水泥稳定碎石基层超高反坡段一次成型施工方法技术领域
本发明涉及一种施工方法，具体涉及一种水泥稳定碎石基层超高反坡段一次成型施工方法。
背景技术
常规的路面基层超高段，其横坡为一面坡，即路面与路肩处横坡一致，可采用路拌、平地机找平施工工艺，也可采用机械化程度更高的场拌、摊铺机摊铺施工工艺。而在有些公路建设中，其超高段设计路面与路肩横坡不一致，即俗称的“反坡”。常规施工方法一般采用路面和路肩分开进行，即采用机械化程度较高的摊铺机进行路面施工，然后采用人工配合机械进行路肩施工。因本项目路肩仅为1.5米宽，施工范围狭小，拌和，找平等工作均需要人工来完成，不仅进度较慢，此方法还多条纵缝处理，质量也不是很好。本发明针对现有施工方案中存在的这类问题提出了一种水泥稳定碎石基层超高反坡段一次成型施工方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水泥稳定碎石基层超高反坡段一次成型施工方法，解决了基层超高反坡段一次成型的施工难题。
本发明提供的水泥稳定碎石基层超高反坡段一次成型施工方法，施工步骤如下：
第一步，施工放样；
确定超高段桩号，针对直线段进入曲线段和曲线段进入直线段的放样，对其临界点做出标志；
第二步，布置基准线钢丝；
在中桩的边缘及路肩内边线，放测高程控制桩，采用两边挂线控制高程，沿路两边打支撑桩，直线段桩距10米，平曲线段间距5米，挂￠3.0mm钢丝，每隔100～150米用紧线器拉紧，拉力为8～10KN；
第三步，摊铺机端头熨平板调节；
行车道6.5米，路肩两边各1.5米，主车道超高段横破在3％～4％之间转换，根据公路技术参数，将加工可调的1.5米的熨平板组装在摊铺机两端，中间固定不变6.5米的熨平板，总长9.5米，根据主车道最小的横坡度3％与高程要求将1.5米熨平板的底板及夯锤加工成与之相符的几何关系；
第四步，摊铺；
采用双侧纵坡传感器，提高传感精度，传感器上的滑杆探测器位于基准上，置于熨平板前30～50cm；摊铺前将底基层洒水湿润，检查摊铺机各部分运转情况，调整好熨平板的宽度，并根据基层厚度调整高度，垫方木，然后摆放在待铺位置，使振捣锤压在方木边缘，离边缘2～5cm，把熨平板处于浮动状态，调整好油标和标尺，然后进行布料，在横坡道上摊铺时在左右两侧使用相同方向的螺旋叶片；
第五步，碾压；
碾压紧跟摊铺机，行车道摊铺50米距离开始用14T振动压路机碾压，超高反坡段路肩紧跟摊铺机，使用手动振动压路机碾压；
直线段由两侧向中心碾压，曲线段由内侧向外侧碾压，碾压时纵向重叠不小于0.4m，横向搭接不小于2m，以先静压后振动，先小吨位后大吨位为原则，最后静压1遍以使表面平整光洁，碾压速度为1.8～2.2Km/h；
第六步，养护；
养生在碾压工序结束，进行洒水一遍，在洒水湿润后，以撒布沥青乳液透层的方式进行养生盖，养生期应不小于养生期为7天。
第二步中，支撑桩采用蝶形帽螺钉、横竖紧固横杆类型，横杆端部挂线处开环型凹槽，槽深3mm。
第三步中，根据横坡变化，在基本夯锤板与冲头和熨平板与熨平板箱体之间增加与横坡变化量一致的加工件，摊铺至曲线段渐变直线段的缓直点时，根据横坡变化在减少加工件，直至直线段路面与路肩横坡一致时，取出全部加工件。
第四步中，当需设置横向接缝时，其处理方法是将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除，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垂直向下的断面，摊铺机返回到压实层的端部，用木垫板垫至虚铺高度，再摊铺新的混合料，继续下一步施工；
横缝设置采用两种方案：其一为非正常情况下设置横缝，如摊铺中断超过2h，则应将摊铺机附近及其下面未压实的混合料铲除，将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成与路中心线垂直并垂直向下的断面，并在断面上刷水泥浆，然后再摊铺新的混合料正常进行纵向碾压；其二为当天施工结束某一施工层的作业段，第二天再进入本层的下一段施工前，将已压实地段的横向接头部位1m范围垂直切割，清除干净，切割处按松铺厚度摊铺碾压，接缝处碾压至少应搭接2m。
