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摘要:随着经济的飞速发展,城市的车流量越来越多,因此对道路施工的质量有了更高的要求。水泥稳定碎石为半刚性的材料、以水泥、石粉和碎石为原料,按照一定的比例混合、摊铺、压实形成的一种道路基本结构。水泥稳定碎石具有稳定性好、抗冻性强、抗压强度高等优点,但同时具有容易产生干缩、温缩裂缝的缺点。由于水泥稳定碎石含有部分的水泥等胶凝材料,所以在水泥终凝前要完成整个施工过程,并一次质量达标,因此对施工的质量要求比较高。本文对市政道路水泥稳定碎石的原材料和半成品混合料的质量控制、施工过程中的质量控制、以及施工完成后道路的养护等方面进行了分析研究,从而提高施工的质量。
关键词:市政道路水泥稳定碎石 施工 质量控制
中图分类号:TU997文献标识码: A
水泥稳定碎石作为路面基层材料, 具有整体性强、承载力高、水稳定性好、抗冻性强、刚度大、早期强度高等特点, 越来越多地被应用于各级路、特别是城市道路及高等级道路的基层上。水泥稳定碎石施工工艺及施工管理要求较高, 为了能充分发挥水泥稳定碎石的这些优点, 必须有切实可行的施工措施。
一、关于水泥碎石稳定形成机理分析
水泥稳定碎石是以级配碎石作为骨架原料,用充足的凝胶材料和灰浆体积来填充骨料间的空隙,按照镶嵌原理摊铺碾压、压实。 水泥稳定碎石的压实度应接近于密实度,其强度主要依靠随时之间的嵌挤锁结原理,还要有足够数量的灰浆体积填充骨料间的空隙。水泥碎石稳定的初期强度较高,随着时间的增长其强度会增加凝结成板体,因此其具有强度高、抗渗透、抗冻性好的特点。水泥碎石稳定的水泥用量一般为混合料的3%-6%,其7天的抗压强度可以达到3-5MPa,比其他的路基材料抗压能力高。水泥碎石稳定成形后,其表面十分坚实,是高级路面的理想选择材料。
二、关于市政道路水泥稳定碎石材料控制分析
材料是公路工程的基础,只有控制好材料质量,才能够保证工程的总体质量。水泥稳定碎石的原材料主要有三种,一种是水泥,另一种是粒料,最后一种是水。
1. 材料的选择首先,水泥选择。水泥的选择可以选用火山灰质的硅酸盐水泥、普通的硅酸盐水泥或者矿渣硅酸盐水泥,但是为了确保水泥稳定碎石具有标准的强度,要做水泥初凝时间的选择,最好是在3h以上的,而终凝时间最宜也应确定为6h,同时选用的标号应该比较低,这样才能够有足够的搅拌、运输、铺设、碾压的时间。其次,粒料选择。粒料原材料的种类有很多,比如说,砂砾、级配碎石、碎石土、未筛分的碎石以及砾石等都可以可以作为原材料。在水泥稳定碎石作为基层时,粒料的最大粒径应该小于37.5mm;有机质的含量应该小于2%;硫酸盐的含量应该小于0.25%。最后,水的选择。对于水的标准没有太过严格,只要是人能够饮用的纯净水就可以。
2. 材料的配合比例
(1)材料配合步骤近年来,水泥稳定碎石作为路基的应用越来越广泛,同时,作为路基时应该对其回弹模量、强度、抗冲刷能力以及收缩等进行综合考虑,在此基础上对水泥的计量、含水量、集料级配等进行选择。要想在施工过程中水泥稳定碎石的功能能够得到发挥,就要从其材料的配合比例入手。
(2)集料级配。集料的级配组成与自身强度对水泥稳定碎石承载力有着重要影响。在相关公路设计规范中对级配的范围作出了明确的规定,但是在实际应用中,还是要因地制宜地根据施工现场的情况而确定的,所以说级配的范围是非常广泛的。如表1所示,表1中给出了四个不同的级配,前三个级配都是根据规
