1.項(xiàng)目介紹
隨著非洲經(jīng)濟(jì)多年的快速發(fā)展,各國對公路這一重要的基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展也越來越重視。在非洲水泥穩(wěn)定土(以下簡稱“水穩(wěn)”)廣泛用于各等級公路底基層、基層施工的一種半剛性路面結(jié)構(gòu)型式。作為瀝青混凝土或?yàn)r青表處(Bitumen Surface Treatment)的承重層,因其具有較好的板結(jié)性和水穩(wěn)性,力學(xué)強(qiáng)度可調(diào)性,并能有效提高路面整體承載能力以及良好的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn),廣泛受到非洲國家公路設(shè)計部門的青睞。但是其材料選擇、水泥劑量、攤鋪拌和、碾壓、平整、成活時間控制及工后養(yǎng)護(hù)在實(shí)際施工中難以控制,極易產(chǎn)生溫縮裂縫、干縮裂縫,厚度、強(qiáng)度不能滿足設(shè)計要求等缺陷,導(dǎo)致瀝青面層龜裂破壞,造成大的損失。所以水穩(wěn)層施工一直是公路施工中的技術(shù)要點(diǎn)和控制難點(diǎn)。本文結(jié)合非洲多條公路的現(xiàn)場施工實(shí)踐,重點(diǎn)介紹弗朗西斯敦(Francistown)-拉姆奎巴納(Ramokgwebaba)公路重建項(xiàng)目在水穩(wěn)施工中的材料控制、攤鋪拌和、碾壓、平整過程控制及成活時間控制等環(huán)節(jié)的施工及質(zhì)量控制。
該公路項(xiàng)目位于博茨瓦納國家東北部,全長78.8公路,是國家級公路組成部分。項(xiàng)目起點(diǎn)在博茨瓦納第二大城市弗朗西斯敦市北,終點(diǎn)在博茨瓦納與津巴布韋交界的Ramokgwebana海關(guān)。項(xiàng)目0~4.5公里為雙向四車道瀝青混凝土城市道路,道路總寬度26.8米,中間設(shè)5米寬隔離帶,路面結(jié)構(gòu)下基層為250mm 水泥穩(wěn)定層,基層為150mm 的級配碎石,路面采用40mm 的細(xì)粒式瀝青混凝土;4.5~78.8公里為兩車道瀝青雙表處A1干線道路,寬度7.4m,兩側(cè)各有2m 寬的路肩,道路總寬度11.4m,路面結(jié)構(gòu)底基層為200mm 水泥穩(wěn)定土層,基層為150mm的級配碎石,路面采用20mm瀝青雙表處。
1. 水泥穩(wěn)定土底基層作用
水穩(wěn)底基層為介于基層與土基之間的結(jié)構(gòu)層, 它的初期強(qiáng)度高,并且強(qiáng)度隨齡期而增加很快結(jié)成板體,因而在土基水穩(wěn)狀況不良時,用以改善土基的工作狀況,提高路面結(jié)構(gòu)的水穩(wěn)性和抗凍脹能力,并可傳遞和擴(kuò)散由基層傳來的荷載,以減少土基變形,保證路基在容許應(yīng)力范圍內(nèi)工作。
2. 材料選擇
2.1 土料
水泥穩(wěn)定土對土的一般要求是易于破碎,滿足一定的級配,便于碾壓成型。級配良好的砂礫土可以提高水穩(wěn)層的抗壓強(qiáng)度, 減少水泥用量, 而且應(yīng)盡量選用開式級配砂礫, 減少細(xì)集料用量, 增強(qiáng)基層結(jié)構(gòu)的抗變形能力。水穩(wěn)用料取于借土場,先由試驗(yàn)室到借土場集好的料堆取樣根據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)范做等級試驗(yàn)。試驗(yàn)要求顆粒的最大粒徑小于83mm,細(xì)度模數(shù)大于1.5,液限(%)小于30,塑性指數(shù)小于10,最大干密實(shí)度達(dá)到95%時試塊CBR(Caliornia Bearing Ratio, 美國加利福尼亞承載比)值大于45by。
2.2 水泥
水泥作為混合料的一種穩(wěn)定劑,其質(zhì)量對集料的質(zhì)量是至關(guān)重要的。為使穩(wěn)定土有足夠的時間進(jìn)行攤鋪、拌和、碾壓、平整以及保證其具有足夠的強(qiáng)度,不應(yīng)使用快凝水泥、早強(qiáng)水泥以及受潮變質(zhì)水泥。施工時選用水泥為南非產(chǎn)PPC普通硅酸鹽水泥,其初凝時間不少于3h, 終凝時間不小于6h。水泥強(qiáng)度等級選用32.5MPa, 水泥用量由試驗(yàn)確定,控制在4%~6%。
3.主要施工設(shè)備配置
主要機(jī)械設(shè)備配備表
編號 |
類型 |
型號 |
數(shù)量 |
用途 |
1 |
平地機(jī) |
Volvo G930 |
1 |
攤鋪,預(yù)拌,平整 |
2 |
路拌機(jī) |
Wrigten Raco 350 |
1 |
將底基料、水泥和水混合攪拌 |
3 |
鋼輪碾 |
SR20M |
2 |
碾壓 |
4 |
輪胎碾 |
HAMM GRW18 |
1 |
減少水分蒸發(fā),提漿,消除裂縫 |
5 |
灑水車 |
東風(fēng)SGZ5200GSS |
2 |
施工用水以及灑水養(yǎng)護(hù) |
6 |
平板車 |
東風(fēng)EQ1141G7D2 |
2 |
運(yùn)送水泥 |
7 |
自卸車 |
三菱 FV26-310 |
6 |
運(yùn)送gravel(G5或G6料) |
路拌方法中最重要的施工設(shè)備是路拌機(jī),它的性能和良好運(yùn)行直接影響到做水穩(wěn)的成敗。該項(xiàng)目用的是德國WIRTGEN公司Hamm Soil Stabilizer Raco 350路拌機(jī),該路拌機(jī)功率大,能對加水部位進(jìn)行選擇,并能對加水量和拌和深度進(jìn)行較精確的控制。其工作主要參數(shù)為:整備質(zhì)量15,270kg,工作重量21,350kg,最大功率370kw,最大工作寬度2400mm,拌和深度0–450mm。