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關鍵詞:振動法;抗裂水泥穩(wěn)定碎石;施工質(zhì)量控制;公路路面
中圖分類號:U415
文獻標識碼:A
文章編號:1009-2374(2009)18-0123-02
要保證水泥穩(wěn)定碎石的抗裂性能,首先應通過混合料的配合比設計予以保證。靜壓法設計混合料配合比的主要缺點是最大干密度過小、水泥劑量過大、級配不良、壓實度偏小、強度低,如需提高強度,所需水泥劑量增大,易產(chǎn)生干縮性裂縫,縫寬也越大。新近推廣的振動法設計混合料的配合比區(qū)別于重型擊實與靜壓成型,它是采用振動壓實儀確定最大干密度,后用振動壓實儀成型試件,作為室內(nèi)試驗設備,它能更好的模擬現(xiàn)場壓實情況,通過調(diào)節(jié)它的激振力和頻率可以達到現(xiàn)場壓路機的壓實效果。振動法配合比設計的主要特點是最大干密度大、水泥劑量低、強度高、干縮小,因此這種接近骨架密實型的粗級配具有較好的抗裂性能以及提高強度的最優(yōu)效果。
一、項目概述
鄭州至石人山高速公路路面五標(K56+730~K67+800)全長11.07km,采用四車道高速公路標準建設,設計速度120公里/小時,路基寬度28米。其主要工程有:4cm厚改性瀝青混凝土上面層,6cm厚改性瀝青混凝土中面層,10cm厚瀝青穩(wěn)定碎石下面層,改性乳化瀝青下封層,36cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層,18cm厚水泥穩(wěn)定碎石底基層等。水泥穩(wěn)定碎石基層K66+800~K67+800采用靜壓法設計配合比施工,K56+730~K66+800采用振動法優(yōu)化后的設計配合比施工。
二、水泥穩(wěn)定碎石基層混合料振動成型配合比設計
(一)原材料性質(zhì)分析
1.水泥。水泥作為穩(wěn)定劑,其質(zhì)量至關重要,尤其是對基層的干縮裂縫、溫縮裂縫而言,除了盡量使用水化熱低,終凝時間較長的水泥外,水泥品牌的選用應考慮其質(zhì)量穩(wěn)定性、生產(chǎn)數(shù)量、運距等各種因素,要選用抗折強度較大的水泥,因為抗折強度越大,混合料抵抗內(nèi)部溫度應力的抗拉強度越大,就越不易產(chǎn)生溫縮裂縫??煊菜?、早強水泥以及受潮變質(zhì)的水泥嚴禁使用。
2.石料。水泥穩(wěn)定碎石基層的強度主要依靠碎石本身的強度、石料的嵌擠鎖結(jié)作用和水泥材料的穩(wěn)定膠結(jié)作用而形成的,就碎石而言應滿足《公路路面基層施工技術規(guī)范》(JTJ034-2000)的規(guī)定,此外,經(jīng)過大量的試驗總結(jié),同時考慮到施工控制的可行性,碎石的針片狀含量應
3.水。不用含有機雜質(zhì)的水,凡人畜飲用水及其它清潔無化學物質(zhì)、無污染的水均可使用。
(二)混合料配合比設計
本項目聯(lián)合了天津市市政工程設計研究院進行了振動法優(yōu)化配合比的設計,混合料級配設計計算見表1及圖1,確定的各種混合料最佳含水量、最大干密度結(jié)果見表1:
(三)目標配合比設計結(jié)果
目標配合比設計結(jié)果見表3,從工程經(jīng)濟性和現(xiàn)場拌和、施工工藝考慮,基層上部水泥穩(wěn)定碎石的水泥劑量確定為3.5∶100,基層下部水泥穩(wěn)定碎石的水泥劑量確定為3.0∶100。
三、施工質(zhì)量控制要點
施工質(zhì)量控制與《公路路面基層施工技術規(guī)范》(JTJ034-2000)中的相關規(guī)定一致,需注意以下幾點:
(一)質(zhì)量控制要點
