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摘 要:水泥稳定碎石基层作为一种半刚性路面基层,因其具有板体性好、强度高、初期强度增长快、力学性能优异、水稳定性能好具有一定的抗冻性能等优点,被广泛应用于各等级公路中。本文对水泥稳定碎石基层施工工艺及质量控制措施进行阐述。
关键词:公路 水泥稳定碎石 施工 控制
随着我国对公路交通基础设施投资力度的加大,公路建设以前所未有的速度迅速推进,但我国公路基础设施依然薄弱,长期以来,由于投入的不足,受特殊的区位特征影响,公路交通发展明显滞后,公路施工质量控制也存在一定的问题 因此,如何加强管理,提高施工质量 已成为一项十分重要的课题。目前,高速公路经常采用水泥稳定碎石基层,它是一种半刚性结构,具有整体强度高、承载力大、水稳性好等特点。虽然其优点很多,但是若对其特点了解不足,施工质量控制不好,就不能充分发挥其长处,甚至会留下工程质量隐患,造成严重的后果。
一、水泥稳定碎石作用原理
水泥稳定碎石是以级配碎石或未筛分碎石作骨料,采用一定数量的水泥胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙,按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度,强度主要靠碎石问的嵌挤锁结原理,同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高,并且强度随龄期而增加很快结成板体,因而具有较高的强度,抗渗度和抗冻性较好。水泥稳定碎石中水泥用量一般为混合料3%一5.5%,7d的无侧限抗压强度可达2.0—4.0%MPa。较其他路基材料离。水泥稳定碎石成活后遇雨不泥泞,表面坚实,是高级路面的理想基层材料。
根据交通部《公路路面基层施工技术规范》规定。由于水泥稳定碎石中含有水泥等胶凝材料因而要求整个施工过程要在水泥终凝前完成,并且一次达到质量标准,否则不易修整,另外为了保证水泥稳定碎石粒料的拌和均匀,《规范》要求对于二级及二级以上公路,应采用专用的稳定土拌和设备,这种施工方法也符合现代化大规模机械化施工的发展方向。
二、材料要求
1.水泥
水泥作为集合料的稳定制,其质量对于集合料的质量至关重要,可选用较低标号(32.5级)普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。为使混合料有足够的时间进行拌和、运输、摊铺和碾压,规范要求水泥的初凝时间不小于3小时,终凝时间不小于6小时。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。水泥 质必须满足国家标准规定。
2.掺和材料
可掺入一些活性材料,以提高水泥稳定碎石的施工和易性及结构稳定性。这里,我们掺入了粉煤灰作为活性材料。
3.集料
可采用人工级配砟石,用作二级公路底基层时,集料的最大粒径不应超过40mm;用作基层时,集料的最大粒径不应超过30mm。
4.水
适合于饮用的水,均可用于拌制和养护水泥稳定碎石。
三、水泥稳定碎石基层的施工
根据试验路所确定的相关技术参数,进行水泥稳定基层的整体施工,主要步骤如下:
(1)施工放样。水泥稳定碎石基层施工之前,依据设计图纸恢复路基中线,定出基层宽度线和引导摊铺机行走的标高控制线,并经监理工程师认可。
(2)下承层表面清扫和洒水湿润。摊铺之前对底基层顶面进行彻底清扫,使底基层表面不留任何杂物、浮土;同时用水车洒少量的水,使底基层表面不干燥、不积水,保证基层湿润。
(3)水泥稳定混合料的拌和。水泥稳定碎石采用WBM50场拌设备连续拌和,碎石级配、砂 水泥的比例以其重量比采用试验路总结出的施工配合比进行配合,水泥剂量较试验确定剂量增加0.5%,含水量应根据气温以及各种原材料的自然含水量等情况较最佳含水量增加O.5~1%左右。严格控制加水时间和拌和机的喂料速度,保证混合料均匀、色泽一致。
(4)水泥稳定混合料的运输。①为减少混合料离析现象,应向自卸车厢分3处堆裝混合料,迫使粗料在车厢中部落下,这样在卸料时,粗细料能达到再次混合;②稳定碎石混合料采用数量足够的20t以上大吨位自卸车运输,要求控制好混合料运输时间,保证摊铺现场不等料、不压车,同时做好混合料运输道路上的协调工作,保证运输车辆道路行驶通畅。
(5)水泥稳定混合料的摊铺。采用ABG摊铺机进行摊铺。
