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水泥稳定土施工时,必须采用流水作业法,使各工序紧密衔接。特别是要尽量缩短从拌和到完成碾压之间的延迟时间。所以在施工时应做延迟时间对强度影响的试验,以确定合适的延迟时间,并使此时水泥稳定土的强度仍能满足设计要求。
水泥稳定土基层的施工方法主要有路拌法和中心站集中拌和(厂拌)法两种。
水泥稳定土路拌法施工与石灰稳定土的施工相似,其工艺流程如图所示。
施工放样
准备下承层
摊铺选料
粉碎土或运料、
洒水预湿
碾压
接缝和调头处的处理
水泥稳定土路拌法施工工艺流程
1)准备工作
(1)准备下承层当水泥稳定土用作基层时,要准备底基层;当水泥稳定土用作底基层时,要准备土基。无论底基层还是土基,都必须按规范进行验收,凡验收不合格的路段,必须采取措施,使其达到标准后,方可铺筑水泥稳定土层。
如底基层或土基已遭破坏,则必须作如下处理:
对土基必须用12~151三轮压路机或等效的碾压机械进行碾压检验(压3~4遍)。在碾压过程中,如发现土过干、表层松散,应适当洒水;如土过湿,发生“弹簧”现象,应采取挖开晾晒、换土、掺石灰或粒料等措施进行处理。
对于底基层,根据压实度检查和弯沉测定的结果,凡不符合设计要求的路段,必须根据具体情况,分别采用补充碾压、加厚底基层、换填好的材料、挖开晾晒等措施,使其达到标准。
底基层上的低洼和坑洞,应仔细填补及压实,达到平整。底基层上的搓板和车辙,应刮除;松散处,应耙松洒水并重新碾压。
逐一断面检查土基或底基层标高是否符合设计要求,平整度、压实度、路拱是否符合规定,且应没有任何松散的材料和软弱地点。
应注意在槽式断面的路段,两侧路肩上每隔一定距离(5~10m)应交错开挖泄水沟或做盲沟,以便排出路基积水。
(2)测量
首先是在底基层或土基上恢复中线。直线段每15~20m设一桩,平曲线段每10~15m设一桩,并在对应断面路肩外侧设指示桩。
其次是进行水平测量。在两侧指示桩上用红漆标出水泥稳定土层边缘的设计高。
(3)确定合理的作业长度
确定路拌法施工每一作业段的合理长度时,应考虑如下因素:水泥的终凝时间;延迟时间对混合料密实度和抗压强度的影响;施工机械和运输车辆的效率和数量;操作的熟练程度;尽量减少接缝;施工季节和气候条件。
一般宽7~8m的稳定层,每一流水作业段以200m为宜。但每天的第一个作业段宜稍短些,可为150m。如稳定层较宽,则作业段应该再缩短。
(4)备料在采备集料前,应先将料场的树木、草皮和杂土和杂土清除干净。采集集料时,应在预定采料深度范围内自上而下进行,不应分层采集,不应将不合格的集料采集一起。
在集料中超尺寸颗粒应予筛除。对于粘性土,可视土质和机械性能确定土是否需要过筛。
(5)计算材料用量方法同石灰稳定土。
2)集料运输与摊铺方法与石灰稳定土施工基本相同。
3)拌和
(1)摊铺水泥
在人工摊铺的集料上,用6~8t两轮压路机碾压一遍,使其表面平整,然后按计算的每袋水泥的纵横间距,用石灰或水泥在集料层上做安放每袋水泥的标记,同时划出摊铺水泥的边线。水泥应当日用汽车直接送到摊铺路段,每袋水泥从汽车上直接卸在做标记的地点,检查有无遗漏和多余。运水泥的车应有防雨设备。打开水泥袋,将水泥倒在集料层上,用刮板将水泥均匀摊开。应注意使每袋水泥的摊铺面积相等,水泥摊铺完后,表面应没有空白,但也不过分集中。
(2)干拌
用稳定土拌和机拌和。拌和深度应达稳定层底。应设专人跟随拌和机,随时检查拌和深度并配合拌和机操作员调整拌和深度。严禁在拌和层底部留有“素土”夹层。应略破坏(约1cm左右)下承层的表面,以利上下层粘结。通常应拌和两遍以上。在最后一遍拌和之前,必要时可先用多铧犁紧贴底面翻拌一遍。直接铺在土基上的拌和层也应避免“素土”夹层。