質(zhì)量控制的項目、頻率和質(zhì)量標準基本與《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(JTG F80/1-2004)中的相關規(guī)定一致,需特別指明的是水泥穩(wěn)定碎石基層齡期7~8d應能取出完整的鉆件(鉆件尺寸φ15),上基層與下基層必須連接取出。
(二)拌和控制要點
混合料要經(jīng)過試拌、檢測、調(diào)整后正式拌和,應加強原材料篩分檢測頻率,嚴格控制級配,每3小時篩分一次,并根據(jù)篩分結(jié)果及時調(diào)整原材料比例,施工過程中,每施工3公里時隨機取料在室內(nèi)振動成型試件,進行強度試驗。在施工過程中水泥劑量增加0.5%,含水量視天氣及運距而定增加0.5%~1.0%。
(三)攤鋪控制要點
攤鋪前應將表面清掃干凈,并灑水潤濕,通過總結(jié)大量的施工經(jīng)驗來看,下基層施工時在底基層噴灑水泥漿,上基層施工時也在下基層表面噴灑水泥漿,這種方式從連接效果來看是比較合適的(水灰比C∶W=1∶3)。攤鋪機擋板前加鋼板避免上下離析。
(四)碾壓控制要點
振動法設計的水泥穩(wěn)定碎石基層混合料的碾壓包括初壓、復壓和終壓,碾壓共計6~7遍:初壓可使用膠輪壓路機或振動壓路機靜碾壓1遍;復壓使用振動壓路機振動碾壓4遍;終壓可使用膠輪壓路機或振動壓路機靜壓1~2遍。嚴格控制碾壓時的含水量,施工碾壓時含水量越大,結(jié)構(gòu)層越易產(chǎn)生干縮裂縫。碾壓后的基層表面粗糙、均勻,不出現(xiàn)起皮、光滑現(xiàn)象。
(五)養(yǎng)生控制要點
每一段碾壓完成并經(jīng)壓實度檢測合格后,立即進行養(yǎng)生,采用土工布覆蓋養(yǎng)生,覆蓋前灑足水,而且時間不宜少于7d。合理的養(yǎng)生既是保證水泥穩(wěn)定碎石強度的需要,又是減少和避免干縮裂縫的措施,如果鋪筑后養(yǎng)生不及時或忽干忽濕,導致水分散失較快,干縮應力急劇增大而此時的抗應變能力還較低,就易產(chǎn)生干縮裂縫,并隨時間增長裂縫增加。
(六)對離析現(xiàn)象的控制
1.避免原材料離析現(xiàn)象的發(fā)生。
2.混合料裝車要前后移動,避免形成錐體造成混合料離析。
3.對攤鋪現(xiàn)場出現(xiàn)的離析,派專人進行處理,局部挖除換填均勻的混合料,禁止補灑細集料處理。
4.保證攤鋪機料槽內(nèi)混合料在螺旋器2/3高度處,盡量避免攤鋪離析。
(七)強度與基層裂縫間距的關系對比
本項目通過對振動成型與靜壓成型的水泥穩(wěn)定碎石混合料無側(cè)限抗壓強度與裂縫間距關系對比(如圖2所示)可知水泥穩(wěn)定碎石混合料無側(cè)限抗壓強度與裂縫間距有較顯著的相關關系。抗壓強度越高,裂縫間距越小,即相同長度段裂縫數(shù)量越少。說明為提高半剛性基層抗裂能力,不宜采用提高水泥劑量的途徑增加強度。另一方面,與靜壓成型試件強度相比,振動成型試件強度與裂縫間距相關關系更為顯著。
四、結(jié)論
本項目采用振動成型方式設計的水泥穩(wěn)定碎石基層級配組成與靜壓成型方式設計結(jié)果相比水泥劑量降低1%~1.5%,強度提高1.5~2倍,相同水泥劑量下,振動成型試件干縮抗裂系數(shù)是靜壓成型條件下的1.5倍,表明振動成型材料抗裂及抗沖刷能力大幅度提高,且此種混合料在振動壓實作用下施工的基層彎沉值小,表明基層板體性好,承載能力高。水泥穩(wěn)定碎石基層均勻、密實、強度、厚度等均滿足規(guī)范及設計要求。
參考文獻
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[4]李美江.道路材料振動壓實特性研究[D].長安大學碩士學位論文,2002.
