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[摘 要]城市道路的路面破坏严重,最主要的原因就是路基基层的问题,为此,水泥稳定性土基层已经广泛应用到道路工程中。本文针对水泥稳定土基层施工现场的质量控制进行了探讨。
[关键词]市政工程;水泥稳定碎石;施工
中图分类号:TQ172文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)17-0116-01
水泥稳定碎石(简称水稳)是一种无机结合料稳定类材料,它是将碎石、石屑、水泥等材料通过搅拌、摊铺、压实和养生而形成的一种路面基层施工方法,因其具有板体性、水稳定、抗冻性好及早期强度高等优点而被广泛用于道路基层或底基层的施工中。
水稳基层是半刚性材料基层,主要是作为沥青面层的下承层,承担沥青面层传递的行车垂直荷载,并将荷载均匀地分散在路基中。由于水稳基层是沥青路面结构中主要的承重层,对沥青路面起到稳定支撑的作用,其施工质量直接影响到沥青面层的使用性能和寿命,因而应该加强对水稳施工技术的研究和应用。
1 材料要求
1.1 水泥
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可,但应选用终凝时间较长(宜在6H以上)的水泥。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。宜采用标号较低(为325)的水泥。水泥品质必须满足国家标准规定。
1.2 混合材料
混合材料分活性和非活性两大类。活性材料是指粉煤灰等物质,可与水泥中析出的氧化钙作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的矿物材料,对这类材料的品质要求是材料的细度和不含有害的成分。
1.3 集料
应用人工集配碎石,城市主干道用做底基层时集料的最大粒径不应超过40mm,颗粒组成范围,用相应级配,用做基层时,集料的最大粒径不应超过30mm颗粒组成应在规定范围内。石料的磨耗值不超过35%,石料的压碎值不超过30%。
1.4 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,此种水不能用于水稳施工。
2 水稳混合料组成设计
采用水泥、粉煤灰、稳定碎石、砂、石屑等筑路材料作为水泥稳定碎石基层。首先,实验室通过经过一定数量的原材料试验,进行配合比设计、击实实验,确定最大干密度和最佳含水量。然后以此配比制成试件,试件在规定温度条件下保湿养护6天,浸水1天后,进行无侧限抗压强度实验。
经实验得知:
(1)经过对集料为砂、碎石、水泥和集料为粉煤灰、碎石、水泥的两种配比试验,结果发现掺加粉煤灰的水泥稳定混合料不仅其和易性较好,而且试块容易成型,成型后的试块外观较好,7天平均强度也较高。(2)不同配比灰土试件,7天无恻限抗压强度在1.0MPa左右;而不同配比水稳试件7天无侧限抗压强度在4~7MPa之间(采用325号普通水泥,水泥掺量5%~6%)。(3)不同配比灰:试件经几次冻融循环后,抗压强度几乎没有:而掺有水泥和粉煤灰的不同配比的水稳试件,经10次冻融循环后,仍可测得一定的强度。
3 施工质量控制
3.1 由于水泥稳定土的凝固与强度形成期较短,要求各工序紧密衔接,因此,在施工前必须认真做好施工组织设计,配备必需的机械设备、人力和运输工具,确保混合料从加水拌和到碾压完毕的延迟时间,不超过水泥的初凝时间。