第五步中，碾压的行走方式有两种，一种是振动碾的碾压方向与路基的线性一致，振动碾的停车位要错开成阶梯状，并用人工将停车位的隆起铲平；另一种是振动碾在停车回压前向左或右拐一下方向，下一次的停车痕迹超过上一次；在碾压过程结束之前，施以平地机再终平处理一次，对局部高出部分刮除后清除路堤之外。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：本发明提供的水泥稳定碎石基层超高反坡段一次成型施工方法，公路采用水泥稳定碎石基层超高反坡段一次成型施工前，每公里需消耗3工日，而本发明则仅需2天即可完成，平均每公里节约1个工日。根据合同工程量112.5公里计算，可节约工期100多天。并且后序工作如透层，沥青混凝土磨耗层，预裹沥青石屑封层等均可提前开工，如按综合计算法的话，则节约工期大大超过100天。
附图说明
图1为高程控制桩结构示意图。
图2为摊铺机端头熨平板调节的结构图。
图3为适宜用做水泥稳定集料的颗粒组成范围表。
图4为每公里节约直接费用表。
图中：
1蝶形帽螺钉2横杆3滑动块
4凹槽5夯锤板6加工件
7冲头8螺栓9烫平板底板
10钢板
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
本发明适用于超高段有反坡要求的任何等级公路基层施工，也适应于有反坡要求的底基层及面层施工。
本发明的工艺原理是采用LTU120多功能摊铺机摊铺的施工方法，将与路肩宽度1.5米一致的熨平板组装在摊铺机的两端，根据主车道横坡度和路肩横坡度的变化，调节端头熨平板达到基层超高反坡段一次成型施工的要求。
本发明的施工方案：
一、施工放样。
准确确定超高段桩号，特别是直线段进入曲线段和曲线段进入直线段的放样，对其临界点(直缓点、缓直点)做出醒目标志，此点也是路面与路肩横坡不一致起始点或结束点，以便基层施工人员及时准确的调节摊铺机，使超高段基层完全无误的按设计要求进行。
二、布置基准线钢丝。
在中桩的边缘及路肩内边线，放测高程控制桩，采用两边挂线控制高程，沿路两边打支撑桩，直线段桩距10米，平曲线段间距5米，挂￠3.0mm钢丝，每隔100～150米用紧线器拉紧，拉力一般为8～10KN。桩点测设高差必须满足精度要求，支撑桩最好采用蝶形帽螺钉1、横竖紧固横杆2类型，横杆2端部挂线处开环型凹槽4，槽深3mm，蝶形帽螺钉1的下方为滑动块3。如附图1所示，放样高程＝设计高程+松铺量±控制桩至路肩边线距离(一般为50～80cm)*设计横坡度，控制横杆2的外伸量应保持各桩一致，施工中确保桩位稳固，线位不变，高程精度达到规范要求。
三、摊铺机端头熨平板调节。
行车道6.5米，路肩两边各1.5米，主车道超高段横破主要在3％～4％之间转换，因此，通过对以上数据的研究，结合我们采购的LTU120多功能摊铺机技术参数，对摊铺机进行改进组装，可以达到超高反坡段基层一次成型的要求，具体做法如下：根据公路技术参数，将加工可调的1.5米的熨平板组装在摊铺机两端，中间固定不变为6.5米的熨平板，总长9.5米，符合技术要求，根据主车道最小的横坡度3％与高程要求将1.5米熨平板底板9及夯锤板5加工成与之相符的几何关系，熨平板底板9通过螺栓在下方设置钢板，熨平板底板9的上方为冲头7，这样使摊铺成型的路面保证一致的密实度。由于主车道的横坡是个非常量，则反坡段路肩与路面夹角α在不断变化，因此，基层施工摊铺至超高反坡段前的直线段渐变曲线段的直缓点时，根据横坡变化，在基本夯锤板5与冲头7和加工而成的端头1.5米熨平板与熨平板箱体之间逐渐增加与横坡变化量一致的加工件6，即可保证路面横坡与路肩横坡均达到设计要求，摊铺至曲线段渐变直线段的缓直点时，根据横坡变化在逐渐减少和加工件6，直至直线段路面与路肩横坡一致时，取出全部和加工件6，至此，端头熨平板与主熨平板保持一致，完成超高反坡段施工，至下一反坡段来临时，如此反复即可，如附图2所示。
四、摊铺。
摊铺速度：
选择摊铺机工作速度时，要综合考虑混合料的供应能力，既相应的拌和设备生产能力，自卸车吨位，数量，运距等运输能力，摊铺的宽度和厚度，特别还要考虑超高反坡段的特殊性，使摊铺机在不同路段保持不同的施工速度连续作业，以保证铺筑出密实度均匀，高平整度的基层路面；
合理的摊铺速度计算公式如下：
V＝Q/60BHY
式中：V表示摊铺速度(m/min)；Q表示混合料供应能力(t/h)；B表示摊铺宽度(m)；H表示摊铺厚度(m)；Y表示混合料的容重(t/m3)；
超高反坡段摊铺速度；
根据气候条件，设计参数，混合料性质等因素，经过长时间探索得出，超高反坡段摊铺速度为正常摊铺速的乘以调整系数K，K＝(B-1.5)/B，建议摊铺速度1.2～3.4m/min.
