水泥稳定碎石基层平整度控制与分析.doc

如何有效控制水泥稳定碎石基层平整度

杨 武
中国云南路建集团股份公司第一项目工程公司

摘要：分析了影响水泥稳定碎石基层平整度的因素，结合云南省保山至龙陵高速公路路面第一合同段施工实际情况，提出了提高水泥稳定碎石基层平整度的施工工艺和方法。
关键词：水泥稳定碎石基层 平整度 分析与控制 双机摊铺工艺

随着国民经济和公路运输市场的发展，尤其是十五计划以来，我国的公路建设达到一个空前的繁荣阶段，国道改造、地方联络线施工以及农村公路的兴建等。在公路工程验收评定指标中，路面平整度作为重要的评定指标，它直接影响了公路行驶的舒适性和公路的使用寿命。公路路面施工过程中，水泥稳定碎石基层的平整度直接影响了沥青面层的厚度和路面基层的稳定性，也影响整个路面工程的平整度，所以路面平整度的控制必须从基层抓起，保龙高速公路路面工程项目将平整度的控制作为一个重要指标来评定，并相当重视过程控制，注重细节。本文结合保龙高速公路路面实际施工过程，阐述了水泥稳定碎石基层平整度的控制及影响因素。
一.水泥稳定碎石基层平整度的影响因素
1.材料因素
（1）混合料离析：稳定混合料粒径较大或粗骨料较多时，一般离析较大；含水量较小、混合料较干燥时，离析也较严重。汽车接料和卸料时，靠近车尾和两侧的离析较大，当摊铺机摊铺时车厢内两侧离析集料分布于摊铺机接料斗两侧，使铺出材料离析，离析的混合料直接影响压实系数，使其不均匀，从而影响基层平整度。
（2）混合料含水量：混合料含水量没有达到最佳含水量，水泥稳定碎石混合料要求在最佳含水量时碾压成型，但是实际施工过程中不能保证都达到最佳含水量的效果，这就对基层平整度产生了一定影响。
当含水量偏高时，影响最佳压实效果，很容易引起波浪、弹簧、推移、车辙现象，当含水量偏低时，碾压不易成型，表面松散，整体性和平整度都得不到保证。
2.施工机械配备与操作
施工机械也是影响其平整度的重要原因，施工机械不配套或操作不当都会影响其平整度。
（1）摊铺机：为提高路面平整度及混合料均匀性，要求采用摊铺机进行摊铺施工，但是如果对摊铺机性能了解不够或操作手技术不够熟练，操作不合理，也达不到最佳摊铺效果。摊铺机在中途停顿或行驶速度不均匀都会影响平整度。摊铺机铺完上一段，进行下一段摊铺时，如果接头处不平整，使得前后平整度不连续；摊铺过程中行驶速度不稳定、均匀，在摊铺快慢段之间的初始压实度不同，终压后可能形成轻微波浪，从而影响基层平整度。造成摊铺机中途停顿或行驶速度不均匀的原因有供料不连续、卸料与摊铺机接料间断或摊铺机损坏。
（2）压路机：压路机碾压是影响平整度的直接原因。摊铺平整的路段，如果碾压工艺不合理，也会造成基层平整度不好。压路机碾压对平整度的影响主要表现在以下几个方面。
① 碾压工序不合理。施工中没按“先轻后重、先静后振”的原则进行碾压，直接上重型压路机，使摊铺后的基层混合料产生推移，形成壅包或波浪，难以消除；振动压路机使用过多，振动分布不均匀，或仅靠振动压路机碾压，未用静压路机终压，在基层表面形成了微小波浪或明显轮迹。
② 碾压工艺不合理。压路机操作手技术不熟练，未按重叠l／2轮宽的方式碾压，或碾压不按路线方向而发生歪斜，使有的多压，有的欠压，人为造成表面不平整；碾压段落不够长，经常倒车或调头，又不进行人工处理，在倒车和调头的地方易产生推挤和转弯轮迹；压路机长期停在刚压好或未压的地段，使停机处下凹。
③ 碾压时间掌握不当。摊铺机摊铺后，压路机碾压作业没有跟上，碾压时含水量已经低于最佳含水量，表面部分不易压实，造成表面脱皮或松散；含水量过大时进行碾压，混合料不易压实，造成表面出现轮迹或车辙。
3.施工工艺及方法
(1)高程控制：摊铺机在水泥稳定碎石基层施工时高程及平整度控制较常用的一种方法就是挂钢丝法。挂钢丝法的原理就是用钢丝来提供一个与摊铺顶面平行的基准面，使铺出的基层顶面与钢丝平行。施工中，由于不同原因，使所挂钢丝难以提供一个准确的基准面，从而影响基层的平整度。
①钢丝拉伸应力不足或挂点间距过大，造成两挂点间钢丝下垂。由于钢丝的抗拉能力有限和存在自重，只有把挂点间距和钢丝拉紧程度配合好才能保证钢丝的直顺。如果处理不好，钢丝挂点中间将出现下垂，摊铺后的基层表面出现起伏，影响平整度。

