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【摘 要】 水泥稳定碎石半刚性基层结构作为沥青混凝土路面的基层,在高等级道路工程建设中得到越来越广泛的应用,水泥稳定碎石按嵌挤原理形成板体,具有整体强度高、板体性好、抗冻性好等优点能够使沥青路面具有较高的承载能力。本文结合浦口新城七里河路水泥稳定碎石基层施工指导意见对原材料、混合料质量控制、摊铺、碾压以及如何减少水稳基层裂缝控制措施等施工工艺进行阐述。
【关键词】 半刚性基层;质量控制;裂缝控制措施;施工工艺
【中图分类号】 TU721.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2013)05-028-02
水泥稳定碎石在施工过程中由于控制不严或施工质量控制体系不完善等因素,造成施工变异性大,局部强度指标达不到要求,或表面离析或裂缝密集,这些基层的薄弱之处会危及整个路基路面结构,影响路面使用质量和寿命。因此本文以下将对水泥稳定碎石基层施工中各个环节质量控制进行叙述。
1 水泥稳定碎石基层施工时,应遵循下列规定
1.1 配料应准确,拌合要均匀。
1.2 混合料摊铺应均匀,减少离析。
1.3 严格控制基层的压实厚度和高程,横坡应与面层一致。
1.4 应在混合料略大于最佳含水量约1个百分点时进行碾压,直到达到振动击实试验确定的不小于98%压实度。
1.5 水泥稳定碎石混合料应采用专用的粒料拌和机集中厂拌生产。施工中应尽可能缩短从加水拌和到碾压终了的延迟时间,延迟时间不应超过水泥的初凝时间。
1.6 应采取各种有效措施,防止水泥稳定碎石基层在施工中出现离析(粗集料集中)和开裂现象。对已经出现的离析和开裂应进行处理,直至将基层铲除重铺。
1.7 水泥稳定碎石基层的施工期宜在冰冻(-3~-5℃)到来半个月至一个月前结束,并尽量避免在高温季节施工。
2 原材料技术指标要求
2.1 水泥。普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都可用于拌制水泥稳定碎石混合料,水泥各龄期抗折、抗压强度、安定性、细度等应达到相应技术要求。宜采用强度等级42.5级的缓凝水泥。
2.2 碎石。碎石的最大粒径为31.5mm,级配碎石按粒径的大小分为四种规格备料,分别为19~31.5mm、4.75~19mm、2.36~4.75mm和0~2.36mm。4号料宜采用坚硬、洁净、无杂质的玄武岩或辉绿岩。
碎石集料指标应符合下表相关标准的规定:
3 水泥稳定碎石混合料组成设计
3.1 水泥稳定材料的组成设计包括:根据规定的材料指标要求,通过试验选取合适的集料和水泥;确定合理的集料配合比例、水泥剂量、混合料的最佳含水量和相应的最大干密度。合理水泥稳定碎石粗集料质量技术要求(1#、2#料)
的水泥稳定碎石组成必须达到强度要求,具有较小的温缩和干缩系数(现场裂缝较少),施工和易性好(粗集料离析较小)。
3.2 振动成型或静压成型水泥稳定碎石7天浸水无侧限抗压强度代表值应满足设计要求。
3.3 为减少基层裂缝,必须做到三个限制:在满足设计强度的基础上限制水泥用量;在减少含泥量的同时,限制细集料、粉料用量;根据施工时气候条件限制含水量。施工中要求水泥剂量不应大于4.5%、合成集料级配中0.075mm以下颗粒含量不宜大于4%、含水量不宜超过最佳含水量的1%。
4 混合料拌合及运输
混合料開始拌合前,拌合场的备料应能满足7天以上的摊铺用料,每天开始搅拌前,应检查场内各处集料的含水量,计算当天的配合比,外加水与天然含水量的总和要比最佳含水量略高。实际的水泥剂量可以大于混合料组成设计时确定的水泥剂量约0.5%,但是,实际采用的水泥剂量和现场抽检的实际水泥剂量应小于4.5%。同时,在充分估计施工富余强度时要从缩小施工偏差入手,不得以提高水泥用量的方式提高路面基层强度。每天开始搅拌之后,按规定取混合料试样抽查级配和水泥剂量;随时在线检查配比、含水量是否变化。高温作业时,早晚与中午的含水量要有区别,要按温度变化及时调整。