正确使用传感器；
悬线法施工，摊铺宽度为9.5米，故采用双侧纵坡传感器，以克服熨平板基础件与延伸件因刚性误差而形成的拱度，提高传感精度，传感器上的滑杆探测器应位于基准上，置于熨平板前30-50cm为佳，这样在超高段可获得圆滑而无增量的曲线段。
混合料摊铺：
摊铺前将底基层洒水湿润，检查摊铺机各部分运转情况，调整好熨平板的宽度，并根据基层厚度调整好高度，垫好方木，然后摆放在待铺位置，使振捣锤压在方木边缘，离边缘2-5cm为宜.把熨平板处于浮动状态，调整好油标和标尺，把所有工作装置置于全自动状态，然后进行布料；
设专人指挥运料车向摊铺机内卸料。摊铺机前至少有4-6辆运料车等待卸料方可开始摊铺，以保证摊铺工作连续进行，同时应使摊铺机受料斗中保持足够数量的混合料，以减少出现离析情况，严禁运料车倒车时撞击摊铺机，使摊铺机后移形成台阶.严禁卸料过猛，使摊铺速度产生变化，形成波动或搓板.时刻注意履带行走路线内是否有漏料或其他杂物，并及时清除，
摊铺机后面安排俩人，测量摊铺厚度与调整厚度，并时刻注意传感器工作状态和是否在钢丝上，摊铺机的螺旋布料器应有2/3埋入混合料中；
确认摊铺效果正常后，应牢记摊铺机的各个部位的参数，第二天摊铺时应以此作为摊铺层的依据，不能随便更改摊铺机的运行速度、振动和振捣速度、刮板和螺旋的速度、拱度及仰角的大小。应保证匀速，不间断的连续摊铺，严禁时快时慢或时大时小。尽量减少停机次数，混合料运送间断时会出现停机待料现象
摊铺时直线段应达到摊铺带线直，弯道时摊铺带应圆顺，始终保持正确方向，禁止在摊铺中急打方向，以免路面产生凸起，铺层厚度不一致，路面不平整。
摊铺机在正常纵坡上作业时应由低处向高处摊铺，如果必须下坡作业时，要与自卸车配合，力求速度稳定；在大坡道上作业时要减少受料斗中混合料的数量，按额定摊铺能力的60％进行作业，同时控制行驶速度和转向半径；在横坡道上摊铺时由于混合料容易流向下坡一侧，为防止混合料快速流向下坡一侧，可在左右两侧使用相同方向的螺旋叶片。
摊铺机后应安排2-3人负责清除集料离析、粗集料窝或者粗集料带，并用新拌混合料填补，或加新料拌和均匀后填补整平；
对摊铺过程中万一出现平整度不好的质量问题，只要在混合料中最大粒径不超过方孔筛37.5mm，且摊铺压实时间未超过水泥的初凝时间3小时之内，及时以用平地机轻轻予以刮平，并丢弃刮平的出的废料。在平地机刮平后，要务必用压路机将表面碾压密实。
摊铺混合料施工要点：必须严格遵守摊铺机操作规程；保持摊铺机熨平板前混合料的高度不变；保持螺旋分料器有80％的时间处于工作状态；减少停机/开机的次数绝对避免运料车碰撞摊铺机；施工计划安排上要尽量延长工作时间，尽其最大努力减少横向接缝；摊铺过程中，设定专人专职并随时用直尺检验已完摊铺的表面平整度；确保施工过程中摊铺机始终处于良好工作状态。
横缝处理：
由于本标段结构物较多，一般情况下都以两结构物间为一施工段落，尽量避免横向接缝。当需设置横向接缝时，其处理方法是将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除，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垂直向下的断面，摊铺机返回到压实层的端部，用木垫板垫至虚铺高度，再摊铺新的混合料，继续下一步施工。