【關鍵詞】水泥穩(wěn)定碎石;基層;施工工藝;質(zhì)量控制
0.引言
近幾年,海南省省道、縣道的改建、新建工程的設計,路面結(jié)構(gòu)層多采用:級配碎石底基層水泥穩(wěn)定碎石基層水泥混凝土(瀝青混凝土)面層。海南金牌港疏港公路改造工程,設計就是采用15cm厚級配碎石底基層+36cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層+13cm厚瀝青混凝土面層(8cm厚中粒下面層、5cm厚細粒上面層),下面就36cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層的施工過程進行探討。
1.原材料
1.1.1水泥
采用華潤水泥(昌江)有限公司“海島”PC32.5水泥,初凝時間328min,終凝時間383min,3天抗壓強度21.5Mpa、抗折強度3.9Mpa;28天抗壓強度39.7Mpa、抗折強度6.9Mpa。
1.1.2碎石及石屑(粉)
碎石采用澄邁縣福山鎮(zhèn)虎嶺石場玄武巖,表觀密度2.79g/cm3,壓碎值11.8%,含泥量0.3%,針片狀含量8.6%,作為粗集料;石屑(粉)作為細集料。
2.碎石級配組成
根據(jù)海南金牌港疏港公路改造工程路面基層水泥穩(wěn)定碎石混合料組成設計的要求,本著使路面設計建立在科學和經(jīng)濟合理的基礎上,結(jié)合當?shù)夭牧虾褪┕きh(huán)境等實際情況,按照設計彎沉值Ls=45.9(0.01mm),回彈模量為1500Mpa,七天浸水抗壓強度3.0MPa進行。
通過幾種粒料級配試驗,最后確定摻配比例為:16~31.5mm碎石占30%,5~16mm碎石占30%,石屑(粉)占40%,可滿足規(guī)范級配要求(見表1)。
3.水泥劑量的確定
水泥的用量對水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量起著關鍵作用,劑量太小,不能確保水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量,而且水泥穩(wěn)定碎石強度也不能滿足承載力要求,而劑量太大,既不經(jīng)濟、還會使基層的裂縫增多、增寬,從而引起面層相對應的反射裂縫。考慮施工時各種損耗,工地實際采用的水泥劑量應比室內(nèi)試驗確定的劑量增加0~0.5%,以確保水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量,水泥劑量宜選用4.8~5.3%,但應控制不超過6%,以減少混和料的收縮性。
4.含水量的確定
根據(jù)路面基層施工技術規(guī)范,一般情況下拌和含水量應比最佳含水量略高0.5%~1%,若氣溫較高或運輸距離較長時應高1%~2%,以彌補混和料運輸、攤鋪和碾壓過程中水分的損失。含水量過大,既會出現(xiàn)“彈軟”、“波浪”等現(xiàn)象,影響混和料可能達到的密實度和強度,也會增加混和料的干縮性,使結(jié)構(gòu)層容易產(chǎn)生干縮裂縫。含水量過小,混和料易松散,不容易碾壓成型,也會影響混和料可能達到的密實度和強度。施工過程中要根據(jù)氣溫情況及運輸距離及時調(diào)整含水量的大小,根據(jù)規(guī)范、試驗段現(xiàn)場攤鋪碾壓的效果確定7±0.5%為最佳含水量。
5.試驗段的實施
鋪筑試驗路段的目的,是為了總結(jié)和確定施工過程中所需的各種參數(shù),便于指導大面積的生產(chǎn)。經(jīng)監(jiān)理工程師批準,在已驗收合格的底基層路段上鋪筑200m試驗路段。具體實施步驟如下:
(1)施工前檢查底基層的高程、橫坡、平整度,寬度指標并做詳細記錄。
(2)清除工作面上的松散粒料、灰塵、泥土和其他雜物。
