强嵌挤骨架密实水泥稳定碎石力学性能及施工离析控制技术

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  【摘 要】为了提高水泥稳定碎石的路用性能,提出了强嵌挤骨架密实结构水泥稳定碎石,并验证了其路用性能。结果表明:强嵌挤骨架密实级配具有9.5mm以上的粗集料用量多、4.75mm以下的细集料用量多、0.075mm以下的集料用量多、4.75mm~9.5mm中间的粒径的集料用量少等组成特点;强嵌挤骨架密实级配水泥稳定碎石比规范骨架密实级配的強度平均提高10%以上。最后,结合强嵌挤骨架密实水泥稳定碎石组特点,从原材、堆料、配比、拌合、摊铺和现场质量控制等方面提出一整套离析控制措施。成果可供工程施工时参考应用。
  【关键词】公路工程;水泥稳定碎石;强嵌挤骨架密实级配;力学性能;混合料离析控制
  引言
  理论研究与工程实践表明,骨架密实级配碎石水泥稳定碎石具有优良的路用性能,近年来在我国公路建设中得到了广泛应用。为了进一步提高其路用性能,论文在分析骨架密实级配强度形成机理基础上,提出强嵌挤骨架密实级配设计原理和方法,并对其路用性能进行验证。结合强嵌挤骨架密实级配组成特点,从原材、堆料、配比、拌合、摊铺和现场质量控制等方面对离析控制措施进行了研究。
  1、强嵌挤骨架密实级配及其水泥稳定碎石性能
  1.1 强嵌挤骨架密实级配
  (1)强嵌挤骨架密实结构原理
  强嵌挤骨架密实结构应具有足够的粗集料形成空间骨架结构,适量的细集料以最紧密的状态填充在粗集料所形成的骨架空隙之间、使其能够使混合料最大限度的发挥其强度效应,达到提高水泥稳定碎石的力学性能的目的。
  (2)强嵌挤骨架密实结构确定方法
  基于上述原理,强嵌挤骨架密实级配可采用逐级填充方法确定。具体如下:
  ①粗集料级配的确定:所用粗骨料的三种规格为分别为19~31.5mm、9.5~19mm、4.75~9.5mm。粒径为9.5~19mm的集料填充而不破坏19~31.5mm所形成的骨架,粒径为4.75~9.5mm的集料填充而不破坏19~31.5mm、9.5~19mm所形成的骨架,以此方法确定各规格粗集料;
  ②细集料级配的确定:细集料是指粒径小于4.75mm的集料,其在混合料中主要的功能为填充粗集料空隙,从而影响着混合料成型后的强度和收缩性。工程上通常采用I法确定细集料的级配,即通过变化I值来研究不同级配细集料的强度、CBR、干燥收缩和温度收缩等性能
  ③粗细集料比例的确定:研究不同粗、细集料比例的水泥稳定碎石力学强度,以力学性能最优为原则,并结合成型试件断面情况和工程实践施工情况,确定粗细集料比例,即最终矿料级配。
  1.2 强嵌挤骨架密实级配组成特点
  根据上述方法,确定强嵌挤骨架密实型水泥稳定碎石级配(GM)见表1。表中还给出了《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006中的骨架密实级配(GF),以资对比。
  表1 水泥稳定碎石两种骨架密实级配
  级配类型 通过下列筛孔(mm)质量百分率(%)
  31.5 19.0 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075
  GM级配 100~90 70~60 46~38 36~28 28~18 18~10 6~2
  GF
  级配 100 86~68 58~38 32~33 28~16 15~8 3~0
  表1数据表明,强嵌挤骨架密实型级配具有“三多一少”的特点,即9.5mm以上的粗集料用量多,4.75mm以下的细集料用量多,0.075mm以下的集料用量多,4.75mm~9.5mm中间的粒径的集料用量少。9.5mm通过率决定了骨架嵌挤状况和抗离析性能,过少难以形成骨架结构,过多容易离析;4.75mm通过率决定了混合料密实程度和影响骨架结构,过少难以对粗集料骨架空隙充分填充而形成骨架孔隙结构,过多则容易撑开粗集料骨架而形成悬浮密实结构;0.075mm通过率影响压实基层毛细孔和施工性能,过少则粗集料表面水泥砂浆不足而导致水泥浆-集料界面存在薄弱面影响强度和抗裂性能,同时因为粗集料表面砂浆少、吸附力小而容易导致施工离析,过多则也会增加收缩裂缝和压实基层表面镜面现象。
  1.3 物理力学性能
  强嵌挤骨架密实水泥稳定碎石物理力学性能见表2。