向料车装入混合料时,应从漏斗出料装车,装车时车辆应前后移动,分三次装料,避免混合料的离析。在运输时应注意的事项:⑴装料前应将车厢清洗干净;⑵运输车辆数量必须满足现场摊铺需要;⑶应尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场,超过水泥初凝时间,予以废弃。
5 混合料的试铺和正式摊铺
在正式开工前,应进行试铺,试铺长度为300~600m左右,每一种方案试验100~200m。
5.1 试铺段主要是决定一下内容:⑴验证施工混合料的配合比;⑵确定铺筑的松铺系数;⑶确定标准施工方法;⑷确定每一个作业段的合适长度(一般建议50~80m)。
摊铺前施工的一些准备工作要求清除作业面表面的浮土等杂物。并将作业面表面洒水湿润,开始摊铺的前一天要进行测量放样,按摊铺机宽度与传感器间距,一般在直线上间隔为10m,在平曲线上为5m,做出标记,并打好导向控制线支架,根据松铺系数算出松铺厚度,决定导向控制线高度,挂好导向控制线。用于控制摊铺机摊铺厚度的控制线的钢丝拉力应不小于800N,下层水稳施工结束7天后方可进行上层水稳的施工,两层水稳施工间隔宜不长于30天。
在摊铺施工时,水泥稳定碎石在拌合站拌合时含水量要控制准确,含水量要略大于最佳值,使混合料运到现场摊铺后碾压时的含水量不小于最佳值。在用摊铺机摊铺混合料时,应适当降低摊铺行驶速度,减少停机待料现象出现。此外,还应在摊铺机后面设专人跟随施工,及时消除粗细集料的离析。
5.2 混合料摊铺。
5.2.1 摊铺前应将底基层适当洒水湿润。对于基层下层表面,应喷洒水泥净浆,按水泥质量计,宜不少于1.0~1.5kg/m2。水泥净浆稠度以洒布均匀为度,洒布长度以不大于摊铺机前30~40为宜。 5.2.2 摊铺前应检查摊铺机各部分运转情况,而且每天坚持重复此项工作。
5.2.3 调整好传感器臂与导向控制线的关系;严格控制基层厚度和高程,保证路拱横坡度满足设计要求。
5.2.4 摊铺机宜连续摊铺。如拌和机生产能力较小,在用摊铺机摊铺混合料时,应采用最低速度摊铺,禁止摊铺机停机待料。根据经验,摊铺机的摊铺速度一般宜在1m/min左右。
5.2.5 基层混合料摊铺应采用两台摊铺机梯队作业,一前一后应保证速度一致、摊铺厚度一致、松铺系数一致、路拱坡度一致、摊铺平整度一致、振动频率一致等,两机摊铺接缝平整。
5.2.6 摊铺机的螺旋布料器应有三分之二埋入混合料中。
5.2.7 在摊铺机后面应设专人消除细集料离析现象,特别应该铲除局部粗集料“窝”,并用新拌混合料填补。
6 混合料的碾压
摊铺后立即用压路机在路基全宽内进行碾压,直线段由两侧路肩向路中心碾压。平曲线段,由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压时,应重叠1/2轮宽,后轮必须超过两段的接缝处,后轮压完路面全宽时,即为一遍,应在规定的时间内(一般不超过水泥的终凝时间)碾压到要求的密实度。具体如下要求:
6.1 每台摊铺机后面,应紧跟双钢轮压路机,振动压路机和轮胎压路机进行碾压,一次碾压长度一般为50~80m。碾压段落必须层次分明,设置明显的分界标志。
6.2 碾压应遵循生产试验路段确定的程序与工艺。注意稳压要充分,振压不起浪、不推移。压实时,可以先稳压(遍数适中,压实度达到90%)→开始轻振动碾压→再重振动碾压→最后胶轮稳压,压至无轮迹为止。碾压过程中,可用核子仪初查压实度,不合格时,重复再压(注意检测压实时间)。碾压完成后用灌砂法检测压实度。
6.3 压路机碾压时应重叠1/2轮宽。
