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气泡混合轻质土顶部底基层施工工艺新方法
双击自动滚屏 发布者:中科新浇 时间:2020-8-14 8:47:59 阅读:833次 【字体:

气泡混合轻质土泡沫轻质土)作为一种新型道路填筑材料,其良好的轻质性、强度可调性、流动性、硬化后自立性等诸多优点,在工程中的应用越来越广泛。但气泡混合轻质土的流动性会使在有纵顶坡的道路上形成台阶,气泡混合轻质土的脆性不利于底基层的大型机械施工,所以非常有必要对气泡混合轻质土的顶部底基层施工工艺转换进行研究。

1结构分析

(1)顶部台阶

气泡混合轻质土固有的较强的流动特性,使气泡混合轻质土路基顶部无法做出纵坡及横向流水坡,气泡混合轻质土的时间凝结性使其在施工时必须进行分仓分层施工,分仓大小与气泡混合轻质土生产能力相匹配,并且每个区块也不能太小,一般控制在100-200m³,层厚控制在0.3-1.0 m/层。道路路面的横坡在1.5-2%,纵坡在0.6-3%,每仓分块为20m×20m时,气泡混合轻质土(泡沫混凝土)顶面与设计标高会产生0~1500px的台阶,在局部坡率较大的地方可以通过调整分仓大小来降低台阶高度至750px。根据《公路路面基层施工技术规范》的要求:“石灰工业废渣稳定土结构层用18-201三轮压路机和振动村路机碾压时,每层的压实厚度不应超过500px,每层的最小压实厚度为250px。泡沫轻质土顶部存在的台阶不能满足底基层二灰土摊铺与压实条件。

(2)底基层作业

气泡混合轻质土具有一定强度,顶层气泡混合轻质土强度为0.8 MPa,气泡混合轻质土为含有气泡的空隙结构,具有脆性,在进行底基层施工时会有较重载重汽车行使在气泡混合轻质土顶部,载重汽车的行驶对气泡混合轻质土台阶处的损伤最大,容易造成台阶梭角破碎。路面结构施工工艺:路面结构层施工均为大型机械设备,重载车辆能否可以上气泡混合轻质土路面施工,多重的车辆可以上路面施工,采取什么样的方式进行施工,对气泡混合轻质土顶面会产生多大的破坏影响,均需要进行实地的试验后方可确定。通过试验找出一个对气泡混合轻质土影响最小,成本最低、工艺成熟的施工方式,进而推广。根据道路底基层施工的常规方法考虑,主要有4种方法:

(1)路拌法底基层;

(2)厂拌法底基层;

(3)混凝土结构调坡;

(4)水稳调坡。

2气泡混合轻质土载荷试验

底基层施工,无论采用何种方法与工艺均需满

足重载车辆行走的要求,土方运输车辆以及碾压设备均会对气泡混合轻质土顶部质量产生影响,需要通过试验与计算确定载重汽车上路对气泡混合轻质土的影响程度。

路床基部位气泡混合轻质土强度为0.8 MPa,根据气泡混合轻质土强度检测其实际强度均在0.9-1.0 MPa,强度满足设计要求。

现场试验用车辆为双桥前4后8轮式载重汽车,其对应的载重量为:0.8 МРа ×(0.3 × 0.2 × 4+0.6 ×0.2 ×4㎡=

0.576MN=57.6t理论计算气泡混合轻质土顶采用双桥前4后8轮式载重汽车至少可以承载57.6 t。

现场试验车辆总重52t,采用直行前进后退,以及转向两种方式对气泡混合轻质土顶面进行载荷试验。

该仓气泡混合轻质土施工时间已满1个月,试验车辆直行上气泡混合轻质土顶面对车辙进行观察与测量,气泡混合轻质土顶面无明显压痕,无法测量车辙深度。

试验车辆转向时前轮外气泡混合轻质土表面有轻微破损,未发现气泡混合轻质土顶部有裂纹产生,气泡混合轻质土顶面可以行走重载车辆。

根据试验气泡混合轻质土顶部直接行走52t载车车辆未对气泡混合轻质土采用明显破坏。设计在气泡混合轻质土顶面设置有一层防水土工布与土工格栅,会对气泡混合轻质土有一重保护,车辆在上部行走与转向对气泡混合轻质土的影响可以忽略。

3底基层施工工序转换研究

(1)路拌法石(二)灰土底基层

常规路拌法底基层施工的工艺流程:闷灰→铺筑灰土→检查调平整型→补灰→翻拌、粉碎→稳压→找平整型→碾压成活→养生。

路拌法施工中,第一次闷灰量一般掺量为总参量的40%-60%,用于降低土体的含水量与土体的砂化处理,闷灰时间为一周左右,翻拌次数3-5次。

灰土的铺筑:常规采用载重汽车运输,路基划格堆土的方法,推土机推平,平地机整型。因气泡混合轻质土顶存在台阶,且气泡混合轻质土强度只有0.8 MPa,载重汽车在气泡混合轻质土顶面行走与转弯对气泡混合轻质土会产生破坏,其影响程度是需要予以考虑的。灰土补灰与翻拌:气泡混合轻质土顶部设有防水土工布与土工格栅,且底基层作为调坡层,其厚度由0-750px,采用机械进行现场翻拌无法精确控制各个部位的翻拌深度,翻拌深度不够会导致灰土拌和不均匀,翻拌深了会破坏土工布与土工格栅以及气泡混合轻质土顶部