定范围进行设计的,第四个是S型级配。同时进行了抗压强度的试验,这个试验根据不同级配的压实强度以及最佳的含水量等來进行的,最重要是要观察抗压度在七天之内是否大于等于4.0Mpa,强度平均值表示的就是这一内容。而从实验结果来看,级配1、级配2、级配4均满足了试验要求。具体内容如表2所示:
(3)材料需量计算示例。该实验要根据当前的技术规范进行,应用φ150mm×150mm的圆柱体进行试验,其他条件如下,水泥剂量按照九个试件进行配置;压实度按照97%进行。如果配置一个7000克的混合料试件,石屑与水泥的含水量设定为0,当水泥剂量是3.0%时,各种材料剂量如下计算:“水泥剂量为 7000×3.0/(100+3.0)=204g;集料剂量为7000×100/(100+3.0)=6796g;需水量为700×6.8%=476g。那么需要混合料量根据公式:m -vpd×(1+wo)计算出为 6121g。根据以上的计算公式和方式,可以对七天无侧限保水抗压度进行试验,准确计量材料数量。
(4)水泥剂量。对于水泥剂量的选择最好是通过试验进行,通常情况下水泥的剂量是按照3%、5%、6%、7%这五种不同剂量进行集料配置的,并通过试验结果来确定最适当的水泥剂量配比,在工程监理人员对配比设计以及试验最终结果检查通过之后,在实际工程中就可以使用该比例,但是要注意在实际施工中的剂量要稍稍多于试验中的剂量,范围大概为0.5%~1%。
三、关于市政道路水泥稳定碎石施工质量控制分析
1.压实度,评定水泥稳定碎石基层压实效果的主要指标是压实度。水泥稳定碎石基层施工的重要环节之一是压实成型。水泥剂量及质量、集料的级配及质量、碾压遍数和含水量及碾压层的厚度等各种因素影响着压实度。
2.平整度指标,这是城市道路工程的一个重要控制指标。面层的厚度,压实度和基层,直接受水泥稳定碎石基层平整度影响,也影响道路的整体质量。影响平整度的因素很多,有如下几个方面:混合料中粗集料和细集料分离, 混合料级配不良影响平整度;施工过程中水泥拌和不均匀, 水泥剂量和含水量控制不严,导致水泥面层平整度受影响;稳定碎石基层硬化时收缩不均匀;没有及时对施工缝、起皮和松散现象处理;混合料摊铺时, 操作员在基层碾压过程中任意调头,设备操作不对,碾压时马虎还有急刹车的时候,并且随意停留时间超长;原底基层平整度较差也受影响。
3.摊铺,基层采用摊铺前对已经铺筑的底基层,适当洒水湿润摊铺机进行梯队摊铺。采取半幅全断面一次摊铺成型的方法。为减少停机待料的情况,应适当调整摊铺速度。摊铺机出现集料离析等现象,应设专人消除,铲除太湿、任何离析等不合格的混合料。摊铺机摊铺时控制高程,通过传感器来控制,方便施工,以减少接头。摊铺时应对摊铺机摊铺不到的、摊铺不均匀的地方进行人工补料,并配置6个工人对松铺层边缘进行修整,保证基层的平整度。摊铺时采用2台摊铺机一前一后,相距6m至10m,同时向前推进并在碾压前采用合格的拌和料添补。
4.碾压,整型后,当混合料的含水量大于等于最佳含水量时,立即在基层全宽内用18t-20t 压路机进行碾压。应在规定的时间内碾压到要求的密实度,同时一般需碾压6-8遍就没有明显的轮迹。碾压时后轮必须超过两段的接缝处,应重叠1/2轮宽,后轮压完路面全宽时为一遍。压路机的碾压速度,前两遍的碾压采用1.6 km/h-1.8 km/h速度为宜,以后碾压速度用2.2 km/h-2.5km/h。通常除路面的两侧应多压3-4遍,压路机在全宽范围内先静压1-2遍当混合料的含水量大于等于最佳含水量时,立即打开振动器均匀压叠用停振的振动。碾压过程中重新拌和对有松散,起皮等现象应及时翻开,也可以换新拌合料处理,可以加少量的水泥使其达到要求的质量。其余各部分碾压到的次数尽量相同。禁止压路机在已完成的碾压的路段上调头或正在碾压的路段急刹车。水泥稳定碎石的表面要始终保持潮湿,当表层水分蒸发过快时应尽快洒少量的水。从加水拌和到碾压终了要少于水泥的终凝时间,一般控制在2-3h内。