  表2 强嵌挤骨架密实水泥稳定
  碎石力学性能
  性能 项目 强嵌挤骨架密实级配 D50规范级配 强嵌挤骨架密实级/D50规范级配
  施工性能 最佳含水量(%) 4.9 4.7 104.3
  最大干密度(g/ cm3) 2.4 2.35 102.1
  不同龄期无侧限抗压强度
  (MPa) 14d 10.8 9.8 109.7
  28d 13.3 10.5 126.8
  60d 15.4 10.9 141.0
  90d 16.1 11.0 146.2
  180d 17.0 11.2 152.1
  不同龄期劈裂强度 (MPa) 14d 0.77 0.63 122.2
  28d 0.96 0.84 114.3
  60d 0.98 0.88 111.4
  表2中数据表明:与JTGD50-2006《公路沥青路面设计规范》中的骨架密实级配相比,强嵌挤骨架密实级配的无侧限抗压强度和劈裂强度随着龄期的增长,都有不同程度的提高。90d后的无侧限抗压强度较骨架密实级配提高了约46.2%,180d后提高了约52.1%。而28d后的劈裂强度较骨架密实级配提高了约14.3%,60d后提高了约11.4%,显示出了强嵌挤骨架密实级配良好的力学性能。
  2、强嵌挤骨架密实水泥稳定碎石离析控制   2.1 原材料变异性控制
  在现行公路路面材料中,路用不同规格的碎石都是从多个中小型碎石场采购而来,不同碎石场所采用的碎石机和筛分机的型号和规格不一致,使用也没有具体规范,即使是同一碎石场生产的名义上规格相同的碎石,其实际颗粒组成的变异性常有显著差异;而且,不同碎石场采购来混合在一起的名义上同规格的碎石,其颗粒组成的变异性也很大。针对以上原材料颗粒组成变异性大的问题,可采用以下措施。
  (1)集料二次筛分
  首先,材料使用者與碎石供应商应该根据路用性能的要求,选择几个固定的采石供应厂。同时对碎石筛分过程做固定化模式的确定。确定相同型号和规格的碎石机和筛分机,制定统一的机械使用规范,提供规范化的人员操作培训,以各种途径尽量减少在出厂时的原材料差异。其次,当碎石到达拌合厂堆料场时,我们需要将名义上同规格的原材料按照从大到小分别混合后,通过使用正确的筛分机理以及合理的筛孔尺寸来重新进行二次筛分。
  (2)完善集料管理
  对于路面通常所用的粗、细集料,若其质量不满足要求,路面性能便得不到保证。因此,所用集料必须满足颗粒形状、颗粒组成和各项力学性质的要求;对于购料,严格购料合同,控制进料变异性,拒收不符合规定的材料。除对供应商的破碎机械、筛分机械有统一的型号、规格、使用规范的要求外,对某种规格的集料的某个筛孔的通过百分率做具体的规定;对于拌和场的堆料,为保持集料的清洁,尤其可以避免雨天场地泥泞,将泥土带入集料中,场地需做硬化处理,这也是道路基层材料质量的重要措施之一。
  (3)随时调整配合比
  改变以往的这种只要混合料类型不变,生产配合比就不改变的传统设计方式。可根据料仓或拌和传输带上混合料的筛分结果随时调整生产配合比,减少实际生产时原材料增加的变异。通常情况下,采用前一天的配合比向拌和控制室输料,进行干拌后取样筛分。如其颗粒组成符合规定级配范围,即可投产,否则应在调整后再进行生产。
  2.2 施工过程中的离析控制
  2.2.1 堆料控制
  当向中心站集中拌和厂供料时,为保证材料均匀,应用合理的堆料技术。图1中,由于使用输送带系统进行堆料,导致大颗粒滚到料堆外侧,集料产生离析,若将离析的材料供给拌和机,原材料颗粒组成的变异性就会增加,从而影响了施工质量。通常采取的措施是分别堆放供给拌和机的不同尺寸的材料,这是由于每一料堆的材料尺寸比较均匀,可以减少离析现象。然而,如果原材料颗粒组成的变异性很大,较细的集料中仍可能产生离析。因此,应采用图2和图3所示的堆料技术,它即能保证材料均匀,并能显著减少堆料产生的离析。此外,拌和厂对于不同规格的集料应该分别堆放,应有可靠的隔离措施(如图4),避免不同规格的集料堆交错,从而人为造成集料的变异性的增大。
  图1 料堆中颗粒离析
  Figure 1 grain dissociation in stack material l
  图2 采用许多小料堆
  Figure 2 using plenty of small stack material
  图3 分层堆料
