二灰土底基层
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二灰土底基层是路面的重要结构物之一,为确保南京机场高速公路二灰土施
工质量,本文就如何确定合理的施工工艺,以及现场碾压达到设计规定的压实度时,如何选用机具设备类型的最佳组织方式进行了多方案设计,从中找出最佳铺筑工艺。
关键词:高速公路二灰土施工工艺
南京机场高速公路全长28.756km,六车道规划,四车道实施,1996年6月28日开工,1997年5月28日竣工通车,工期不到两年,是省六大交通工程项目之一。省委省政府对此非常重视,省交通厅提出了更为具体的奋斗目标:“省门第一路”必须创国优工程。由于时间紧、任务重、软基多,如何在极短的时间内,保质保量完成筑路任务,是摆在我们面前的一项艰巨任务。为此,我们对每一分项工程如路基填筑、二灰土、二灰结石、沥青面层施工工艺进行了充分的研究。主要借助于铺设试验段进行施工工艺研究,来优化工序,强化管理,保质保量,以提高生产效率,为全面台如期完成工程任务创造条件。二灰土底基层是路面结构中的重要结构物之一,起到承上启下的作用。然而二灰土的早期强度低,施工工艺有别于石灰土,我省也仅在沪宁高速公路工程中采用过二灰土这一结构层次,对公路系统的工程技术人员来说,这还是一个比较新的概念。
为确保二灰土的施工质量,我们对二灰土铺筑进行了专题研究,就如何确定合理的施工工艺,以及现场碾压达到设计规定的压实度时,如何选用所用机具设备类型的最佳组织方式进行了多方案设计,并付诸实施,从中找出最佳铺筑工艺。 二灰土底基层厚20cm,其配合比参考沪宁高速公路上现有的成果,经进一步试验确定为:石灰∶粉煤灰∶土为8∶24∶68。本着严格组织、充分准备、认真实施、确保质量,按照总量控制,逐车称量,分层铺筑,机械拌和,重碾压实,跟踪检测为原则进行总体方案的设计。
1机械配备
常用机械设备配制见表1。
表1
名称数量用途
稳定土拌和楼 1 拌和
CAT挖掘机 1 挖土
50装载机 2 装土、灰
220山推 2 初平
VV170振压 1~2 稳压与振压
PY平地机 1 复平
18~21t三轮振动压路机 1 振压
16~18t胶轮压路机 1 终压
洒水车 1 养生
自卸车若干运土、粉煤灰
拖拉机若干运石灰
2 原材料准备
选择合适的土料场,本段土的塑性指数控制在16~24范围。土及二灰土的有关参数见表2。
选择合适的石灰,石灰质量应达到Ⅲ级以上,并在使用前7~10d集中消解,消解的用水量控制在500~800kg/t范围内,消解后的石灰以不扬灰亦不结团为原则。用前宜过10mm的方孔筛。
粉煤灰采用南京热电厂粉煤灰,其粒径变化在0.007~0.3mm之间,比表面积一般在2000~3500m2/g之间,空隙率比1.371,烧失量4.78,其物理性质详见表3。
3 施工前的准备工作
(1)路槽顶面的验收
Gi、Ki分别为相应材料的质量、质量比按JTJ对路槽质量进行检查验收。
(2)洒水湿润路基顶面
(3)测量放样
按图纸放出中桩和边桩,对路中心桩进行二次放样工作,以取得准确的平面位置,然后把中线桩位引到路肩两侧路槽边缘线外1m,以辅助控制中心桩位,同时进行固桩工作,以免在结构层施工期间有中心偏位现象发生。
在中心桩位复测的同时,对沿线固定水准点进行联测,误差控制在《技术规范》以内,以取得准确的路面高程,通过水准测量将二灰土顶面的设计标高引到相应的中桩及边桩上,以便于施工中具体控制标高。
另外,施工路段上宜采用石灰线放出方格网,以控制卸料纵横间距。
4 原材料的估算