横缝设置采用两种方案：其一为非正常情况下设置横缝，如摊铺中断超过2h，则应将摊铺机附近及其下面未压实的混合料铲除，将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成与路中心线垂直并垂直向下的断面，并在断面上刷水泥浆，然后再摊铺新的混合料正常进行纵向碾压。其二为当天施工结束某一施工层的作业段，第二天再进入本层的下一段施工前，将已压实地段的横向接头部位1m范围垂直切割，清除干净，切割处按松铺厚度摊铺碾压，接缝处碾压至少应搭接2m。
五、碾压。
碾压应紧跟摊铺机，及时进行碾压，以防混合料水分挥发，保证结构层在合适的含水量下成型。一般行车道摊铺50米距离开始用14T振动压路机碾压，超高反坡段路肩一般紧跟摊铺机，因作业面狭窄，使用手动振动压路机碾压。
直线段由两侧向中心碾压，曲线段由内侧向外侧碾压，碾压时纵向重叠不小于0.4m，横向搭接不小于2m，以先静压后振动，先小吨位后大吨位为原则，依据试验数据进行碾压，最后静压1遍以使表面平整光洁；
在保证边部压实的同时要防止混合料侧相位移，碾压速度一般为1.8∽2.2Km/h，压路机换档要平顺，严禁急刹车拉动、推挤结构层；
碾压的行走方式一般有两种，一种是振动碾的碾压方向与路基的线性一致，但是振动碾的停车位要错开成阶梯状，而不是成一条直线，并用人工将停车位的隆起铲平。另一种是振动碾在停车回压前向左或右拐一下方向，下一次的停车痕迹超过上一次即可。
在碾压过程结束之前，有必要施以平地机再终平处理一次，其过程应仔细进行，对局部高出部分刮除后清除路堤之外。至此，对于表面的局部坑洼之处，不应再进行找补，只有留待基层或透层油分项工程施工时予以处理。
碾压注意事项。
在混合料摊铺均匀后，要立即振动压路机静压一遍，以暴露摊铺层潜在的不平整之处。至此发现局部的凸凹之处，务以人工用齿耙将其表面5cm厚耙松，并用新拌合的混合料补平，必要时可配合平地机进行整形；施工中必须贯彻“宁高勿低、宁刮勿补”的原则，全部施工工程力争在水泥终凝时间前完成，并达到规定的压实度，且没有明显的轮迹；压路机停车要错开，相隔间距不小于3m，应停在已碾压好的路段上；保证水泥稳定碎石基层边缘压实度，应有一定的超宽；压路机开始碾压时，先沿接缝横向碾压，由前一天压实层上逐渐推向新铺层，碾压完毕再纵向正常碾压；压路机碾压完毕，沿端头斜面开到下承层上停机过夜。
六、养护。
养生在碾压工序结束，并经过压实度检测合格后，应立即进行洒水一遍的养生工序。在洒水湿润后，为防止水泥稳定土中水分蒸发，在完成的基层上即时做透层，以撒布沥青乳液透层的方式进行养生盖，确保水泥充分发挥作用；按技术规范养生期应不小于养生期为7天；养生期间采用路栏封闭交通，并设专人看管，绝对禁止重型车辆行驶，如有洒水车通过时，必须限制车速在15km/h以内；为做到文明施工，应节约水资源。
本发明方案的材料。
对基层施工所用原材料，按相关规范及工程师指令进行试验检测。确保进场原材料质量符合规范及设计要求，并分仓堆放。严格按本项目物资需用计划和物资采购计划进行材料贮备，确保施工材料质量、供应、运输、装卸、储备全部满足正常施工需求。
水泥，水泥作为集合料的一种稳定剂，其质量对集料的质量是至关重要的，施工时选用终凝时间较长，标号较低的水泥。为使稳定土有足够的时间进行拌和、运输、摊铺、碾压以及保证其具有足够的强度，不应使用快凝水泥、早强水泥以及受潮变质水泥。按合同要求本项目使用425号普通硅酸盐水泥。