6.4 压路机倒车换挡要轻且平顺,不要拉动基层,在第一遍初步稳压时,倒车后尽量原路返回,换挡位置应在已压好的段落上,在未碾压的一头换挡倒车位置错开,要成齿状,出现个别拥包时,应专配工人进行铲平处理。
6.5 压路机碾压时的建议行驶速度,第1~2遍为1.5~1.7km/h,以后各遍应为1.8~2.2km/h。
6.6 压路机停车要错开,相距间隔不小于3m,应停在已碾压好的路段上。
6.7 严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车。
6.8 碾压宜在水泥終凝前及试验确定的延迟时间内完成,并达到要求的压实度,同时没有明显的轮迹。
6.9 为保证水泥碎石基层边缘强度,应有一定的超宽;对用方木或型钢模板支撑时,也应有一定超宽。
7 横缝设置
7.1 水泥稳定碎石混合料摊铺时,应连续作业,如因故中断时间超过2h,则应设横缝;每天收工之后,第二天开工的接头断面也要设置横缝;要特别注意桥头搭板前水泥碎石的碾压。
7.2 横缝应与路面车道中心线垂直设置,接缝断面应是竖向平面。其设置方法:⑴压路机碾压完毕,沿端头斜面开到下承层上停机过夜;⑵第二天将压路机沿斜面开到前一天施工的基层上,用三米直尺纵向放在接缝处,定出基层面离开三米直尺的点作为接缝位置,沿横向断面挖除坡下部分混合料,清理干净后,用水泥净浆涂刷横向端面,摊铺机从接缝处起步摊铺;⑶压路机沿接缝横向碾压,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。
8 水泥稳定碎石基层养生方法
水泥稳定碎石基层养生方法一般为铺设土工布加洒水养生,每一段水稳基层碾压完成并经压实度检查合格后,立即覆盖土工布,并洒水至渗透土工布,养生期间(7天)视天气情况进行洒水养生,保持水稳基层表面湿润,用洒水车洒水养生时,洒水车的喷头要用喷雾式,以免破坏基层结构,养生结束后,必须将覆盖物清除干净,养生期间应封闭交通。
参考文献
1 城镇道路工程施工与质量验收规范.CJJ1-2008
2 王贵军.水泥稳定碎石基层施工过程控制[J].科学之友(B版),2006(05)
3 李江伟.水泥稳定碎石施工工艺与质量控制措施[J].科技风,2009,18
【关键词】 半刚性基层;质量控制;裂缝控制措施;施工工艺
【中图分类号】 TU721.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2013)05-028-02
水泥稳定碎石在施工过程中由于控制不严或施工质量控制体系不完善等因素,造成施工变异性大,局部强度指标达不到要求,或表面离析或裂缝密集,这些基层的薄弱之处会危及整个路基路面结构,影响路面使用质量和寿命。因此本文以下将对水泥稳定碎石基层施工中各个环节质量控制进行叙述。
1 水泥稳定碎石基层施工时,应遵循下列规定
1.1 配料应准确,拌合要均匀。
1.2 混合料摊铺应均匀,减少离析。
1.3 严格控制基层的压实厚度和高程,横坡应与面层一致。
1.4 应在混合料略大于最佳含水量约1个百分点时进行碾压,直到达到振动击实试验确定的不小于98%压实度。
1.5 水泥稳定碎石混合料应采用专用的粒料拌和机集中厂拌生产。施工中应尽可能缩短从加水拌和到碾压终了的延迟时间,延迟时间不应超过水泥的初凝时间。
1.6 应采取各种有效措施,防止水泥稳定碎石基层在施工中出现离析(粗集料集中)和开裂现象。对已经出现的离析和开裂应进行处理,直至将基层铲除重铺。
1.7 水泥稳定碎石基层的施工期宜在冰冻(-3~-5℃)到来半个月至一个月前结束,并尽量避免在高温季节施工。
2 原材料技术指标要求
2.1 水泥。普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都可用于拌制水泥稳定碎石混合料,水泥各龄期抗折、抗压强度、安定性、细度等应达到相应技术要求。宜采用强度等级42.5级的缓凝水泥。