3.2 路拌法由于拌合混合料均匀性较差,产量不高,因此要想提高水泥稳定土基层的施工质量,应采用中心站集中厂拌法施工,并在拌合场内设立试验室,随时对水泥剂量、含水量、材料级配及拌合的均匀性进行试验检测,发现问题及时处理,不合要求的混合料不许出场。
3.3 施工时混合料的含水量宜略大于最佳含水量0.5%~1.0%,以弥补碾压过程中水分的损失。含水量过大,既会影响混合料可能达到的密度和强度,又会明显增大混合料的干缩性,使结构层容易产生干缩裂缝。含水量过小,也会影响混合料可能达到的密度和强度。
3.4 水泥稳定土的碾压,宜先用两轮压路机随摊铺机及时碾压,后用重型振动路机继续碾压密实。碾压过程中,水稳定土的表面应始终保持湿润。如水份蒸发过快,应及时补撒少量水,但严禁洒大量水碾压,如有弹簧土,应及时翻开重新拌和(加适量的水)使其达到质量要求。
3.5 接缝的处理。当天两工作段的衔接处,应搭接拌和。第一段拌和后,留5~8m不进行碾压;第二段施工时,前段留下来压部分,要再加部分水泥重新拌和,并与第二段一起碾压。当天其余各段的接缝都可这样处理。接缝一定要垂直对接,不能斜接,否则,接缝处就会成为一条薄弱带,带上沥青面层很快龟裂。
3.6 水泥稳定土基层每一段碾压完成并经压实度检查合格后应立即开始养生,不应延误。但如水泥稳定土分层施工时,下层水泥稳定土碾压完后,过一天就可以铺筑上层水泥稳定土,不需经过7d养生期。但在铺筑土层稳定土之前,应始终保持下层表面湿润。为增加上下层之间的粘结性,在铺筑上层稳定土时,宜在下层表面撒少量水泥或水泥浆。水泥稳定土基层养生方法:①用不透水薄膜或湿砂进行养生;②采用沥青乳液进行养生;③无上述条件时,可用洒水车经常洒水进行养生,每天洒水的次数应视气候而定。整个养生期间应始终保持稳定土层表面潮湿,不应时干时湿。洒水后,应注意表层情况,必要时,用两轮压路机压实。
4 水稳施工几个注意的问题
4.1 加强施工管理,加大机械化施工程度由于水稳施工要求时间紧迫,同时要求一次达到质量标准,否则形成板体不易修整
所以必须加强施工管理,加大机械化施工程度,形成大规模、标准化作业方式,才易满足水稳的施工要求。
4.2 掺加粉煤灰的水稳易于施工,后期强度高
从已采用的两种配合比:一种含粉煤灰,一种不含集料的使用情况来看,掺加粉煤灰的效果较好。这是因为只加砂的混合料需水量较大,干缩也大,在夏天高温干旱条件下施工极易出现裂缝,另外在振动式压路机碾压过程中极易翻浆,不利压路机作业。而粉煤灰混合料对改善其和易性,降低水化热温升均有显著效果。掺加粉煤灰,可提高水温的后期强度,粉煤灰的活性及球形颗粒表面光滑,在水稳中可减少骨料之间摩阻力,相应减少拌合物用水量,可改善水稳的和易性。粉煤灰使水稳产生强度的同时也发生一部分热量,但为数甚微,从而起到减少温度裂缝的作用。另外,在水稳中掺加一定数量的粉煤灰也可抑制堿骨料反应。掺加粉煤做路基既处理了电厂排泄的废弃物,节约了土地资源,减少对环境的污染,又降低了工程造价,不失为一种利国利民的良策。
4.3 水泥用量用水量的控制
在拌和水稳时水泥用量一定要控制准确,用量太少减少胶凝作用,用量太大加大水化热反应温度,极易形成裂缝,另外在振动式压路机振动时,极易形成一层水泥浆覆盖在水稳表面,阻止水稳水化热的挥发,不利于压路机作业。
结语
在水稳碎石基层施工中,要坚持事先控制,过程控制,以数据科学指导生产,坚持质量第一的指导思想,严格按程序进行施工,把质量通病消除在萌芽状态,才能确保水稳碎石的强度、压实度、平整度,保证水稳碎石基层路面的施工质量。
参考文献
[1] 姜春亮.浅谈城市道路施工中水泥稳定碎石的应用[J].黑龙江科技信息.2009(9).
[2] 姚凤清.水泥稳定碎石技术在城市道路施工中的应用[J].科技资讯. 2010(12).