集料，粗细集料是水泥稳定基层的骨架，是受力的主要支撑材料，应选用表面粗糙，石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好，与水泥胶结能力好的集料。本项目水泥稳定基层粗细集料均采用火山灰岩机制碎石，碎石的规格以水泥稳定基层的厚度及规范要求确定，集料的最大粒径不超过50mm，颗粒组成在如图3所列级配范围内。水泥稳定基层用碎石、石屑及矿粉组成混合料，理论级配中每种规格材料的用量是确定的。而实际工作中，由于单独碎石、石屑的级配中不是很稳定均衡，故在工地准备材料时要随时抽检筛分，不断进行微小的调整。这样，可以提高生产率，并使最终的水泥稳定基层混合料质量稳定。
水，通常适合于饮用的水，均可拌制和养护水稳。如对水质有疑问，要确定水中是否有对水泥强度发展有重大影响的物质时，需要进行试验。从水源中取水制成的水泥砂浆的抗压强度与蒸馏水制成的水泥砂浆抗压强度比，低于90％者，此种水不许用于水稳施工。
另外的注意事项：
针对以上质量检测和质量标准，在实际基层施工当中，经分析研讨，总结出以下几点，基本可以保证基层施工质量达到以上标准和工程师要求；设计合理的水泥稳定碎石配合比，加强拌和，拌和要均匀，不得出现粗细集料的分离析现象，各集料堆随时用装载机或推土机推平，避免形成锥体引起粗集料滑到锥底；在保证水泥稳定碎石强度的前提下，尽可能采用低的水泥用量；水稳碎石的生产含水量应根据不同的气温、气候条件和不同填筑部位要求的碾压含水量范围来调整，通常情况下，天晴刮风时，生产含水量比碾压含水量增加1.5％，阴天时增加1％，以补偿水分损失；混合料的运输应避免车辆的颠簸，以减少混合料的离析。在气温较高、运距较远时要加盖毡布，以防止水分过分损失；在摊铺机及找平装置使用前，应仔细设置和调整，使其处于良好的工作状态，并根据实铺效果进行随时调整；现场设置专人指挥运输车辆，以保证摊铺机的均匀连续作业，摊铺机不得在途中停顿，不得随意调整摊铺机的行驶速度；一次成型，尽可能采用慢凝水泥，加强对水稳碎石的养生，避免水分挥发过大；严格控制碾压含水量，根据水稳材料的性质，控制在最佳含水量0-1％时及时碾压，尽量避免由于含水量过大出现“弹软”、“波浪”等现象，影响混合料可能达到密度和强度，增大混合料的干缩性，使结构层容易产生干缩裂缝；或由于含水量偏小使混合料容易松散，不易碾压成型，也会影响混合料可能达到的密度和强度；针对水稳混合料性能特点，确定压路机的机型和重量，并确定碾压行驶速度，选择合理的振频、振幅，严禁在未成型表面急刹车或快速起步；碾压完毕后，按有关质量标准进行自检、评定，在水泥终凝之前及时处理，保证外形尺寸和内在质量满足规范要求；碾压完毕立即进入养生阶段，在此阶段内控制基层表面始终处于覆盖状态，养生期不短于7天；尽量减少接缝，认真做好横接缝的处理工作。
效益分析：
公路采用水泥稳定碎石基层超高反坡段一次成型施工前，每公里需消耗3工日，而本发明则仅需2天即可完成，平均每公里节约1个工日。根据合同工程量112.5公里计算，可节约工期100多天。并且后序工作如透层，沥青混凝土磨耗层，预裹沥青石屑封层等均可提前开工，如按综合计算法的话，则节约工期大大超过100天。另外，采用本发明可减少一条纵缝处理，节约人工和机械对路肩的再施工，因为采取水泥稳定碎石基层超高反坡段一次成型施工发明，那么就不用路面和超高反破段路肩分开施工。根据此项目实行规范，因基层材料为水泥稳定，故其要求接缝处理前必须刷一层水泥浆，再根据当地劳务及物资市场可计算，每公里路肩及纵缝处理需13个力工1个工日，洒水车1个台班，压路机一个台班，3辆自卸车1个台班，拌和站1个台班，水泥浆3800升等，经计算，其每公里节约直接费如图4所示。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。