5.裂缝预防处理的措施,水泥稳定碎石因其中水泥和细集料的存在,易产生干缩和温缩裂缝。除了加强材料和施工质量的控制外,为减少基层裂缝,应做到“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,限制细料、粉料用量;根据施工时气候条件限制含水量。施工完成后可采取技术措施进行预防处理。在水泥稳定碎石铺筑7d后,沿道路纵向每20m切一道5cm-8cm深0.3cm-0.5cm宽的伸缩切缝.并对废料全部清除干净,用加热好的沥青灌入切缝至满为止。采用聚酯玻纤布跨缝铺贴,浇洒透层油,进行切缝铺聚酯玻纤布处理,可以吸收消化大部分伸缩应力和温度应力,避免或延缓裂缝辐射到上面层。
6.后期养护质量控制,养生对于水泥稳定碎石的施工强度有较大影响,若养护不到位,容易使基层产生裂缝,进而导致底基层及路基因渗水而遭到破坏。当水泥稳定碎石基层完成施工并经试验合格后,需马上进入养生环节,养生时间不少于7天;为防止基层强度受到破坏,养生期间应对该路段实行交通管制,禁止车辆通行;在平交道口,为保证交通的顺畅、保护基层强度,可在其表面覆盖土工布,再在其上覆盖15cm左右的土层;每日洒水车洒水养护2-4遍,保持湿润,具体洒水次数可根据季节进行相应调整。
7.需要特别指出的几个问题,第一水泥稳定碎石施工中集料的质量尤为重要, 应特别重视。第二由于水泥稳定碎石的水泥剂量不大, 强度主要靠混合料的级配自身骨架嵌挤和填充料的填充, 因此混合料级配尤为重要。第三水泥稳定碎石中的压实度虽重要, 但不可片面追求压实度, 由于混合料中的粗集料的不均匀分布, 造成部分段落压实度不足, 而实际已达到重型击实标准, 过压会造成集料断裂甚至压碎, 切忌为了达到压实度, 甚至在水泥初凝后碾压, 影响工程质量。
由于水泥碎石稳定中含有水泥等,材料具有特殊性,对施工的时间相对来说比较紧迫,而且要求质量一次达标,所以在基层施工的过程中要严格控制施工的质量。首先,原材料的的质量合格,确定最佳的配合比,然后,施工技术人员要尽心尽责严格按照施工方案和要求施工,严格控制各个环节的质量,确保达到工艺要求,最后,基层完成之后不可懈怠,做好路面的养护工作,采取必要的措施减少裂缝的产生,使道路的质量越来越好,满足越来越多的车辆通行。
参考文献:
[1]李兵,蔡炳亮.簡探市政道路中水泥稳定碎石施工技术[J].城市建设理论研究,2012,5(25) :2320-2321.
[2]黄学.结合工程实例探讨市政道路工程水泥稳定碎石施工技术[J].大科技:科技天地,2011,10(20):1090-1092.
[3]杨国民,马海利.旧混凝土路面层冷再生水泥稳定碎石在市政道路基层施工中的应用[ J] .城市建设,2011,11(23) :1190-1192.
[4]杨国民,马海利.旧混凝土路面层冷再生水泥稳定碎石在市政道路基层施工中的应用[J].城市建设理论研究,2011,7(16) :3310-3313.