(6)压实。①先用轻型两轮压路机跟在摊铺机后稳压2遍,再用重型振动压路机碾压3-4遍。在碾压过程中按照“先轻后重、先慢后快、先边后中”的原则进行碾压,以确保基层平整度;②禁止压路机和车辆在完成或正在碾压的路段上调头、急刹车和突然起步,保证基层表面不受损坏;③ 碾压期间,要求在水泥初凝的有效时间内随时进行检测,不合格或含水量不够时,适当洒水重新碾压,直至达到要求;④最后采用胶轮压路机碾压2遍,确保压实后的基层表面平整、密实、边线整齐,无松散、裂缝、轮迹、弹簧现象。
(7)检测。为了保证施工质量,在混合料的碾压过程中,质检人员随时检测水泥剂量和压实度等技术指标。在基层养生7d后进行钻芯取样,检测其结构强度是否满足<5MPa的要求。
(8)养护。每个作业段施工完成后,在第2d开始洒水养生,根据天气情况一般l~2d洒水一次,养生7d,养生期间采用草袋覆盖,确保基层表面处于潮湿状态;在养生期间要禁止一切车辆通行,封闭交通。
四、水泥稳定碎石基层施工过程的控制
1.施工过程中的原材料质量检验的内容与要求
在施工过程中必须严格控制各环节的施工质量,施工过程中原材料的检验及水泥稳定碎石基层混合料质量控制内容与要求交通部JTJO34—2000《公路路面基层施工技术规范》。
2.水泥稳定碎石基层混合料施工工艺控制
(1)施工工艺严格按技术规范要求进行控制,对各施工前后场的机械应进行检查,强调焖料及使用强制式拌和机拌料,按确定的水泥剂量及最佳含水量,根据技术规范要求进行拌料。
(2)连续工作日对水泥稳定碎石基层混合料进行抽样检验,一起共抽检8d共8组,筛分结果表明基本接近级配中线,达到预期目的。
3.混合料的运输
运输混合料宜采用大吨位的自卸汽车,在运输过程要尽量避免中途停车和颠簸,避免混合料离析;另外,还应根据运输距离和天气情况考虑是否加盖苫布, 以防水分过分损失。运输车辆的数量根据施工生产能力确定。
水泥稳定碎石基层路面早期破坏因素复杂,根据以往工程质量的分析,水泥稳定碎石基层胀缩特性所引起的路面破坏不可忽视。这就要求施工过程中严格控制原材料的质量,按照技术规范科学地进行混合料的配合比设计,严格按照规范组织施工,规范拌和、运输、摊铺、碾压、养生等各个环节,保证组织管理到位, 努力提高工程质量和路面的使用年限。
参考文献
[1] 杭敏.水泥稳定碎石基层(底基层)的施工与质量控制[J].山西建筑,2009(33):307—308.
关键词:公路 水泥稳定碎石 施工 控制
随着我国对公路交通基础设施投资力度的加大,公路建设以前所未有的速度迅速推进,但我国公路基础设施依然薄弱,长期以来,由于投入的不足,受特殊的区位特征影响,公路交通发展明显滞后,公路施工质量控制也存在一定的问题 因此,如何加强管理,提高施工质量 已成为一项十分重要的课题。目前,高速公路经常采用水泥稳定碎石基层,它是一种半刚性结构,具有整体强度高、承载力大、水稳性好等特点。虽然其优点很多,但是若对其特点了解不足,施工质量控制不好,就不能充分发挥其长处,甚至会留下工程质量隐患,造成严重的后果。
一、水泥稳定碎石作用原理
水泥稳定碎石是以级配碎石或未筛分碎石作骨料,采用一定数量的水泥胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙,按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度,强度主要靠碎石问的嵌挤锁结原理,同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高,并且强度随龄期而增加很快结成板体,因而具有较高的强度,抗渗度和抗冻性较好。水泥稳定碎石中水泥用量一般为混合料3%一5.5%,7d的无侧限抗压强度可达2.0—4.0%MPa。较其他路基材料离。水泥稳定碎石成活后遇雨不泥泞,表面坚实,是高级路面的理想基层材料。
根据交通部《公路路面基层施工技术规范》规定。由于水泥稳定碎石中含有水泥等胶凝材料因而要求整个施工过程要在水泥终凝前完成,并且一次达到质量标准,否则不易修整,另外为了保证水泥稳定碎石粒料的拌和均匀,《规范》要求对于二级及二级以上公路,应采用专用的稳定土拌和设备,这种施工方法也符合现代化大规模机械化施工的发展方向。
二、材料要求
1.水泥