在气泡混合轻质土顶部采用路拌法施工缺点较多,无法在保证质量的情况下顺利实施。(2)厂拌法石(二)灰土底基层底基层石灰土采用厂拌法集中闷灰、拌料,粉碎均匀,检测灰剂量、含水率合格后,直接运输至现场后铺筑。

厂拌法的优点:解决了路拌法的现场二次掺灰、现场二次粉碎的工序,在厂内集中拌制可以采用现代设备集中粉碎,集约化生产有利于控制灰土的质量,有利于环境保护,控制场尘污染。厂拌法的缺点:增加了土源至拌和厂、拌和厂至现场的运输,需要设置拌和厂的场地,并配备相应的拌和设备,投资相对于路拌法要有大幅增加。

铺筑:为保证气泡混合轻质土台阶处边角不被损坏,铺筑时采用推土机前向铺筑,载车汽车须行走在已铺设灰土的位置,采用推土机初步推平,从而避免对气泡混合轻质土边角的破坏。

整平碾压:气泡混合轻质土顶部存在0-750px的台阶,其顶部铺设石灰土调坡层会导致层厚大于20 cm,超出规范允许厚度,碾压时无法保证碾压质量;顶部厚度小于250px,低于规范允许厚度,容易形成薄层起皮现象,无法保证质量。这是厂拌法和路拌法均无法解决的问题。另外因气泡混合轻质土台阶面导致的各仓之间不连续,不利于机械化施工,工效较低,且易对气泡混合轻质土边缘部位产生损伤。

(3)混凝土结构调坡

气泡混合轻质土顶部底基层施工最大的问题即是台阶问题,解决台阶问题才能保证上部水稳及沥青路面的铺设平整度及质量,采用常规方法施工底基层无法解决台阶问题,可以先消除台阶,进而保证上部结构层的施工。

采用低标号混凝土可以解决顶部纵坡、横坡问题,同时也可以避免对气泡混合轻质土的破坏。

采用C15混凝土进行调坡,混凝土调坡层最小厚度200px,对混凝土进行振捣,可以保证混凝土密实与强度,对混凝土表面进行收坡,可以解决大部分气泡混合轻质土顶部台阶,并保护气泡混合轻质土边角。

C15混凝土的比重较石灰土比重高1/2,会增加泡沫土上荷载,混凝土平均厚度约18 cm,单位面积增加的重量只有很小,相当于每平米增加了

1.3 kN,对基础影响很小。

采用C15混凝土调坡其造价相对于石灰土会较高一些,但混凝土调坡受雨水天气影响相对石灰土会小,只有不下雨的时间空隙3-4h即可施工。混凝土运输车可以直接上气泡混合轻质土顶面,也可以采用泵车进行浇筑。

(4)水稳调坡

水稳作为路面基层材料,其生产均为拌和站集中生产,现场摊铺形式,在生产本身具备优势。水稳不需要在现场进行二次拌和,不会产生对基底的破坏。

水稳摊铺厚度可以从10~500px范围内作调节,局部位置可以放宽至25 cm。对气泡混合轻质土顶部的台阶可以采用水稳直接进行调坡,分两次调整台阶。第一次10-625px,在其上再进行第二次调坡,达到顶部横坡与纵坡条件。

采用水稳直接调坡存在分仓区块较小,需逐仓进行调坡,同时台阶未完全消除前对气泡混合轻质土的边角保护难度较大,重型机械的行走会对边角产生破坏。调坡水稳无法采用摊铺机铺设,无法采用推土机作业,碾压时压路基分别进入各仓存在困难。同时不利于水稳的大面积施工要求,存在工效较低的问题。

在普通道路纵坡不是很大的情况下,可以采用水稳进行调坡,因为纵坡不大,只需要解决横坡问题,道路纵向可以通长施工,不存在对气泡混合轻质土台阶的影响。

(5)混凝土、水稳组合调坡

根据气泡混合轻质土自身特点,顶部台阶的情况,利用混凝土与水稳各白的优点进行组合调坡。一次调坡:一次调坡采用混凝土进行调坡,消除大于200px的台阶部位。并对气泡混合轻质土边角进行保护,为大型机械设备行走提供相对平整的场地。二次调坡:采用375px水稳进行二次调坡,整型出顶部的纵坡与横坡,便于进行下一层水稳层的正常施工。可以采用摊铺机械进行机械化作业,保证水稳基层的施工质量与效率。

4结论

根据以上分析对比,可将气泡混合轻质土顶部台阶处理工艺归类,通过对比可知,5种调坡方式以素混凝土+水稳调坡方式最优。

该工程为收费站广场,路面宽126 m,处于两处高架桥中间,纵坡、横坡较大,尤其是横向分仓较多,产生大量的台阶,需要采用合理的调坡方式施工以保证道路的施工质量。该工程即采用平均厚度为450px素混凝土与一层375px水稳进行两次调坡,最好的保护了气泡混合轻质土,同时保证了施工工效。

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