公路工程中天然砂砾的应用论文

论文范文 时间:2019-11-08 我要投稿
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  摘要:天然砂砾具有强度高、刚度大、稳定性强、透水性好、工后沉降小等诸多优点,在公路工程中得到广泛应用。文章对天然砂砾在公路工程中路基填筑、路面结构层的应用,分别从施工工艺、质量控制及存在问题和注意事项等方面进行介绍,以供参考。

  关键词:天然砂砾;路基填筑;路面基层;公路工程;路面结构层

  天然砂砾具有强度高、刚度大、稳定性强、透水性好、工后沉降小等诸多优点,在公路工程中得到广泛应用。在此,笔者结合多年的工程实践和点滴积累,谈谈天然砂砾在公路工程中的应用。

  1天然砂砾在路基填筑中的应用

  笔者最早接触天然砂砾是在1998年,当年涉左公路涉县段改建工程开工建设,该工程起于涉县城,依山傍水,沿清漳河蜿蜒西进,止于冀晋省界,全长27km。按山岭重丘区二级公路标准改建,路面宽11.5m,两侧各设0.25m的水泥混凝土路缘石;城区段为2m绿化带+16m主道+2m绿化带+6m辅道。在路基填筑中,全部采用清漳河中的天然砂砾填筑,疏河筑路、变废为宝、节约土源、经济环保,仅路基节约土源就近80万方。用砂砾填筑的路基刚度大、强度高、稳定性强、透水性好、工后沉降小;与土方路基相比,基本不必操心含水率,好“侍弄”;受雨水影响小,不翻浆,不须晾晒,雨过天晴即可复工,雨期能赶工期,可谓好处多多。自涉左公路改建工程始,笔者就与天然砂砾结下了“不解之缘”。在后来的公路工程中,河茅公路、阳索公路、平涉公路涉县南段等改建工程,全部采用天然砂砾筑路。不断积累,不断总结,不断完善,逐渐掌握了天然砂砾筑路的施工工艺。

  1.1施工工艺和施工要点

  用于公路路基的填料要求挖取方便、压实容易、强度高、水稳定性好,天然砂砾很符合这一要求。天然砂砾填筑路基的施工工艺比较简单,主要控制砂砾的最大粒径、虚铺厚度等。用于路堤填筑的天然砂砾最大粒径为15cm,用于路床填筑的最大粒径为10cm。在取料时和路基填筑施工现场拣出超大粒径的砾石,取料处为主,填筑现场为辅。路堤填筑时,必须根据设计断面,分层填筑、分层压实。宜采用水平分层填筑施工。如原地面不平,应先低后高,由最低处分层填起,每填一层,经压实符合规定要求后,再填筑上一层。且逐步与纵坡平行。路堤填筑要“多填多压”。宽度每侧应宽于填层设计宽度为30~50cm,压实宽度不得小于设计宽度,以确保路基边缘压实符合要求,路堤填筑完成后再进行削坡。填筑时,合理卸料,宜采用“卸高推低法”,以防出现粗细料集中的离析现象。一旦出现离析料“窝”,要进行处理。天然砂砾的最大虚铺厚度应以路基填筑试验段为准。用大型推土机摊铺和初平,平地机精平,辅以人工整平。平整度越好,压实质量就越均匀,路基整体性就越强。也可以这样说,没有平整度,就没有压实度。在此指出一条施工经验:路基在摊铺、整平后,压实前要尽量多洒水,适时进行碾压,效果非常理想。路基压实机械组合和碾压遍数要以路基填筑试验段为准。一般用振动压路机和三轮静碾压路机联合碾压,振动压路机先稳压一遍,再振动3~4遍,最后用三轮静碾压路机碾压1~2遍,压至表面没有轮迹为止,这就是“无迹为终”。有条件的话,用拖碾碾压效果会更好。

  1.2质量控制要点

  天然砂砾路基填筑的质量,主要是控制压实质量,用“压沉值”法检测。具体方法如下:在压实成型的路基填筑层面上,平放个10cm*10cm的钢板。在钢板上立塔尺,用水准仪读数并做记录,然后在振动压路机开振状态下碾过钢板,再在钢板上立塔尺,用水准仪读数并做记录,比较两次读数的差值,若在0~2mm之间,则表明该点压实质量合格,再检测下一个点;若差值大于2mm,则表明此层路基压实质量不合格,需继续碾压,直至合格为止。压沉值必须一层一检。检测频率不得少于土方路基压实度的检测频率。

  1.3存在问题及注意事项

  砂砾路基填筑施工中,超大粒径的控制问题比较突出,拣出来较费时费力。与土方路基相比,由于填料粒径大,路基平整度较难控制。砂砾路基填筑质量的检测方法,还有待于进一步研究和规范。另外,在桥涵、挡土墙等构造物的基底换填处理中,天然砂砾是很理想的换填材料,在桥涵台背、挡墙墙背回填施工中也是常用材料。