水泥作为集合料的稳定制,其质量对于集合料的质量至关重要,可选用较低标号(32.5级)普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。为使混合料有足够的时间进行拌和、运输、摊铺和碾压,规范要求水泥的初凝时间不小于3小时,终凝时间不小于6小时。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。水泥 质必须满足国家标准规定。
2.掺和材料
可掺入一些活性材料,以提高水泥稳定碎石的施工和易性及结构稳定性。这里,我们掺入了粉煤灰作为活性材料。
3.集料
可采用人工级配砟石,用作二级公路底基层时,集料的最大粒径不应超过40mm;用作基层时,集料的最大粒径不应超过30mm。
4.水
适合于饮用的水,均可用于拌制和养护水泥稳定碎石。
三、水泥稳定碎石基层的施工
根据试验路所确定的相关技术参数,进行水泥稳定基层的整体施工,主要步骤如下:
(1)施工放样。水泥稳定碎石基层施工之前,依据设计图纸恢复路基中线,定出基层宽度线和引导摊铺机行走的标高控制线,并经监理工程师认可。
(2)下承层表面清扫和洒水湿润。摊铺之前对底基层顶面进行彻底清扫,使底基层表面不留任何杂物、浮土;同时用水车洒少量的水,使底基层表面不干燥、不积水,保证基层湿润。
(3)水泥稳定混合料的拌和。水泥稳定碎石采用WBM50场拌设备连续拌和,碎石级配、砂 水泥的比例以其重量比采用试验路总结出的施工配合比进行配合,水泥剂量较试验确定剂量增加0.5%,含水量应根据气温以及各种原材料的自然含水量等情况较最佳含水量增加O.5~1%左右。严格控制加水时间和拌和机的喂料速度,保证混合料均匀、色泽一致。
(4)水泥稳定混合料的运输。①为减少混合料离析现象,应向自卸车厢分3处堆裝混合料,迫使粗料在车厢中部落下,这样在卸料时,粗细料能达到再次混合;②稳定碎石混合料采用数量足够的20t以上大吨位自卸车运输,要求控制好混合料运输时间,保证摊铺现场不等料、不压车,同时做好混合料运输道路上的协调工作,保证运输车辆道路行驶通畅。
(5)水泥稳定混合料的摊铺。采用ABG摊铺机进行摊铺。
(6)压实。①先用轻型两轮压路机跟在摊铺机后稳压2遍,再用重型振动压路机碾压3-4遍。在碾压过程中按照“先轻后重、先慢后快、先边后中”的原则进行碾压,以确保基层平整度;②禁止压路机和车辆在完成或正在碾压的路段上调头、急刹车和突然起步,保证基层表面不受损坏;③ 碾压期间,要求在水泥初凝的有效时间内随时进行检测,不合格或含水量不够时,适当洒水重新碾压,直至达到要求;④最后采用胶轮压路机碾压2遍,确保压实后的基层表面平整、密实、边线整齐,无松散、裂缝、轮迹、弹簧现象。
(7)检测。为了保证施工质量,在混合料的碾压过程中,质检人员随时检测水泥剂量和压实度等技术指标。在基层养生7d后进行钻芯取样,检测其结构强度是否满足<5MPa的要求。
(8)养护。每个作业段施工完成后,在第2d开始洒水养生,根据天气情况一般l~2d洒水一次,养生7d,养生期间采用草袋覆盖,确保基层表面处于潮湿状态;在养生期间要禁止一切车辆通行,封闭交通。
四、水泥稳定碎石基层施工过程的控制
1.施工过程中的原材料质量检验的内容与要求
在施工过程中必须严格控制各环节的施工质量,施工过程中原材料的检验及水泥稳定碎石基层混合料质量控制内容与要求交通部JTJO34—2000《公路路面基层施工技术规范》。
2.水泥稳定碎石基层混合料施工工艺控制
(1)施工工艺严格按技术规范要求进行控制,对各施工前后场的机械应进行检查,强调焖料及使用强制式拌和机拌料,按确定的水泥剂量及最佳含水量,根据技术规范要求进行拌料。
(2)连续工作日对水泥稳定碎石基层混合料进行抽样检验,一起共抽检8d共8组,筛分结果表明基本接近级配中线,达到预期目的。
3.混合料的运输
运输混合料宜采用大吨位的自卸汽车,在运输过程要尽量避免中途停车和颠簸,避免混合料离析;另外,还应根据运输距离和天气情况考虑是否加盖苫布, 以防水分过分损失。运输车辆的数量根据施工生产能力确定。
水泥稳定碎石基层路面早期破坏因素复杂,根据以往工程质量的分析,水泥稳定碎石基层胀缩特性所引起的路面破坏不可忽视。这就要求施工过程中严格控制原材料的质量,按照技术规范科学地进行混合料的配合比设计,严格按照规范组织施工,规范拌和、运输、摊铺、碾压、养生等各个环节,保证组织管理到位, 努力提高工程质量和路面的使用年限。
参考文献
[1] 杭敏.水泥稳定碎石基层(底基层)的施工与质量控制[J].山西建筑,2009(33):307—308.