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[摘要]水泥稳定碎石是一种半刚性基层,具有整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好、抗冻性好较经济的特点,而且原材料产量丰富,价格便宜、质地干净便于就近就地取材,被广泛用于修建高速公路路面基层或底基层。虽然其优点很多,使用范围也比较广泛,但是若对其特点了解不足,施工质量控制不好,就不能充分发扬其长处,甚至会留下工程隐患,造成严重的后果。笔者以烟凤线栖霞段改建工程水泥稳定碎石基层施工实践为例,浅谈水泥稳定碎石基层施工混合料组成设计。
[关键词]水泥稳定 混合料 组成
中图分类号:TQl72.1+8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)06-0194-01
一.工程概况
该工程在山东省烟台境内,起点位于福山和栖霞交界处,向南终点位于大庄头大街的南端。属于旧沥青路面改造工程,全长约11KM,二级公路。路面宽度10米到12米。路面设计使用年限15年,沥青路面设计弯沉值25.2(1/100mm)。路面结构为3cm细粒式沥青砼(AC 13F)+dcm中粒式沥青砼(AC 16F)+15cm水泥稳定碎石基层(3.OMpa)+12cm水泥穩定风化砂掺碎石找平层(2.0Mpa)+15cmTR泥稳定风化砂下底基层(1.5Mpa)找平层。基层采用了水泥稳定碎石,即水泥、碎石、石屑按一定比例组成的混合料。
二、原材料质量控制
1、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。为使混合料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。本标段使用由烟台第二水泥厂提供的夹河牌32.5号普通硅酸盐水泥。经对原材料检验如下:
凝结时间(min):初凝:55。终凝:390
抗压强度(Mpa):3d:13.5。28d:34.5
抗折强度(Mpa):3d:3。28d:6.5
结论:符合规范要求
2、碎石及石屑
本标段沿线碎石储量较为丰富,石料强度较高,按路面基层施工的要求和用量,依经济合理的原则,经过对沿线石料加工场原材料的调查、试验,确定以高疃石子厂作为拌和站使用碎石、石屑材料的供用场。经对原材料检验如下:
压碎值:均小于21% 液限:小于20% 塑性指数:小于4
有机质含量:小于2% 硫酸盐含量:小于0.25%
结论:符合规范要求
3、水
经实验水质比较纯洁,可用于混合料的施工。
三、混合料组成设计
路面基层集料用不同粒径碎石、石屑组成一定级配混合料的配合比的设计工作,增加施工和易性,使路面基层具有良好强度和板体性,减少混合料离析等为原则。
1、确定集料的掺配。
通过优化配合比实验,确定集料的掺配比例为:l 3cm碎石:0.5~1cm碎石:石屑=40:20:40。
2、确定水泥剂量的掺配。
按设计要求7d无侧限饱水抗压强度不小于3.OMPa,根据经验,水泥剂量按3%、4%、5%、6%四种比例配制混合料,即:水泥:碎石混合料为:3:100,4:100,5:100,6:100。
3、确定最佳含水量和最大干密度
对四种不同水泥剂量的混合料做标准击实试验,确定出最大干密度和最佳含水量如表
4、测定7d无侧限抗压强度
(1)制做试件按现行技术规范分别对四种水泥剂量的混合料进行制件。
(2)测定饱水无侧限抗压强度试件经6d标准养生1d浸水,按规定测得7d无侧限抗压强度结果(如表1)
5、确定试验室配合比
经计算得知,水泥剂量为4%、5%、6%时试件强度平均值满足不低于3.0Mpa设计值要求。考虑到试验数据的偏差和施工中保证率,对以上三种水泥剂量进行验算,均能满足要求。从经济性考虑,4%的水泥剂量满足强度指标的最小水泥用量,为最佳水泥用量。则试验室配合比为:
水泥:集料=4:100。混合料的最佳含水量为7%,最大干密度为:2.35g/cm3
6、确定生产配合比
根据施工现场情况,集料含水量平均为0.3%,故集料自身含水量忽略不计。采用集中拌法施工,水泥剂量可增加0.5%,含水量可增加0.5%,所以经调整后得到的生产配合比为:
水泥:集料=4.5:100,混合料含水量为7.5%,测得最大干密度为2.35g/cm3。
集料的掺配比例为:1~3cm碎石:O.5~1cm碎石:石屑=40:20:40。
四、施工时的质量控制
在施工过程中,严格做到以下几点:
1、对厂拌设备的选型及料场布置。
2、控制水泥剂量。
3、混合料的含水量。
4、混合料的运输
5、混合料摊铺及接缝的处理严格按照相关规范进行。
6、混合料的压实。
7、混合料的养生。对已完成碾压并经压实度检测合格后的施工段立即进行养生,不能延误。本标段采用草帘养生。在养生期间由专人负责限制车辆行驶,除洒水车外,绝对禁止重型车辆行驶。养生结束后,抽样取芯,并检测各项技术指标均符合规范要求。
五、结论
1、水泥稳定碎石基层属于半刚性材料,以水泥含量来控制强度,强度可在大范围内调整,小到2Mpa,大到水泥混凝土的强度。