(3)進行施工測量放樣.由測量人員準確量出路面中線、寬度線、高程。定出引導攤鋪機行走的標高基準控制線,要求用鋼筋焊接的支桿按直線段10m間隔錠入地面,并用鋼絲繩拉緊,起到攤鋪機行走控制方向和高程的作用。
(4)按擬定方案組織施工,詳細記錄,及時桿測攤鋪厚度,攤鋪機行走速度,壓路機碾壓速度和碾壓遍數(shù)。
(5)試驗段施工結(jié)束后,按部頒盡快驗收試驗段高程厚度、平整度、壓實度、強度和橫坡等。
(6)根據(jù)現(xiàn)場獲取的數(shù)據(jù)和驗收檢測結(jié)果,以及試驗段施工過程中采用的施工方法,施工工藝,人員機械設備等情況,總結(jié)分析確定大面積施工配合比和施工方案。
(7)編制試驗路總結(jié)報告,報請監(jiān)理工程師審批。
(8)批準后,進行水泥穩(wěn)定碎石基層的大面積施工。
(9)實驗段數(shù)據(jù)總結(jié):壓實設備類型和最佳組合方式:試驗得知,攤鋪平整后的混合料應先用輪胎式振動壓路機靜壓2遍,微振1遍,再強振2遍,緊接用18―21T光輪壓路機碾壓2~3遍,最后用振動碾壓2遍結(jié)束(先強后微)。另外,碾壓過程中,準備一臺噴霧灑水車灑水,保持水泥穩(wěn)定碎石表面濕潤。
碾壓遍數(shù)的確定:在試驗中,通過實驗室人員現(xiàn)場灌砂法跟蹤檢測壓實度并記錄可得出。
松鋪系數(shù)的確定:在試驗中,通過定點、定樁位控制測量高程并記錄.可得出水穩(wěn)碎石松鋪系數(shù)為1.33~1.37間,并取1.35的松鋪系數(shù)指導全線施工。
混合料質(zhì)量控制:按業(yè)主要求,采用集中廠拌、電子自動配料方法生產(chǎn)混合料,自卸車運輸至施工作業(yè)面攤鋪。正式生產(chǎn)前和生產(chǎn)中定時和不定時檢測水泥穩(wěn)定碎石混合料的各項指標,并隨時進行調(diào)試。
無側(cè)限抗壓強度試驗:工地試驗室現(xiàn)場取樣,監(jiān)理監(jiān)督做7天無側(cè)限抗壓檢測。
鉆芯取樣:7天后現(xiàn)場鉆芯取樣3個,芯樣外觀要光滑密實,集料分布要均勻,整體性好。
6.施工工藝
6.1施工工藝流程
建設拌和站備料機械調(diào)試混合料拌和混合料運輸混合料攤鋪碾壓檢測成型養(yǎng)生。
6.2施工步驟
攤鋪現(xiàn)場的準備工作
(1)攤鋪前必須清除墊層上的浮土、雜物清理干凈,以免產(chǎn)生松散、起皮現(xiàn)象。開始攤鋪時,要在墊層上灑水使其表面濕潤。
(2)準確施工放樣。在全線路面施工前,要對全線的導線點、水準點進行復測。為了避免由于基準鋼絲繩的垂度影響攤鋪的平整度,其鋼釬縱向間距不宜過大,直線宜為10米,曲線宜為5米,并用緊線繩拉緊。
(3)由于水泥穩(wěn)定碎石受攤鋪時間的限制,在攤鋪前必須認真檢查攤鋪及碾壓設備,確保其完好狀態(tài),以免由于機械故障造成中途停機,造成不必要的經(jīng)濟損失,同時要加強攤鋪現(xiàn)場與拌和廠之間的聯(lián)系,以應付緊急情況。
(4)攤鋪設備的選型。公路的基層宜采用攤鋪機攤鋪混和料。應選擇攤鋪性能好的全自動找平攤鋪機,盡可能整幅一次攤鋪,可很好地控制攤鋪厚度和表面平整度。攤鋪機的攤鋪效果必須滿足攤鋪料不離析、級配良好、穩(wěn)定、平整度、橫坡度均符合規(guī)范要求。
6.3混合料的運輸
宜用大型自卸車運輸混合料至施工現(xiàn)場,運輸力量應比拌和能力和攤鋪速度略大點,以保證攤鋪的連續(xù)作業(yè)。
6.4混合料的攤鋪
拌和好的成品料運至現(xiàn)場應及時按確定的松鋪厚度均勻(攤鋪系數(shù)在1.35)、勻速的攤鋪,攤鋪過程中盡可能少收料斗。為確保攤鋪機行走方向的準確性,可在底基層上灑白灰線,以控制攤鋪機行走方向,攤鋪機要保持適當?shù)乃俣染鶆蛐旭偅灰碎g斷,以避免出現(xiàn)“波浪”和減少施工縫,在攤鋪機后面設專人消除局部細集料離析現(xiàn)象。用找補的方法摻撒新混合料或鏟除局部粗集料蜂窩之處,用新拌混合料填補。水泥穩(wěn)定碎石下承層攤鋪成型后,在鋪筑下承層水泥穩(wěn)定碎石前將上承層的表面刷一層水泥砂漿,使上下兩層結(jié)合良好。