[5]边兴辉,李岚.道路水泥稳定碎石基层施工常见质量问题成因及预防措施[J].城市建设理论研究,2011,13(26):4091-4093.
[6]陈斌.公路路面水泥稳定碎石基层施工质量控制[J].交通世界,2012,(9):187-188.
[7]徐贵学.高速公路高填路堤施工技术及软土地基处理[J].中外企业家,2010,(06).
[8]田烈程.路桥工程软土地基施工探析[J].中国高新技术企业,2010,(16).
关键词:市政道路水泥稳定碎石 施工 质量控制
中图分类号:TU997文献标识码: A
水泥稳定碎石作为路面基层材料, 具有整体性强、承载力高、水稳定性好、抗冻性强、刚度大、早期强度高等特点, 越来越多地被应用于各级路、特别是城市道路及高等级道路的基层上。水泥稳定碎石施工工艺及施工管理要求较高, 为了能充分发挥水泥稳定碎石的这些优点, 必须有切实可行的施工措施。
一、关于水泥碎石稳定形成机理分析
水泥稳定碎石是以级配碎石作为骨架原料,用充足的凝胶材料和灰浆体积来填充骨料间的空隙,按照镶嵌原理摊铺碾压、压实。 水泥稳定碎石的压实度应接近于密实度,其强度主要依靠随时之间的嵌挤锁结原理,还要有足够数量的灰浆体积填充骨料间的空隙。水泥碎石稳定的初期强度较高,随着时间的增长其强度会增加凝结成板体,因此其具有强度高、抗渗透、抗冻性好的特点。水泥碎石稳定的水泥用量一般为混合料的3%-6%,其7天的抗压强度可以达到3-5MPa,比其他的路基材料抗压能力高。水泥碎石稳定成形后,其表面十分坚实,是高级路面的理想选择材料。
二、关于市政道路水泥稳定碎石材料控制分析
材料是公路工程的基础,只有控制好材料质量,才能够保证工程的总体质量。水泥稳定碎石的原材料主要有三种,一种是水泥,另一种是粒料,最后一种是水。
1. 材料的选择首先,水泥选择。水泥的选择可以选用火山灰质的硅酸盐水泥、普通的硅酸盐水泥或者矿渣硅酸盐水泥,但是为了确保水泥稳定碎石具有标准的强度,要做水泥初凝时间的选择,最好是在3h以上的,而终凝时间最宜也应确定为6h,同时选用的标号应该比较低,这样才能够有足够的搅拌、运输、铺设、碾压的时间。其次,粒料选择。粒料原材料的种类有很多,比如说,砂砾、级配碎石、碎石土、未筛分的碎石以及砾石等都可以可以作为原材料。在水泥稳定碎石作为基层时,粒料的最大粒径应该小于37.5mm;有机质的含量应该小于2%;硫酸盐的含量应该小于0.25%。最后,水的选择。对于水的标准没有太过严格,只要是人能够饮用的纯净水就可以。
2. 材料的配合比例
(1)材料配合步骤近年来,水泥稳定碎石作为路基的应用越来越广泛,同时,作为路基时应该对其回弹模量、强度、抗冲刷能力以及收缩等进行综合考虑,在此基础上对水泥的计量、含水量、集料级配等进行选择。要想在施工过程中水泥稳定碎石的功能能够得到发挥,就要从其材料的配合比例入手。
(2)集料级配。集料的级配组成与自身强度对水泥稳定碎石承载力有着重要影响。在相关公路设计规范中对级配的范围作出了明确的规定,但是在实际应用中,还是要因地制宜地根据施工现场的情况而确定的,所以说级配的范围是非常广泛的。如表1所示,表1中给出了四个不同的级配,前三个级配都是根据规
定范围进行设计的,第四个是S型级配。同时进行了抗压强度的试验,这个试验根据不同级配的压实强度以及最佳的含水量等來进行的,最重要是要观察抗压度在七天之内是否大于等于4.0Mpa,强度平均值表示的就是这一内容。而从实验结果来看,级配1、级配2、级配4均满足了试验要求。具体内容如表2所示:
(3)材料需量计算示例。该实验要根据当前的技术规范进行,应用φ150mm×150mm的圆柱体进行试验,其他条件如下,水泥剂量按照九个试件进行配置;压实度按照97%进行。如果配置一个7000克的混合料试件,石屑与水泥的含水量设定为0,当水泥剂量是3.0%时,各种材料剂量如下计算:“水泥剂量为 7000×3.0/(100+3.0)=204g;集料剂量为7000×100/(100+3.0)=6796g;需水量为700×6.8%=476g。那么需要混合料量根据公式:m -vpd×(1+wo)计算出为 6121g。根据以上的计算公式和方式,可以对七天无侧限保水抗压度进行试验,准确计量材料数量。
(4)水泥剂量。对于水泥剂量的选择最好是通过试验进行,通常情况下水泥的剂量是按照3%、5%、6%、7%这五种不同剂量进行集料配置的,并通过试验结果来确定最适当的水泥剂量配比,在工程监理人员对配比设计以及试验最终结果检查通过之后,在实际工程中就可以使用该比例,但是要注意在实际施工中的剂量要稍稍多于试验中的剂量,范围大概为0.5%~1%。
三、关于市政道路水泥稳定碎石施工质量控制分析
1.压实度,评定水泥稳定碎石基层压实效果的主要指标是压实度。水泥稳定碎石基层施工的重要环节之一是压实成型。水泥剂量及质量、集料的级配及质量、碾压遍数和含水量及碾压层的厚度等各种因素影响着压实度。
2.平整度指标,这是城市道路工程的一个重要控制指标。面层的厚度,压实度和基层,直接受水泥稳定碎石基层平整度影响,也影响道路的整体质量。影响平整度的因素很多,有如下几个方面:混合料中粗集料和细集料分离, 混合料级配不良影响平整度;施工过程中水泥拌和不均匀, 水泥剂量和含水量控制不严,导致水泥面层平整度受影响;稳定碎石基层硬化时收缩不均匀;没有及时对施工缝、起皮和松散现象处理;混合料摊铺时, 操作员在基层碾压过程中任意调头,设备操作不对,碾压时马虎还有急刹车的时候,并且随意停留时间超长;原底基层平整度较差也受影响。
3.摊铺,基层采用摊铺前对已经铺筑的底基层,适当洒水湿润摊铺机进行梯队摊铺。采取半幅全断面一次摊铺成型的方法。为减少停机待料的情况,应适当调整摊铺速度。摊铺机出现集料离析等现象,应设专人消除,铲除太湿、任何离析等不合格的混合料。摊铺机摊铺时控制高程,通过传感器来控制,方便施工,以减少接头。摊铺时应对摊铺机摊铺不到的、摊铺不均匀的地方进行人工补料,并配置6个工人对松铺层边缘进行修整,保证基层的平整度。摊铺时采用2台摊铺机一前一后,相距6m至10m,同时向前推进并在碾压前采用合格的拌和料添补。
4.碾压,整型后,当混合料的含水量大于等于最佳含水量时,立即在基层全宽内用18t-20t 压路机进行碾压。应在规定的时间内碾压到要求的密实度,同时一般需碾压6-8遍就没有明显的轮迹。碾压时后轮必须超过两段的接缝处,应重叠1/2轮宽,后轮压完路面全宽时为一遍。压路机的碾压速度,前两遍的碾压采用1.6 km/h-1.8 km/h速度为宜,以后碾压速度用2.2 km/h-2.5km/h。通常除路面的两侧应多压3-4遍,压路机在全宽范围内先静压1-2遍当混合料的含水量大于等于最佳含水量时,立即打开振动器均匀压叠用停振的振动。碾压过程中重新拌和对有松散,起皮等现象应及时翻开,也可以换新拌合料处理,可以加少量的水泥使其达到要求的质量。其余各部分碾压到的次数尽量相同。禁止压路机在已完成的碾压的路段上调头或正在碾压的路段急刹车。水泥稳定碎石的表面要始终保持潮湿,当表层水分蒸发过快时应尽快洒少量的水。从加水拌和到碾压终了要少于水泥的终凝时间,一般控制在2-3h内。