  Figure 3 stack material in separated levels
  图4 某工地料场堆料情况
  Figure 4 stack material situation in a certain construction site
  2.2.2 料斗和贮料仓的改进
  为了避免向冷料斗装料时进入相邻规格集料的冷料斗内,料斗上口要隔开;在安装冷料斗时,应适当加大各冷料斗间距,以保证此间距大于装载设备的料斗长度;此外要在料斗的上口两个冷料斗相接处安装斜挡板,以便进一步改善集料颗粒组成的均匀性;同时为了减少拌和料的落差,宜在贮料仓上方增加挡板(如图5)。
  图5 加挡板的贮料仓
  Figure 5 storage silo with dam board
  2.2.3 卡车装料和卸料控制
  卡车在贮料仓下面快速装料时,由于在整个装料过程司机常常不愿意移车,对离析敏感的混合料,较大碎石将滚到卡车前部、后部和两侧,(如图6)。导致卡车卸料时开始卸下的料和最后卸下的料都是粗料,从而引起离析。
  图6 向卡车装料方法不合适
  Figure 6 improper loading method
  图7 正确装料方法
  Figure 7 correct loading method
  针对这种原因产生的离析,应分三个不同位置往卡车中装料,第一次装料靠近车厢的前部,第二次装料靠近后部车厢门,第三次料装在中间,见图7。这样可以消除卡车中离析现象。另外,为了进一步保证混合料整体卸落,车厢底板需要处于良好启闭状态,车厢应升高到一个大而安全的角度,使全部混合料能同时向后滑,尽力使混合料整体卸落。
  2.2.4 混合料摊铺技术
  混合料成功拌合后将其均匀地装到卡车内,并整体卸入摊铺机受料斗进行摊铺。然而如果混合料的摊铺过程不科学规范,路面就可能会产生不同程度的离析。
  在每辆卡车卸料之间,至少要留少部分混合料在受料斗内;并且尽可能减少侧板翻起次数,仅在需要将受料斗中的混合料弄平时,才将两块侧板翻起;在卸料时还要将卡车车厢翻起后向受料斗卸料,使混合料输送时的滚动阻力最小。
  在混合料摊铺过程中应尽可能连续,只有在必要时才可停顿和重新启动调整摊铺机的速度,以便使摊铺机的产量与拌和机的产量相平衡;还要注意调整其分料速度,使分料器连续运转,使出料连续而缓慢;同时应该尽量调整摊铺机分料室的伸长度,使摊铺机从受料斗的两侧摊出相同数量的混合料。
  3、结语
  (1)本文基于强嵌挤骨架密实结构原理,提出了强嵌挤骨架密实级配的确定方法。其结果表明:强嵌挤骨架密实级配具有9.5mm以上的粗集料用量多、4.75mm以下的细集料用量多、0.075mm以下的集料用量多、4.75mm~9.5mm中间的粒径的集料用量少等组成特点。
  (2)强嵌挤骨架密实级配水泥稳定碎石具有优良的路用性能,与规范中的骨架密实级配强度相比ZH至少提高10%以上。
  (3)本文结合强嵌挤骨架密实水泥稳定碎石的组特点,从原材、堆料、配比、拌合、摊铺和现场质量控制等方面提出一整套离析控制措施。成果可供工程施工时参考应用。
  参考文献:
  [1]蒋应军,任蛟龙,李頔,徐寅善.矿料强嵌挤骨架密实级配的PFC2D数值试验研究[J].华南理工大学学报:自然科学版,2012,40(2):92-98.
  [2]蒋应军.多级嵌挤骨架密实二灰碎石组成设计方法研究[J].重庆交通大学学报:自然科学版,2010,29(5)732-736.
  [3]蒋应军.骨架密实型水泥粉煤灰碎石组成设计与路用性能[J].长安大学学报:自然科学版,2008,28(5):1-4.
  [4]蒋应军,乔怀玉.垂直振动法水泥稳定碎石设计与施工技术[M].北京:人民交通出版社,2012.
  [5]李明杰,蒋应军.半刚性基层材料振动试验方法[J].交通运输工程学报,2010(01).
  [6]胡力群.骨架密实结构水泥稳定碎石离析原因及改善措施[J].筑路机械与施工机械化,2005(12).
  作者简介:
  马永刚(1971-),男,回族,金华市交通工程质量监督站书记,高工,主要从事交通工程质量安全监督工作;方剑(1980-),汉族,金华市交通工程质量监督站科长,高工,主要从事质量监督、安全监管、检测管理等工作。
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