路面半刚性基层的特性与施工技术

2022-09-10

1 半刚性基层材料强度形成原理

半刚性基层材料的强度由于稳定材料与土石材料在掺配、拌和、压实过程中发生了一系列的物理、化学反应而形成。石灰稳定类包括石灰土、石灰砂砾土、石灰碎石等, 其强度形成主要指石灰与细粒土的相互作用, 土中掺入石灰, 石灰与土发生强烈的相互作用, 从而使土的工程性质发生变化, 初期表现为土的结团, 塑性降低, 最佳含水量增大, 最大密实度变小等, 后期变化主要表现为结晶结构的形成, 从而提高土的强度与稳定性。影响石灰土的强度与稳定性的主要因素有:土质、石灰的质量与剂量, 养生条件与龄期等。

2 半刚性材料的缩裂特性

半刚性基层材料的缺点是抗变形能力低, 在温度或湿度变化时易产生开裂, 当沥青面层较薄时, 易形成反向裂缝, 进而严重影响路面的使用性能, 了解各种半刚性基层材料的缩裂规律有利于科学技术人员科学地进行高等级公路路面的基层的选型, 材料配合比设计和施工, 从而把裂缝减少到最低程度。

半刚性基层材料的抗裂性能是以温缩抗裂系数与干缩抗裂系数来评价的。抗裂系数越大, 表明材料的抗裂性能越强, 在同样的条件下, 能随较大的温度和湿度变化而不裂。按半刚性材料的温缩抗裂系数的大小 (均按最佳状态) 排序为:二灰砂砾>二灰>石灰砂砾>水泥砂砾>石灰土。按干缩抗裂系数的大小排序为:二灰>二灰砂砾>水泥砂砾>石灰砂砾>石灰土。

3 半刚性基层材料的施工

在我国高等级公路半刚性基层施工中, 混合料的拌合方式有路拌法和厂拌法。石灰稳定土有时采用路拌, 有时采用路拌, 二灰稳定类、水泥稳定类一般采用厂拌。采用厂拌的效果较好, 而且可以加快施工进度。其摊铺方法有人工和机械两种。从施工程度来看, 一般先通过修筑试验段, 制定标准施工方法后进行大面积施工, 以提高施工效率。通过修筑试验路段, 进行施工优化组合, 把主要问题找出来, 并加以解决, 由此提出标准施工方法, 用以指导大面积施工, 从而使整个工程施工质量高, 进度快, 经济效益显著。

4 京沈路二灰稳定砂砾基层的施工实践

在二灰稳定砂砾、原材质量得到保证的前提下, 进行了二灰稳定砂砾基层的施工, 为了确保基层施工高效、高速、高质量地完成, 决定采用摊铺机铺筑基层;首先进行了试验段铺筑工作, 长度200m单幅。

先选定底基层平整度、压实度、高程均合格的路段单幅200m摊铺机两侧每10m测一点挡钢丝线作基准线, 3m/min均速摊铺, 指挥卸料人员认真负责指挥, 使摊铺机不断料、不通料, 以免造成停机。从料厂到摊铺现场运距为2km, 初定为10辆太拖拉运料, 但实际摊铺时有8辆车就够用了, 故我们每台摊铺机准备8辆太拖拉运输车, 基层压实厚度为16cm二灰稳定砂砾, 根据经验和其它标段的试验结果, 我们控制摊铺厚度 (湿度) 为21cm含水量控制为最佳含水量7.3%+2% (考虑到料厂、运输、装卸料、摊铺时水分损耗) 摊铺50m后马上碾压, 结果结合料均粘在碾子上, 表面形成麻面、坑洼, 很难看, 而且碾压终端产生拥包, 平整度也不好, 约过30mm碾压仍然一样。过1小时后, 摊铺后表面含水量降低再碾压就不粘碾子了, 而且碾压效果较好, 此时现场取样5个点测含水量分别为7.6%、7.4%、7.8%、7.5%、7.3%、也均接近最佳含水量7.3%, 碾压厚度控制在100m左右, 减少了拥包, 碾压先用12T压路机静压2遍, 再用18T振动压路机静压2遍, 之后再用18T振动压路机振压2遍, 经检测密实度大多数达到95%以上, 但仍有个别点达不到要求, 最后又用重碾静压2遍, 再检测密实度均达到最大干密度的95%以上。第一辅摊铺后在碾压时纵向预留50cm左右暂不碾压, 作为第二幅摊铺时的基准线, 另一侧仍挂线作基准线, 第三幅同第二幅一样, 这样铺筑碾压就无明显纵缝。碾压效果也较好, 对于碾压后产生的拥包、反复碾压或横向碾压4~5遍即可使平整度达到要求。碾压完的段落表面光亮、美观, 密实度也均合格, 通过高程得出的压实度为15.8cm~16.2cm, 给计算压实系数为1.31。碾压实厚为15.8cm~16.2cm符合设计要求16cm误差范围, 因此我们未进行其它虚厚进行试验, 为一次性合格。碾压完成后, 即封锁该试验段, 禁止车辆通行, 自第二天开始洒水润湿养生7d, 从现场取样测7d的无侧限抗压强度均达到0.85Mpa以上。故此试验段合格。