②钢丝挂点标高测量不精确。挂线钢钎未钉牢，钢丝在张拉时对钢钎有一定的下压力，从而使挂线钢钎发生歪斜或下陷，一根钢丝与另一根钢丝之间的过渡处未接平，影响摊铺的高程系统，给平整度造成误差。
③在摊铺时钢丝突然断裂或被碰落，将严重影响该段的平整度。由于摊铺机感应器的延时性，一般感应中断后要经5～8m才能恢复正常。因此，在摊铺时当钢丝突然中断或被碰落后，即使钢丝立即恢复原状，也会造成平整度连续性中断。
(2)摊铺方法：传统的水泥稳定碎石基层摊铺都是采用单幅单机摊铺，一般摊铺完一幅，再施工另外一幅，从而在两幅之间留下一道长长的纵向搭接缝，影响基层平整度。
4.施工接缝处理不当
在实际施工中，水泥稳定碎石基层的平整度最差是在接缝处。接缝有纵向接缝和横向接缝之分，而影响平整度的主要是横缝，其影响因素主要有两点。
(1)两个摊铺工作段之间的搭接。一是对原本的旧段不作任何处理，在旧段的斜面上直接摊铺水泥稳定砂砾混合料，除造成新、旧段不粘结外，在旧段斜面上摊铺的松料虚铺厚度很难控制好，使新旧段搭接处出现不平整。通车时，这样的接缝很容易被压坏。二是旧段处理长度不足。压路机上下产生的斜坡并未全面挖除，没有挖到标高不变处；新段松铺厚度掌握不好，压路机碾压后与旧段衔接不平整。
(2)基层与桥梁搭板或明涵之间的搭接。由于松铺厚度控制不好、碾压不足等原因，使接头处不平整；在水泥稳定碎石基层与桥头搭接施工完成后，由于行车冲击作用。破坏搭接处的基层。
二.提高水泥稳定碎石基层平整度的措施和方法
(1)开始搅拌前，检查场内各处集料的含水量，计算当天的配合比，外加水与天然含水量的总和要比最佳含水量略高（不超过最佳含水量的2%）。
(2)开始搅拌之后，出料时取样检查混合料的配合比、含水量及水泥剂量，进行正式生产之后，每1～2小时检查一次拌和情况，抽检其配合比、含水量及水泥剂量是否变化。高温作业时，早晚与中午的含水量要有区别，要按温度变化即时调整。
(3)拌和机出料采用活门漏斗料仓，由漏斗出料直接装车运输，装车时车辆前后移动，分三次装料，避免混合料离析。拌成的混合料尽快运到铺筑现场。车上的混合料必须用篷布覆盖，减少水分损失。
(4)为了解决单机单幅摊铺留下较大施工缝的问题，我项目采用了双机双幅摊铺施工工艺：
①摊铺前先将下层表面拉毛并洒水泥浆湿润。
②摊铺前先检查摊铺机各部分运转情况（每天施工前坚持此项工作）。
③调整好传感器臂与导向控制线的关系，严格控制厚度和高程，保证路拱横坡满足设计要求。
④摊铺机在开始时先采用低速摊铺，再根据运料车到达的情况，调整其运行速度。摊铺机采用两台摊铺机梯队作业，一前一后，相距5～8米且保证速度一致，摊铺厚度一致，振动频率一致等，两台摊铺机接缝平整。
⑤摊铺机的螺旋布料器应有三分之二埋入混合料中。
⑥在摊铺机后配置2名工人，消除粗细集料离析现象，铲除局部粗集料“窝”，并用混合料填补。
(5)加强碾压工艺，按规范要求施工。