2.2 碎石。碎石的最大粒径为31.5mm,级配碎石按粒径的大小分为四种规格备料,分别为19~31.5mm、4.75~19mm、2.36~4.75mm和0~2.36mm。4号料宜采用坚硬、洁净、无杂质的玄武岩或辉绿岩。
碎石集料指标应符合下表相关标准的规定:
3 水泥稳定碎石混合料组成设计
3.1 水泥稳定材料的组成设计包括:根据规定的材料指标要求,通过试验选取合适的集料和水泥;确定合理的集料配合比例、水泥剂量、混合料的最佳含水量和相应的最大干密度。合理水泥稳定碎石粗集料质量技术要求(1#、2#料)
的水泥稳定碎石组成必须达到强度要求,具有较小的温缩和干缩系数(现场裂缝较少),施工和易性好(粗集料离析较小)。
3.2 振动成型或静压成型水泥稳定碎石7天浸水无侧限抗压强度代表值应满足设计要求。
3.3 为减少基层裂缝,必须做到三个限制:在满足设计强度的基础上限制水泥用量;在减少含泥量的同时,限制细集料、粉料用量;根据施工时气候条件限制含水量。施工中要求水泥剂量不应大于4.5%、合成集料级配中0.075mm以下颗粒含量不宜大于4%、含水量不宜超过最佳含水量的1%。
4 混合料拌合及运输
混合料開始拌合前,拌合场的备料应能满足7天以上的摊铺用料,每天开始搅拌前,应检查场内各处集料的含水量,计算当天的配合比,外加水与天然含水量的总和要比最佳含水量略高。实际的水泥剂量可以大于混合料组成设计时确定的水泥剂量约0.5%,但是,实际采用的水泥剂量和现场抽检的实际水泥剂量应小于4.5%。同时,在充分估计施工富余强度时要从缩小施工偏差入手,不得以提高水泥用量的方式提高路面基层强度。每天开始搅拌之后,按规定取混合料试样抽查级配和水泥剂量;随时在线检查配比、含水量是否变化。高温作业时,早晚与中午的含水量要有区别,要按温度变化及时调整。
向料车装入混合料时,应从漏斗出料装车,装车时车辆应前后移动,分三次装料,避免混合料的离析。在运输时应注意的事项:⑴装料前应将车厢清洗干净;⑵运输车辆数量必须满足现场摊铺需要;⑶应尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场,超过水泥初凝时间,予以废弃。
5 混合料的试铺和正式摊铺
在正式开工前,应进行试铺,试铺长度为300~600m左右,每一种方案试验100~200m。
5.1 试铺段主要是决定一下内容:⑴验证施工混合料的配合比;⑵确定铺筑的松铺系数;⑶确定标准施工方法;⑷确定每一个作业段的合适长度(一般建议50~80m)。
摊铺前施工的一些准备工作要求清除作业面表面的浮土等杂物。并将作业面表面洒水湿润,开始摊铺的前一天要进行测量放样,按摊铺机宽度与传感器间距,一般在直线上间隔为10m,在平曲线上为5m,做出标记,并打好导向控制线支架,根据松铺系数算出松铺厚度,决定导向控制线高度,挂好导向控制线。用于控制摊铺机摊铺厚度的控制线的钢丝拉力应不小于800N,下层水稳施工结束7天后方可进行上层水稳的施工,两层水稳施工间隔宜不长于30天。
在摊铺施工时,水泥稳定碎石在拌合站拌合时含水量要控制准确,含水量要略大于最佳值,使混合料运到现场摊铺后碾压时的含水量不小于最佳值。在用摊铺机摊铺混合料时,应适当降低摊铺行驶速度,减少停机待料现象出现。此外,还应在摊铺机后面设专人跟随施工,及时消除粗细集料的离析。
5.2 混合料摊铺。
5.2.1 摊铺前应将底基层适当洒水湿润。对于基层下层表面,应喷洒水泥净浆,按水泥质量计,宜不少于1.0~1.5kg/m2。水泥净浆稠度以洒布均匀为度,洒布长度以不大于摊铺机前30~40为宜。 5.2.2 摊铺前应检查摊铺机各部分运转情况,而且每天坚持重复此项工作。
5.2.3 调整好传感器臂与导向控制线的关系;严格控制基层厚度和高程,保证路拱横坡度满足设计要求。