2、单纯从强度而言,水泥稳定碎石可以适用到各种等级道路路面的基层,而且粒料的级配范围应符合基层施工规范中规定的集料级配范围,以改善水泥稳定碎石基层的干缩和温缩性。
3、由于属于嵌挤密实型结构,其集料级配对基层强度形成有很大影响,若级配不连续或结构内级配不均匀,在剪应力的作用下,局部易碎裂,造成松散,甚而损坏整个路面。
[关键词]水泥稳定 混合料 组成
中图分类号:TQl72.1+8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)06-0194-01
一.工程概况
该工程在山东省烟台境内,起点位于福山和栖霞交界处,向南终点位于大庄头大街的南端。属于旧沥青路面改造工程,全长约11KM,二级公路。路面宽度10米到12米。路面设计使用年限15年,沥青路面设计弯沉值25.2(1/100mm)。路面结构为3cm细粒式沥青砼(AC 13F)+dcm中粒式沥青砼(AC 16F)+15cm水泥稳定碎石基层(3.OMpa)+12cm水泥穩定风化砂掺碎石找平层(2.0Mpa)+15cmTR泥稳定风化砂下底基层(1.5Mpa)找平层。基层采用了水泥稳定碎石,即水泥、碎石、石屑按一定比例组成的混合料。
二、原材料质量控制
1、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。为使混合料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。本标段使用由烟台第二水泥厂提供的夹河牌32.5号普通硅酸盐水泥。经对原材料检验如下:
凝结时间(min):初凝:55。终凝:390
抗压强度(Mpa):3d:13.5。28d:34.5
抗折强度(Mpa):3d:3。28d:6.5
结论:符合规范要求
2、碎石及石屑
本标段沿线碎石储量较为丰富,石料强度较高,按路面基层施工的要求和用量,依经济合理的原则,经过对沿线石料加工场原材料的调查、试验,确定以高疃石子厂作为拌和站使用碎石、石屑材料的供用场。经对原材料检验如下:
压碎值:均小于21% 液限:小于20% 塑性指数:小于4
有机质含量:小于2% 硫酸盐含量:小于0.25%
结论:符合规范要求
3、水
经实验水质比较纯洁,可用于混合料的施工。
三、混合料组成设计
路面基层集料用不同粒径碎石、石屑组成一定级配混合料的配合比的设计工作,增加施工和易性,使路面基层具有良好强度和板体性,减少混合料离析等为原则。
1、确定集料的掺配。
通过优化配合比实验,确定集料的掺配比例为:l 3cm碎石:0.5~1cm碎石:石屑=40:20:40。
2、确定水泥剂量的掺配。
按设计要求7d无侧限饱水抗压强度不小于3.OMPa,根据经验,水泥剂量按3%、4%、5%、6%四种比例配制混合料,即:水泥:碎石混合料为:3:100,4:100,5:100,6:100。
3、确定最佳含水量和最大干密度
对四种不同水泥剂量的混合料做标准击实试验,确定出最大干密度和最佳含水量如表
4、测定7d无侧限抗压强度
(1)制做试件按现行技术规范分别对四种水泥剂量的混合料进行制件。
(2)测定饱水无侧限抗压强度试件经6d标准养生1d浸水,按规定测得7d无侧限抗压强度结果(如表1)
5、确定试验室配合比
经计算得知,水泥剂量为4%、5%、6%时试件强度平均值满足不低于3.0Mpa设计值要求。考虑到试验数据的偏差和施工中保证率,对以上三种水泥剂量进行验算,均能满足要求。从经济性考虑,4%的水泥剂量满足强度指标的最小水泥用量,为最佳水泥用量。则试验室配合比为:
水泥:集料=4:100。混合料的最佳含水量为7%,最大干密度为:2.35g/cm3
6、确定生产配合比
根据施工现场情况,集料含水量平均为0.3%,故集料自身含水量忽略不计。采用集中拌法施工,水泥剂量可增加0.5%,含水量可增加0.5%,所以经调整后得到的生产配合比为:
水泥:集料=4.5:100,混合料含水量为7.5%,测得最大干密度为2.35g/cm3。
集料的掺配比例为:1~3cm碎石:O.5~1cm碎石:石屑=40:20:40。
四、施工时的质量控制
在施工过程中,严格做到以下几点:
1、对厂拌设备的选型及料场布置。
2、控制水泥剂量。
3、混合料的含水量。
4、混合料的运输
5、混合料摊铺及接缝的处理严格按照相关规范进行。
6、混合料的压实。
7、混合料的养生。对已完成碾压并经压实度检测合格后的施工段立即进行养生,不能延误。本标段采用草帘养生。在养生期间由专人负责限制车辆行驶,除洒水车外,绝对禁止重型车辆行驶。养生结束后,抽样取芯,并检测各项技术指标均符合规范要求。
五、结论
1、水泥稳定碎石基层属于半刚性材料,以水泥含量来控制强度,强度可在大范围内调整,小到2Mpa,大到水泥混凝土的强度。
2、单纯从强度而言,水泥稳定碎石可以适用到各种等级道路路面的基层,而且粒料的级配范围应符合基层施工规范中规定的集料级配范围,以改善水泥稳定碎石基层的干缩和温缩性。
3、由于属于嵌挤密实型结构,其集料级配对基层强度形成有很大影响,若级配不连续或结构内级配不均匀,在剪应力的作用下,局部易碎裂,造成松散,甚而损坏整个路面。