5.裂缝预防处理的措施,水泥稳定碎石因其中水泥和细集料的存在,易产生干缩和温缩裂缝。除了加强材料和施工质量的控制外,为减少基层裂缝,应做到“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,限制细料、粉料用量;根据施工时气候条件限制含水量。施工完成后可采取技术措施进行预防处理。在水泥稳定碎石铺筑7d后,沿道路纵向每20m切一道5cm-8cm深0.3cm-0.5cm宽的伸缩切缝.并对废料全部清除干净,用加热好的沥青灌入切缝至满为止。采用聚酯玻纤布跨缝铺贴,浇洒透层油,进行切缝铺聚酯玻纤布处理,可以吸收消化大部分伸缩应力和温度应力,避免或延缓裂缝辐射到上面层。
6.后期养护质量控制,养生对于水泥稳定碎石的施工强度有较大影响,若养护不到位,容易使基层产生裂缝,进而导致底基层及路基因渗水而遭到破坏。当水泥稳定碎石基层完成施工并经试验合格后,需马上进入养生环节,养生时间不少于7天;为防止基层强度受到破坏,养生期间应对该路段实行交通管制,禁止车辆通行;在平交道口,为保证交通的顺畅、保护基层强度,可在其表面覆盖土工布,再在其上覆盖15cm左右的土层;每日洒水车洒水养护2-4遍,保持湿润,具体洒水次数可根据季节进行相应调整。
7.需要特别指出的几个问题,第一水泥稳定碎石施工中集料的质量尤为重要, 应特别重视。第二由于水泥稳定碎石的水泥剂量不大, 强度主要靠混合料的级配自身骨架嵌挤和填充料的填充, 因此混合料级配尤为重要。第三水泥稳定碎石中的压实度虽重要, 但不可片面追求压实度, 由于混合料中的粗集料的不均匀分布, 造成部分段落压实度不足, 而实际已达到重型击实标准, 过压会造成集料断裂甚至压碎, 切忌为了达到压实度, 甚至在水泥初凝后碾压, 影响工程质量。
由于水泥碎石稳定中含有水泥等,材料具有特殊性,对施工的时间相对来说比较紧迫,而且要求质量一次达标,所以在基层施工的过程中要严格控制施工的质量。首先,原材料的的质量合格,确定最佳的配合比,然后,施工技术人员要尽心尽责严格按照施工方案和要求施工,严格控制各个环节的质量,确保达到工艺要求,最后,基层完成之后不可懈怠,做好路面的养护工作,采取必要的措施减少裂缝的产生,使道路的质量越来越好,满足越来越多的车辆通行。
参考文献:
[1]李兵,蔡炳亮.簡探市政道路中水泥稳定碎石施工技术[J].城市建设理论研究,2012,5(25) :2320-2321.
[2]黄学.结合工程实例探讨市政道路工程水泥稳定碎石施工技术[J].大科技:科技天地,2011,10(20):1090-1092.
[3]杨国民,马海利.旧混凝土路面层冷再生水泥稳定碎石在市政道路基层施工中的应用[ J] .城市建设,2011,11(23) :1190-1192.
[4]杨国民,马海利.旧混凝土路面层冷再生水泥稳定碎石在市政道路基层施工中的应用[J].城市建设理论研究,2011,7(16) :3310-3313.
[5]边兴辉,李岚.道路水泥稳定碎石基层施工常见质量问题成因及预防措施[J].城市建设理论研究,2011,13(26):4091-4093.
[6]陈斌.公路路面水泥稳定碎石基层施工质量控制[J].交通世界,2012,(9):187-188.
[7]徐贵学.高速公路高填路堤施工技术及软土地基处理[J].中外企业家,2010,(06).
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