配备适宜的压路机，采取“先轻后重，先静后振，先边后中”的碾压方法，在碾压时不急拐、不调头，对压路机倒车的局部路段进行人工整平处理，并作为平整度的重点控制路段。碾压到位，确保碾压遍数，掌握好碾压时的含水量。
①碾压工序：先采用18吨单钢轮压路机对该水稳料静压一遍(行驶速度1.5~1.7KM/h)，然后用20吨单钢轮压路机静压一遍，弱振一遍(速度1.8~2.2Km/h)，再用20吨单钢轮压路机开动强振，振压四遍(速度1.8~2.2Km/h)，最后用胶轮压路机碾压一遍(速度1.5~1.7Km/h)。
②碾压方法：a.每台摊铺机后面，应该紧跟振动压路机和轮胎压路机进行碾压，一次碾压长度一般为50m。碾压段落必须层次分明，设置明显的分界标志。
b.碾压应遵循实验路段确定的程序与工艺。注意稳压要充分，振压不起浪、不推移。压实可以先稳压（静压、遍数适中，压实度达到90%），再开始轻振动碾压，然后重振动碾压，最后胶轮稳压，压至无轮迹为止。
c.压路机碾压时应重叠1/2轮宽；
d.压路机倒车换挡要轻且平顺，不要拉动底层，在第一遍初步稳压时，倒车后尽量原路返回，换挡位置应在已压好的段落上，在未碾压的一头换挡倒车位置错开，要成齿状，出现个别包时，用专配的工人进行铲平处理。
e.压路机停车要错开，相距间隔不小于3m远，最好停在已碾压好的路段上。
f.严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车。
g.碾压宜在水泥终凝前及试验确定的延迟时间内完成，并达到要求的强度，同时没有明显轮迹。
h.路面的两侧多压2～3遍。
(6)该项目设计水稳层压实为40cm，采取两层摊铺下层平地机摊铺，上层摊铺机摊铺(下层厚度为20cm，上层厚为20cm)，松铺系数上层为1.35，下层为1.25。控制线支架，线高根据该系数提前一天挂好，应根据钢丝的拉伸应力，合理确定钢钎间距。拉紧钢丝，防止下垂。钢丝挂好后复核标高，确保高程的准确。施工过程中，注意人为的碰动钢丝或钢钎，以及传感器触头，设专人看管。
7)处理好施工接缝，做好工作段的搭接。每天收工时，对接缝处及时进行清理，彻底清除接头处的碾压斜面。第2天施工时，对接缝进行重点处理，人工配合压路机进行找平。
(8)进行过程控制和检测。保龙高速公路指挥部特别重视过程控制和在线监测，在施工过程中，解决出现的问题，防止质量隐患。基层混合料在第一遍静压后和终压前，对平整度进行检测，不合格的地方及时进行人工处理，能够有效的提高基层的平整度。
三、结论
通过双机摊铺工艺的应用以及各个环节的监控检测，该项目路面工程平整度检测100%通过，评为优良工程。水泥稳定碎石基层平整度的控制在施工过程中提前采取预防措施是关键，合理选用施工方法是保证。材料因素、机械因素、施工工艺、接缝处理等均会影响水泥稳定碎石基层的平整度，要区别不同情况，逐个加以解决。