在没有专用拌和机械的情况下,也可用农用旋转耕作机与多铧犁或平地机相配合进行拌和。先用平地机或多铧犁(4铧犁或5铧犁)将铺好水泥的集料翻拌两遍,使水泥分布到集料中,但不翻犁到底,以防止水泥落到底部。第一遍由路中心开始,将混合料向中间翻,同时机械应慢速前进。第二遍相反,由两边开始,将混合料向外侧翻,接着用旋转耕作机拌和两遍再用多铧犁或平地机将底部料翻起。随时检查调整翻拌深度,使稳定土层全部翻透。严禁在底部留有“素土”夹层,也应防止过多破坏下承层的表面,通常应翻犁两遍,接着再用旋转耕作机拌和两遍,用多铧犁或平地机再翻犁两遍。
在没有专用拌和机械的情况下,还可以用缺口圆盘耙与多铧犁或平地机相配合,拌和水泥稳定中粒土和粗粒土。用平地机或多铧犁在前面翻拌,用圆盘耙跟随在后面拌和,即采用边翻边耙的方法。圆盘耙的速度应尽量快,使水泥与集料拌和均匀。共翻拌4遍,开始的两遍不应翻犁到底,以防水泥落到底部。后面的两遍,应翻犁到底,随时检查调整翻犁的深度,使稳定土层全部翻透。
(3)洒水的湿拌
干拌过程结束时,特别是在用农业机械进行拌和的情况,如果混合料含水量不足,洒水车的数量应视水源远近而定,常用的洒水车仅两侧各有一个喷嘴,喷出的水量不均匀,不适宜用作路面施工。应在后面改接一根①50mm、长约2m的横向水平钢管,管壁钻三排,①4mm的孔眼。洒水车不应使洒水中断,洒水距离应长些,水车起洒处和另一端调头处都应超出拌和段2m以上。洒水车不应在正进行拌和的以及当天计划拌和的路段上调头和停留,以防局部水量过大。洒水后,应再次进行拌和,使水分在混合料中分布均匀。拌和机械应紧跟在洒水车后面进行拌和,尤其在纵坡大的路段上应配合紧密,以减少水分流出。洒水及拌和过程中
应及时检查混合料的含水量,可采用含水量快速测定仪测定混合料的含水量。混合料的最佳含水量也可以在现场人工控制。最佳含水量时的混合料,在手中能紧捏成团,落在地上能散开,并应参考室内击实试验最佳含水量的混合料的状态。水分宜略大于最佳值,稳定粗粒土和中粒土,%~%,稳定细粒土,较最佳含水量大1%~2%,不应小于最佳值,以补偿施工过程中水分的蒸发,并有利于减轻延迟时间的影响。在洒水拌和过程中,还要人工配合拣出超尺寸颗粒,消除粗细颗粒“窝”以及局部过分潮湿或过分干燥之处。拌和完成的标志是:混合料没有灰条、灰团和花面,没有粗细颗粒“窝”,且水分合适和均匀。
4)整形与碾压
同石灰稳定土。
5)接缝和“调头”处的处理
(1)当天两工作段的衔接处,应搭接拌和。第一段拌和后,留5~8m不进行碾压第二段施工时,前段留下来压部分,要再加部分水泥重新拌和,并与第二段一起碾压。
当天其余各段的接缝都可这样处理。
稳定土层/素土
稳定土层素土
横向接缝处理示意图
(2)应十分注意每天最后一段末端缝(工作缝)的处理。工作缝隙和“调头”处的处理如下图所示。在已碾压完成的水泥稳定土层末端沿稳定土挖一条宽约30cm的槽,直挖到下承层顶面。此槽与路的中心线垂直,靠稳定土的面应切成直线,而且应垂直向下。将两根方木(长度为水泥稳定土层宽的一半,厚度与其压实厚度相同)放在槽内,并紧靠着已完成的稳定土,以保护其边缘,不致遭第二天工作时的机械破坏。用原挖出的素土回填槽内其余部分。如拌和机械及其他机械必须到已压成的水泥稳定土层上“调头”,应采取措施保护“调头”部分。一般,可在准备用于“调头”的约8~10cm长的稳定土层上,先覆盖一张厚塑料布(或油毡纸),然后在塑料布上盖约10cm厚的一层土、砂或砂砾。第二天,摊铺水泥及湿拌后,除去顶木,用混合料回填。靠近顶木末
能拌和的一小段,应人工进行补充拌和。整平时,接缝处的水泥稳定土应较已完成断面