土、石灰、粉煤灰用量采用用重量及层铺初压虚厚双控制。首先用以下公式计算各原材料的用量:
式中S—摊铺面积;
r——二灰土的最大干密度;
K——规范规定的压实度;
t——压实厚度;
ωi——天然含水量。
针对不同运输车辆标定每车不同材料的运输重量,根据不同材料的总需要量计算所需要的运输车数,宜堆放在已划格线内。
5 闷土
由于土料的塑性指数偏高,为确保工程质量,在取土坑内先掺3%剂量的石灰,将石灰与土用挖掘机反复翻拌二遍以上,以没有明显的灰条为原则,并闷料24h左右,以将未充分消解的石灰进一步消解,可防止碾压后出现打炮现象,并降低塑性指数,促使土的砂化。
6 运输、摊铺
6.1 土的运输与摊铺
土的运输宜采用10t自卸车过磅,保证每车装载量基本一致,按格卸料。当卸料长度大于50m时,开始用推土机摊铺,平地机整平,然后用CA-25压路机快速静压两遍,以防止上粉煤灰时运输车辆碾压出车辙,使其上的材料留于车辙中而形成带状不均。测其厚度,一般控制在15~16cm。
6.2 运输、摊铺粉煤灰
按要求布格卸料。粉煤灰用平地机辅以人工进行摊铺整平,再用CA-25压路机快速稳压两遍,并测其松铺厚度,一般控制在6~6.5cm。
6.3 运输、摊铺石灰
剩余石灰的运输可采用1t的翻斗车进行。石灰的摊铺用人工进行,摊铺完后,用AC-25快速碾压一遍,对暴露的不平整人工摊铺均匀,并测其松铺厚度,一般控制在2~2.5cm。全部料摊铺后,并测其总的松铺厚度,一般控制在24~25cm,由此可得松铺系数。
6.4 洒水或晾晒
根据测得的土、粉煤灰、石灰的含水量,计算出综合含水量 ω ,当含水量达不到最佳含水量的-2%,则洒水,补水量为:
式中ρ——二灰土的最大干密度;
L、B——摊铺长度和宽度;
t——压实厚度;
ω0——最佳含水量。
洒水车洒水时不得停车或调头,含水量超过最佳含水量+2%时,则需晾晒至合格为止。
7 拌和
石灰摊铺100m后,可进行拌和。
(1)路拌采用进口稳定土拌和楼,拌和深度以打入路槽顶面1cm为限,以保证上下层的连接,确保没有夹层;故一般调齿深为25cm,路拌两遍,目测混合料颜色是否均匀一致;
(2)拌和时,横向搭接30cm,注意行驶时避免陷入旁边的拌槽,以防由此引起后桥歪斜,影响拌和效果;
(3)由于路拌机后盖的影响,二灰土必须加宽铺筑(或路肩土的培土)。
8 稳定、初平
用AC-25压路机以5km/h对疏松的二灰土静压一遍,以暴露潜在的不平整,然后用平地机来回刮平,辅以人工整平,再用压路机快速稳压一遍。测其混合料的含水量、石灰剂量以及大于1.5cm颗粒含量,并取样做无侧限抗压强度试件,当含水量在最佳含水量+2%、-1%的范围内,灰剂量不小于8%,大于1.5cm颗粒含量小于5%,即可进行下道工序,否则采取洒水、晾晒、加灰、重拌等措施。
9 精平
每50m一个断面挂线检查标高,然后用平地机精整,高的地方刮去,不足之处从接头处取拌好的混合料补料。同时,用核子仪测压实度,根据压实度要求,算出还能压下几公分,与理论数值比较,用平地机仔细刮平到要求值或稍高一点(不超过5mm)。
10 振压
用AC-25压路机振压4~6遍(对二灰土下部影响较大),12~15t三轮压路机静压2~3遍(对其表面影响较大)。碾压时须遵守以下规则:
(1)从低向高(从边向中)碾压,两边多压1~2遍;
(2)振动启闭应在进行中进行,停车时不得启闭振动开关;
(3)各压路机间的距离不得小于1.5m。
11 检测
碾压成型后应当时便用水准仪每断面检测标高、横坡,不合格地段应立即返工处理,超高地段可用平地机刮去,局部低洼段应翻开重压,不得贴补。
12 封碾