5.2.4 摊铺机宜连续摊铺。如拌和机生产能力较小,在用摊铺机摊铺混合料时,应采用最低速度摊铺,禁止摊铺机停机待料。根据经验,摊铺机的摊铺速度一般宜在1m/min左右。
5.2.5 基层混合料摊铺应采用两台摊铺机梯队作业,一前一后应保证速度一致、摊铺厚度一致、松铺系数一致、路拱坡度一致、摊铺平整度一致、振动频率一致等,两机摊铺接缝平整。
5.2.6 摊铺机的螺旋布料器应有三分之二埋入混合料中。
5.2.7 在摊铺机后面应设专人消除细集料离析现象,特别应该铲除局部粗集料“窝”,并用新拌混合料填补。
6 混合料的碾压
摊铺后立即用压路机在路基全宽内进行碾压,直线段由两侧路肩向路中心碾压。平曲线段,由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压时,应重叠1/2轮宽,后轮必须超过两段的接缝处,后轮压完路面全宽时,即为一遍,应在规定的时间内(一般不超过水泥的终凝时间)碾压到要求的密实度。具体如下要求:
6.1 每台摊铺机后面,应紧跟双钢轮压路机,振动压路机和轮胎压路机进行碾压,一次碾压长度一般为50~80m。碾压段落必须层次分明,设置明显的分界标志。
6.2 碾压应遵循生产试验路段确定的程序与工艺。注意稳压要充分,振压不起浪、不推移。压实时,可以先稳压(遍数适中,压实度达到90%)→开始轻振动碾压→再重振动碾压→最后胶轮稳压,压至无轮迹为止。碾压过程中,可用核子仪初查压实度,不合格时,重复再压(注意检测压实时间)。碾压完成后用灌砂法检测压实度。
6.3 压路机碾压时应重叠1/2轮宽。
6.4 压路机倒车换挡要轻且平顺,不要拉动基层,在第一遍初步稳压时,倒车后尽量原路返回,换挡位置应在已压好的段落上,在未碾压的一头换挡倒车位置错开,要成齿状,出现个别拥包时,应专配工人进行铲平处理。
6.5 压路机碾压时的建议行驶速度,第1~2遍为1.5~1.7km/h,以后各遍应为1.8~2.2km/h。
6.6 压路机停车要错开,相距间隔不小于3m,应停在已碾压好的路段上。
6.7 严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车。
6.8 碾压宜在水泥終凝前及试验确定的延迟时间内完成,并达到要求的压实度,同时没有明显的轮迹。
6.9 为保证水泥碎石基层边缘强度,应有一定的超宽;对用方木或型钢模板支撑时,也应有一定超宽。
7 横缝设置
7.1 水泥稳定碎石混合料摊铺时,应连续作业,如因故中断时间超过2h,则应设横缝;每天收工之后,第二天开工的接头断面也要设置横缝;要特别注意桥头搭板前水泥碎石的碾压。
7.2 横缝应与路面车道中心线垂直设置,接缝断面应是竖向平面。其设置方法:⑴压路机碾压完毕,沿端头斜面开到下承层上停机过夜;⑵第二天将压路机沿斜面开到前一天施工的基层上,用三米直尺纵向放在接缝处,定出基层面离开三米直尺的点作为接缝位置,沿横向断面挖除坡下部分混合料,清理干净后,用水泥净浆涂刷横向端面,摊铺机从接缝处起步摊铺;⑶压路机沿接缝横向碾压,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。
8 水泥稳定碎石基层养生方法
水泥稳定碎石基层养生方法一般为铺设土工布加洒水养生,每一段水稳基层碾压完成并经压实度检查合格后,立即覆盖土工布,并洒水至渗透土工布,养生期间(7天)视天气情况进行洒水养生,保持水稳基层表面湿润,用洒水车洒水养生时,洒水车的喷头要用喷雾式,以免破坏基层结构,养生结束后,必须将覆盖物清除干净,养生期间应封闭交通。
参考文献
1 城镇道路工程施工与质量验收规范.CJJ1-2008
2 王贵军.水泥稳定碎石基层施工过程控制[J].科学之友(B版),2006(05)
3 李江伟.水泥稳定碎石施工工艺与质量控制措施[J].科技风,2009,18