低于1%，含泥量控制在2%～4%之间；细集料的视密度应高于2.5g/cm?，液限的测定值在20左右，材料的塑性指数以3为宜，水泥可以选用32.5#水泥，要求施工材料的各项指标都符合施工标准。
3.2 施工器械选择
对工程材料进行搅拌时，可以选择强制式稳定土拌和机（如WCB-500模块强制式稳定土拌和机），其混合料产量可达日产5000吨，基本满足了路基工程要求；运输车辆的载重不得低于8吨，要做好相应的覆盖措施，以防雨水浸泡混合料或者混合料在运输途中水分损失过大无法达到工程材料使用标准；摊铺机可以采用普通平地机与15cm以上铺筑厚度的摊铺机配合使用；压实施工则应以重型压路机为主，另外配备15～18吨的振动压路机辅助施工。
3.3 施工工艺
超厚水泥稳定路基施工工艺分为两部分，一是铺筑，二是碾压。
在铺筑施工时，技术人员应在铺筑现场进行指挥，以保证混合料的合理分配，将松铺系数控制在有效范围内（以压实厚度要求24～30cm的路基施工为例，其松铺厚度应为30～40cm，此时松铺系数为1.25）。
在超厚水泥稳定路基的压实施工中，压路机是必不可少的筑路器械。要完成路基的一次铺筑完成，对压路机的要求较高。在具体施工操作时，可以先用振动压路机进行两到三次稳压操作，然后用重型压路机（如YZTYZ压路机）作为主要施工设备。重型压路机的自重一般在20吨，击振力可达55吨，满足了超厚水泥路基的碾压施工要求，可以将20～40cm范围内的厚度的水泥路基一层碾压成型。在施工时用重型压路机重复碾压路面，可以保证压实施工效果。最后再用振动压路机平整路面表层。
碾压操作一般由低处向高处进行，相邻两次碾压以间错方式进行，碾压轮迹应有1/2轮宽相互重叠，在压路机操作时要控制其行走速度，一般以为2～5km/h为宜。
4 重交通沥青路面水泥稳定碎石基层超厚压实施工质量控制
在重交通路段对沥青路面水泥稳定碎石基层的超厚压实施更要注重施工质量问题。对其施工质量进行控制的具体措施包括：
4.1 规范施工人员的操作行为
施工人员的操作是否得当直接关系到施工质量能否满足工程标准，在施工现场，监理机构以及工程管理人员应对工程的各个环节进行监督，规范实际作业人员的行为，要求其按照施工标准进行操作，以免因为人为原因影响工程进度以及质量。
4.2 严格控制混合料拌和质量
实验工程师应在拌和现场进行监督，以便随时抽查混合料情况，严格控制碎石级配合水泥剂量，一旦发现异常应及时介入，解决问题后方可继续生产。
4.3控制路基压实度
路基压实度控制是整个压实施工的重要环节，在施工时应按照先轻后重的原则进行，在对路基进行稳压后才可继续加压。施工人员应根据不同情况确定路基碾压的合理次数，然后要求操作人员严格执行。在水泥终凝前，技术人员可对现场压实度进行取样调查，一旦发现压实度不够情况，应当及时采取补压措施，以免影响施工质量。
5 结语
在重交通沥青路面水泥稳定碎石基层施工时采用一层铺筑的施工工艺，通过有效手段控制压实施工质量，不仅可以缩短施工时间，有效的缓解因为路面施工引起的交通堵塞状况，而且在降低施工成本的同时，提高了路基的整体强度，在分层施工时容易产生的受力不均等不利因素得以避免，延长了路基的使用寿命，推广这一新的施工工艺有利于道路建设的整体发展。