高出约5cm,以便将“调头”处的土除去后,能刮成一个平顺的接缝。整平后,用平地机将塑料布上大部分土除去,注意勿刮破塑料布。然后人工除去余下的土,并收起塑料布。
在新混合料碾压过程中,将接缝修整平顺。
(3)工作缝也可按下述方法处理:在水泥稳定土混合料拌和结束后,在预定长度的
末端,按前述方法挖一条横贯全路宽的槽,槽内放两根与压实厚度等厚的方木,方木的另一侧用素土回填至3~5cm长,然后进行整形和碾压。第二天,邻接的作业段拌和结束后,除去方木,用混合料回填,靠近顶木未能拌和的一小段,应人工进行补充拌和。
(4)纵缝的处理。水泥稳定土层的施工应该避免纵向接缝,在必须分两幅施工时,纵缝必须垂直相接,不应斜接,并按下述方法处理:在前一幅施工时,在靠中央一侧用方木或钢模板做支撑,方木或钢模板的高度与稳定土层的压实厚度相同。混合料拌和结束后,靠近支撑木(或板)的一部分,应人工进行补充拌和,然后整形和碾压。在铺筑另一幅时,或在养生结束后,拆除支撑木(或板)。第二幅混合料拌和结束后,靠近第一幅的部分,应人工进行补充拌和,然后进行整平和碾压。
(厂拌)法施工
水泥稳定土可以在中心站用强制式拌和机、双转轴桨叶式拌和机(卧式叶片拌和机)
等厂拌设备进行集中拌和,塑性指数小,含土量少的砂砾土、级配碎石、砂、石屑等集
料也可以用自落式拌和机拌和。其施工方法与石灰稳定土厂拌法施工基本相同,不作赘述。但应该注意的是:在摊铺过程中,如中断时间已超过2~3h,又末按横向接缝方法处理,则应将摊铺机附近及其下面末经压实的混合料铲除,并将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成一横向(与路线垂直)垂直向下的断面,然后再摊铺新的混合料。
1)养生水泥稳定土基层每一段碾压完成并经压实度检查合格后应立即开始养生,不应延误。但如水泥稳定土分层施工时,下层水泥稳定土碾压完后,过一天就可以铺筑上层水泥稳定土,不需经过7d养生期。但在铺筑土层稳定土之前,应始终保持下层表面湿润。为增加上下层之间的粘结性,在铺筑上层稳定土时,宜在下层表面撒少量水泥或水泥浆。此外,如水泥稳定土用作水泥混凝土路面板的基层,且面板是用小型机械施工的,则基层完成后不需养生就可铺筑混凝土面层。
水泥稳定土基层养生方法如下:
用不透水薄膜或湿砂进行养生。用砂覆盖时,砂层厚7~10cm,砂铺匀后,应立即洒水,并保持在整个养生期间砂的潮湿状态。也可以用潮湿的帆布、粗麻布、草帘或其他合适的材料覆盖,但不得用湿粘土覆盖。养生结束后,必须将覆盖物清除干净。
采用沥青乳液进行养生。乳液应采作沥青含量约35%的慢裂沥青乳液,使其能透入基层几毫米深。~,宜分两次喷洒。乳液分裂后,宜撒布3~8mm或5~10mm的小碎(砾)石,小碎石约撒布60%的面积(不完全覆盖,但均匀覆盖60%的面积,露黑)。养生结束后,沥青乳液相当于透层沥青。也可以在完成基层上立即
(或第二天)做下封层,利用下封层进行养生。
无上述条件时,可用洒水车经常洒水进行养生,每天洒水的次数应视气候而定。整个养生期间应始终保持稳定土层表面潮湿,不应时干时湿。洒水后,应注意表层情况必要时,用两轮压路机压实。
除采用沥青养生外,养生期不宜少于7d,如养生期少于7d就已做上承层,则应注意勿使重型车辆通行。若养生期间末采用覆盖等措施,除洒水车外,应封闭交通,若采用了覆盖措施,不能封闭交通时,应限制重车通行,其他车辆的车速不得超过30km/h。
养生期结束后,应立即喷洒透层沥青或做下封层,并在5~10d内铺筑沥青面层。在喷洒透层沥青后,应撒布3~8mm或5~10mm的小碎(砾)石。如喷洒的透层沥青能透入基层,且运料车辆和面层混合料摊铺机在上行驶不会破坏沥青膜时,可以不撒小碎(砾)石。如面层为水泥混凝土时,也不宜让基层长期暴晒开裂。