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墊層是路面結構的重要組成部分, 起著連接路基和路面、隔水及傳遞路面荷載的作用。對路面墊層的質量,在設計規范中要求含泥量小于5%。一般在具體施工中,參照級配碎(礫)石底基層來執行。但是,這種墊層對材料及施工的要求與級配碎(礫)石底基層并不*相同,因為它只是滿足規范中對級配碎(礫)石底基層的要求,并不能滿足墊層的質量要求。
1 路面墊層質量的要求
質量要求:路面墊層首先要具有較高的彈性模量,這樣才能提供良好的荷載分布能;其次要具備較高的抗剪強度,從而減輕車輛作用下的轍槽;當然還要具有高的透水性,可以使進入的自由水在有條件時能快速排出;另外其中的細土的塑性還要盡可能小,這樣可以保證良好的水穩性。通常使用的材料一般為無結合料的級配碎(礫)石等。
如果滿足上面對路面墊層材料的要求,其材料限制要高得多。采用的材料級配良好,在充分壓實的條件下,就可以保證有足夠的強度和模量,可以滿足受力的需要,但其透水性和水穩性很難以保證。在目前規范對這種材料的要求中,規定的墊層材料小于0.075mm顆粒含量可達7%~10%,同時允許有一定的凍脹性。材料盡管有粘聚力,但非常的小,甚至不足以抵抗由于粘粒的自然膨脹所產生的作用。因此這種結構不利于提高路面使用壽命。
要具有大的滲透系數,小于0.075mm以下顆粒含量要盡可能少,材料以嵌擠骨架結構為佳,具有較大的空隙率,這種結構毛細作用很弱,不易存水,具有較小凍脹性,真正能起到切斷毛細水上升、防凍、吸收路基裂縫所產生的作用。
盡管這種結構能夠符合現行規范對級配碎(礫)石底基層的要求,但按現行規范規定施工的墊層大部分不能滿足要求,在實際使用中,墊層幾乎沒有真正能夠滿足使用要求的。為此對路面墊層制定專門的技術要求是必要的。
2 目前使用的路面墊層的缺點
由于以上所講的墊層要求材料粘聚性小,并且缺少用于填充孔隙的細顆粒的特點,因此其在壓實后與常見的級配碎(礫)石底基層不同,主要表現在如下:
(1)、壓實后表現始終處于松散狀態,只要行車,平整的表面馬上會被破壞。
(2)、標高難以控制,由于主要是粗骨料、細料相對較少,因此難以用細料找平頂面,影響標高控制精度。
(3)、壓實度難以準確檢測,由于結構層處于松散狀態,在挖坑過程中不能保證坑壁穩定,無法用灌砂法等辦法檢測,采用核子密度儀,也只能用表面散射法檢測其密實度,而且無法校驗。
(4)、彎沉檢測因難,砂礫墊層經常擔負處理挖方段軟弱路槽的作用,路基強度無法檢測,就換為檢測墊層頂面的彎沉,由于汽車車輪著地面積小,在車輪作用下,表層的部分砂礫可能會發生輕微變位,就會導致彎沉檢測結果不準確。
(5)、其他諸如平整度、厚度、橫坡等的指標控制難度也相對較大。
由于以上原因,施工單位在具體實施時一般傾向于選擇顆粒較多、具有一定粘性、易于壓實和成型的級配,盡管表面看效果非常好,但卻影響了墊層的使用效果,可以說,這是由于現行規范的不完善造成的。
3 路面墊層質量標準
根據施工中的實際情況,這里提出以下質量檢驗標準,能夠達到優良水平為標準,僅供參考。
(1)、材料要求
優先選用優質砂礫或用石料破碎的碎石,但粉塵大的石料不宜采用;材料應潔凈,采用破碎碎石時,碎石破碎時間不能過長,表面沾有大量石粉的石料不宜于墊層;骨料材料應具有足夠的強度,應滿足三級以上石料的標準;小于5mm部分應基本沒有塑性,建議塑性指數小于2。其中小于0.075mm顆粒含量應盡可能少,少于3%,受條件限制進也不宜超過5%,并應具有足夠的滲透系數;對級配要求不需要太嚴,但應保證穩定性要求。
(2)、施工要求
天然混合砂礫或未篩分碎石,可直接攤鋪碾壓,分級準備的材料宜用拌和機拌和均勻后方可攤鋪;應采用機械攤鋪,在攤鋪過程中應避免離折,對于局部發生離折的部位,應通過補充拌和保證其均勻性,嚴重離折的應局部換料;攤鋪后的墊層應具有合適的路拱和均一致的初始密實度,以保證壓實效果,如果是用推土機配合平地機進行攤鋪,應用推土機充分排壓后再整平,方可碾壓。初始壓實度不均的后果將是局部壓實度不足;應在適當含水量下壓實,適當的含水量可以保證壓實效果;壓實合格的標準是自重10~12t的振動壓路機在20~22t激振力下進行碾壓,表面無明顯推移和輪跡。
在進行下一層施工前,必須封閉交通,缺少粘聚力的墊層在行車荷載作用下表面必然會被破壞,如果長期大量行車,受影響深度將相當大。在下一層施工時,車輛應盡可能少在墊層上行走。表面的破壞不會對其整體強度產生影響,但在下一層施工時必須注意切實壓實,使受破壞的表面重新處于穩定狀態。
(3)、 施工方法
施工工藝流程為:
路基路床整理→天然砂礫混合料檢測→施工放樣→自卸汽車運料到工地→攤鋪→檢測攤鋪料含水量→振動壓路機碾壓→檢測密實度。
經監理工程師驗收合格后的路基上鋪筑墊層材料。墊層施工采用人工和機械結合施工、自卸汽車運天然砂礫混合料,裝載機粗平,再用人工精平。
(4)、 施工注意事項
墊層施工采用人工和機械結合施工、自卸汽車運天然砂礫混合料,裝載機粗平,再用人工精平。
在鋪筑墊層前,在放樣好的樁位掛線施工,應將路基面上的浮土、雜物全部清除,并灑水濕潤。
攤鋪天然砂礫混合料時無明顯離析現象,或采用細集料作嵌縫處理。經過平整和整修后,采用20T的壓路機進行碾壓,保證壓實度至重型擊實大密度的96%以上。每段路碾壓完后質檢員進行檢測,并把試驗資料交經監理工程師審批。
凡是壓路機不能壓到處都要采用夯實機進行夯實,直到符合規范要求止。嚴禁壓路機在已經完成的或正在施工的路段上調頭和急剎車。
4、砂礫墊層施工中的質量監控
在路槽各項指標均符合設計規范要求后,在現場監理許可的情況下,可以進行砂礫墊層的攤鋪施工。其質量監控主要包括:
對材料質量的監控,主要檢驗材料的物化性質、顆粒級配和液塑限指數,只有以上指標均達標才能使用。
施工中主要控制攤鋪寬度、厚度、高程、平整度、橫坡度,并控制碾壓時的含水量,以便使碾壓達到效果,密實度達到設計要求。在攤鋪碾壓完畢后,進行質量自檢并整理有關資料,自檢合格后請監理進一步檢查并請求進行彎沉測試,在監理認為各方面合格后申請下一工序的施工。