  2天然砂砾在路面基层(底基层)中的应用

  天然砂砾在路面基层(底基层)中的结构形式有石灰稳定砂砾、水泥稳定砂砾、水泥稳定碎砾石等。仍从涉左公路涉县段改建工程谈起,该工程的路面结构形式为18cm石灰稳定砂砾底基层+18cm水泥稳定砂砾基层+9cm沥青混凝土面层。需特别指出的是,涉左公路改建工程,创造了15年没有大修的奇迹,该公路可是条晋煤外运的大通道。实践证明,天然砂砾“功不可没”。在后来的公路工程中,为了更好地控制最大粒径,加快整平速度,提高整体铺筑效果,还用了水泥稳定碎砾石基层(底基层)。总体上讲,它是三种结构形式中最优的。

  2.1施工工艺和施工要点

  石灰稳定砂砾、水泥稳定砂砾、水泥稳定碎砾石等三种路面结构层施工工艺的共性特点:基层(或底基层)施工前,必须在正式路线上按正规方法铺筑试验段,以确定松铺系数、水泥(石灰)剂量、最佳含水率、压实度、机械组合和碾压遍数等施工参数。基层(或底基层)混合料的拌和,要做到计量精确、拌和均匀、干湿适宜、色泽一致。运输车辆要备覆盖物,以减少水分损失,卸料时不掀开最好。基层(或底基层)铺筑时,一定要保证下承层表面湿润,否则基层(或底基层)混合料底部一定范围内的水分容易被下承层吸去,影响基层(或底基层)强度的形成。基层(或底基层)铺筑时,严格控制铺筑厚度,厚度不足,承重能力减弱,影响公路使用寿命。基层(或底基层)铺筑时,用平地机精平时,只能向铺筑的前进方向刮,且以不超过3遍为好,不得来回刮。基层(或底基层)的碾压,初压用双钢轮稳压;复压用振动压路机;终压用三轮静碾压路机、胶轮压路机。基层(或底基层)铺筑时,严把平整度关。因为平整度要向上反射,初压后发现表面低洼处,严禁用薄层贴补法进行找平,以免形不成整体,一定要耙松该处后再补混合料。养生期内覆盖养生最好,洒水养生要确保其表面湿润,不应忽干忽湿。刚开始洒水时要喷雾式洒水,不得用高压喷水,以免破坏基层(底基层)结构。还要实行交通管制,除施工车辆可慢速通行外,禁止一切机动车辆通行。石灰稳定砂砾、水泥稳定砂砾、水泥稳定碎砾石等三种路面结构层施工工艺的个性特点:石灰稳定砂砾:一是保证石灰质量,且要充分消解。一般存放超过6个月要复合材质;二是砂砾集料的最大粒径和级配应符合规范要求。砂砾必须过筛。水泥稳定砂砾:一是水泥质量要符合设计和技术规范要求;二是砂砾集料的最大粒径和级配应符合规范要求。砂砾必须过筛。三是从拌和、摊铺、整平到碾压成型,不得超过水泥的终凝时间,否则将降低基层的强度。这就要求施工紧凑,速度要快,且合理安排日进度。水泥稳定碎砾石:一是水泥质量要符合设计和技术规范要求;二是碎砾石集料的最大粒径和级配应符合规范要求;三是从拌和、摊铺、整平,到碾压成型,不得超过水泥的终凝时间,否则将降低基层的强度。这就要求施工紧凑,速度要快,且合理安排日进度。实践证明,水泥稳定砂砾和水泥稳定碎砾石混合料拌和,含水率略大于最佳值为宜。如用稳定土集中厂拌机械拌制混合料,用稳定土摊铺机摊铺,铺筑效果更佳,且能加快施工进度。

  2.2质量控制要点

  石灰稳定砂砾、水泥稳定砂砾、水泥稳定碎砾石等三种路面结构层的铺筑质量,主要是控制压实度、强度和厚度等。要采取切实有效措施减少结构层出现裂缝,如砂砾、碎砾石集料的级配要严格控制,特别是5mm以下细粒料不得超过规定值,最好用低限;在确保强度的前提下,石灰、特别是水泥用量宁低勿高;养生期要保证;上层施工要紧凑(减少空气中暴露时间),不要缩短工期,也不要人为延长工期。

  2.3存在问题及注意事项

  砂砾的筛选要控制严格,否则影响铺筑质量和钻取芯样。水泥稳定砂砾、水泥稳定碎砾石从拌和开始直至碾压成型的施工时间要严格控制,不得超过水泥的初凝时间。水泥稳定砂砾、水泥稳定碎砾石基层(或底基层)裂缝的预防措施,还有待于进一步积累和总结。

  3结语

  天然砂砾因其诸多优点,而在公路工程中得以广泛应用,但是砂砾路基填筑质量的检测方法还有待于进一研究和规范;石灰、水泥稳定砂砾最大粒径能够最大限度地放宽到多大,还有待和同行一道在施工中进一步探索和总结。在此,笔者只起一个抛砖引玉的作用。

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