[3] 杨东瑜.水泥稳定碎石基层施工质量控制[J].河南科技.2010(8).
[关键词]市政工程;水泥稳定碎石;施工
中图分类号:TQ172文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)17-0116-01
水泥稳定碎石(简称水稳)是一种无机结合料稳定类材料,它是将碎石、石屑、水泥等材料通过搅拌、摊铺、压实和养生而形成的一种路面基层施工方法,因其具有板体性、水稳定、抗冻性好及早期强度高等优点而被广泛用于道路基层或底基层的施工中。
水稳基层是半刚性材料基层,主要是作为沥青面层的下承层,承担沥青面层传递的行车垂直荷载,并将荷载均匀地分散在路基中。由于水稳基层是沥青路面结构中主要的承重层,对沥青路面起到稳定支撑的作用,其施工质量直接影响到沥青面层的使用性能和寿命,因而应该加强对水稳施工技术的研究和应用。
1 材料要求
1.1 水泥
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可,但应选用终凝时间较长(宜在6H以上)的水泥。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。宜采用标号较低(为325)的水泥。水泥品质必须满足国家标准规定。
1.2 混合材料
混合材料分活性和非活性两大类。活性材料是指粉煤灰等物质,可与水泥中析出的氧化钙作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的矿物材料,对这类材料的品质要求是材料的细度和不含有害的成分。
1.3 集料
应用人工集配碎石,城市主干道用做底基层时集料的最大粒径不应超过40mm,颗粒组成范围,用相应级配,用做基层时,集料的最大粒径不应超过30mm颗粒组成应在规定范围内。石料的磨耗值不超过35%,石料的压碎值不超过30%。
1.4 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,此种水不能用于水稳施工。
2 水稳混合料组成设计
采用水泥、粉煤灰、稳定碎石、砂、石屑等筑路材料作为水泥稳定碎石基层。首先,实验室通过经过一定数量的原材料试验,进行配合比设计、击实实验,确定最大干密度和最佳含水量。然后以此配比制成试件,试件在规定温度条件下保湿养护6天,浸水1天后,进行无侧限抗压强度实验。
经实验得知:
(1)经过对集料为砂、碎石、水泥和集料为粉煤灰、碎石、水泥的两种配比试验,结果发现掺加粉煤灰的水泥稳定混合料不仅其和易性较好,而且试块容易成型,成型后的试块外观较好,7天平均强度也较高。(2)不同配比灰土试件,7天无恻限抗压强度在1.0MPa左右;而不同配比水稳试件7天无侧限抗压强度在4~7MPa之间(采用325号普通水泥,水泥掺量5%~6%)。(3)不同配比灰:试件经几次冻融循环后,抗压强度几乎没有:而掺有水泥和粉煤灰的不同配比的水稳试件,经10次冻融循环后,仍可测得一定的强度。
3 施工质量控制
3.1 由于水泥稳定土的凝固与强度形成期较短,要求各工序紧密衔接,因此,在施工前必须认真做好施工组织设计,配备必需的机械设备、人力和运输工具,确保混合料从加水拌和到碾压完毕的延迟时间,不超过水泥的初凝时间。
3.2 路拌法由于拌合混合料均匀性较差,产量不高,因此要想提高水泥稳定土基层的施工质量,应采用中心站集中厂拌法施工,并在拌合场内设立试验室,随时对水泥剂量、含水量、材料级配及拌合的均匀性进行试验检测,发现问题及时处理,不合要求的混合料不许出场。
3.3 施工时混合料的含水量宜略大于最佳含水量0.5%~1.0%,以弥补碾压过程中水分的损失。含水量过大,既会影响混合料可能达到的密度和强度,又会明显增大混合料的干缩性,使结构层容易产生干缩裂缝。含水量过小,也会影响混合料可能达到的密度和强度。
3.4 水泥稳定土的碾压,宜先用两轮压路机随摊铺机及时碾压,后用重型振动路机继续碾压密实。碾压过程中,水稳定土的表面应始终保持湿润。如水份蒸发过快,应及时补撒少量水,但严禁洒大量水碾压,如有弹簧土,应及时翻开重新拌和(加适量的水)使其达到质量要求。
3.5 接缝的处理。当天两工作段的衔接处,应搭接拌和。第一段拌和后,留5~8m不进行碾压;第二段施工时,前段留下来压部分,要再加部分水泥重新拌和,并与第二段一起碾压。当天其余各段的接缝都可这样处理。接缝一定要垂直对接,不能斜接,否则,接缝处就会成为一条薄弱带,带上沥青面层很快龟裂。
3.6 水泥稳定土基层每一段碾压完成并经压实度检查合格后应立即开始养生,不应延误。但如水泥稳定土分层施工时,下层水泥稳定土碾压完后,过一天就可以铺筑上层水泥稳定土,不需经过7d养生期。但在铺筑土层稳定土之前,应始终保持下层表面湿润。为增加上下层之间的粘结性,在铺筑上层稳定土时,宜在下层表面撒少量水泥或水泥浆。水泥稳定土基层养生方法:①用不透水薄膜或湿砂进行养生;②采用沥青乳液进行养生;③无上述条件时,可用洒水车经常洒水进行养生,每天洒水的次数应视气候而定。整个养生期间应始终保持稳定土层表面潮湿,不应时干时湿。洒水后,应注意表层情况,必要时,用两轮压路机压实。
4 水稳施工几个注意的问题
4.1 加强施工管理,加大机械化施工程度由于水稳施工要求时间紧迫,同时要求一次达到质量标准,否则形成板体不易修整
所以必须加强施工管理,加大机械化施工程度,形成大规模、标准化作业方式,才易满足水稳的施工要求。
4.2 掺加粉煤灰的水稳易于施工,后期强度高
从已采用的两种配合比:一种含粉煤灰,一种不含集料的使用情况来看,掺加粉煤灰的效果较好。这是因为只加砂的混合料需水量较大,干缩也大,在夏天高温干旱条件下施工极易出现裂缝,另外在振动式压路机碾压过程中极易翻浆,不利压路机作业。而粉煤灰混合料对改善其和易性,降低水化热温升均有显著效果。掺加粉煤灰,可提高水温的后期强度,粉煤灰的活性及球形颗粒表面光滑,在水稳中可减少骨料之间摩阻力,相应减少拌合物用水量,可改善水稳的和易性。粉煤灰使水稳产生强度的同时也发生一部分热量,但为数甚微,从而起到减少温度裂缝的作用。另外,在水稳中掺加一定数量的粉煤灰也可抑制堿骨料反应。掺加粉煤做路基既处理了电厂排泄的废弃物,节约了土地资源,减少对环境的污染,又降低了工程造价,不失为一种利国利民的良策。
4.3 水泥用量用水量的控制
在拌和水稳时水泥用量一定要控制准确,用量太少减少胶凝作用,用量太大加大水化热反应温度,极易形成裂缝,另外在振动式压路机振动时,极易形成一层水泥浆覆盖在水稳表面,阻止水稳水化热的挥发,不利于压路机作业。
结语
在水稳碎石基层施工中,要坚持事先控制,过程控制,以数据科学指导生产,坚持质量第一的指导思想,严格按程序进行施工,把质量通病消除在萌芽状态,才能确保水稳碎石的强度、压实度、平整度,保证水稳碎石基层路面的施工质量。
参考文献
[1] 姜春亮.浅谈城市道路施工中水泥稳定碎石的应用[J].黑龙江科技信息.2009(9).
[2] 姚凤清.水泥稳定碎石技术在城市道路施工中的应用[J].科技资讯. 2010(12).
[3] 杨东瑜.水泥稳定碎石基层施工质量控制[J].河南科技.2010(8).