6.5混和料的壓實
用振動壓路機配合重型輪胎壓路機緊跟混合料的攤鋪面進行碾壓。開始用振動壓路機不掛振進行碾壓1~2遍,然后掛振碾壓。直線段由兩側(cè)路邊向路中心或自橫坡度低的一側(cè)向高的一側(cè)碾壓,碾壓時重疊1/2輪寬,碾壓速度1.5~1.7km/h。采用壓路機壓實時,要先輕后重,碾壓速度先慢后快。振動壓路機在前、輪胎壓路機在后配合碾壓水泥穩(wěn)定碎石基層。碾壓速度1.7~2.4km/h。碾壓順序同前,碾壓至要求的壓實度為止。保證均勻壓實而不漏壓,對于壓不到的邊角應輔以人工或小型機具進行夯實處理,相鄰兩側(cè)的壓實輪跡應成階梯型。碾壓過程中如氣溫高或風大基層表面易風干,可利用輪胎壓路機自動噴水裝置邊噴水邊碾壓。在操作中應做到三快即快運輸、快攤鋪、快碾壓。以確保從向拌和機內(nèi)加水拌和到碾壓終了延遲時間不超過1小時。應經(jīng)常檢查混合料的含水量和壓實度,并按需要采取相應調(diào)整措施,以達到符合規(guī)定的壓實度要求。
6.6檢驗
除取芯強度7天后檢測外,水泥穩(wěn)定碎石基層各項指標的檢驗應在終凝時間內(nèi)完成,各項檢測指標應滿足設計及規(guī)范要求。
6.7接縫處理
接縫為垂直銜接,用方木進行接縫處理,碾壓后掛線直接挖除至標準面,人工將橫縫的橫斷面修理整齊,并將作業(yè)面清掃干凈,在下次攤鋪前灑水濕潤。
6.8養(yǎng)生
水泥穩(wěn)定碎石基層的養(yǎng)生是十分重要的環(huán)節(jié),養(yǎng)生期間的濕度及周期對水泥穩(wěn)定碎石的強度影響相當大。水泥穩(wěn)定碎石碾壓完成并經(jīng)壓實度檢測合格后,應立即開始養(yǎng)生,養(yǎng)生期不宜少于14天,并應封閉交通。
7.結(jié)束語
水泥穩(wěn)定碎石基層有諸多優(yōu)點,但也不能忽視它的缺陷,這種承重結(jié)構(gòu)層如果操作不好,容易出現(xiàn)裂紋,影響整體強度。實踐證明只要嚴格執(zhí)行《公路路面基層技術施工規(guī)范》和《質(zhì)量檢驗評定標準》的要求,抓住關鍵工序,加強管理,嚴控施工過程,就能夠消除質(zhì)量通病確保工程質(zhì)量。 [科]
【參考文獻】
[1]《公路路面基層施工技術規(guī)范》JTJ034-2000北京人民交通出版社,2000.
1.1原材料
(1)水泥。在水泥穩(wěn)定基層施工中,水泥是穩(wěn)定劑,它是保證水泥穩(wěn)定碎石基層穩(wěn)定性的關鍵。一般情況普通硅酸鹽水泥穩(wěn)定性較好,通常使用普硅水泥,要求其終凝時間較長(宜在6h以上),不用快硬及早強水泥,一般用標號較低的。在進場時需要對每批次(500t)的水泥進行一次抽樣檢驗,其檢驗指標有:水泥標號、細度指標、安定性、初凝時間、終凝時間。
(2)碎石。在碎石的選擇上要注意石料的粒徑大小、石料壓碎值、針片狀粒料的含量等,要求碎石粒徑不大于31.5mm,同時要求集料的均勻系數(shù)符合設計要求。在參考設計要求以及試驗檢測結(jié)果之后進行石料的配合。
(3)天然砂。對天然砂的選擇要求是粗砂,如果砂質(zhì)過細,會影響水泥穩(wěn)定基層的質(zhì)量。同樣,對于天然砂的選擇必須經(jīng)過試驗檢測。在進料時,必須對每批次(2000m3)的天然砂進行規(guī)定抽樣檢測。
1.2級配
在進行水泥穩(wěn)定基層施工的級配混合料進行配制時,需要按設計要求進行。結(jié)合地區(qū)取材情況以及實際施工環(huán)境,要注意保證設計的科學性、經(jīng)濟性以及合理性。按照壓實度不小于98%、七天浸水抗壓強度(3.0-5.0MPa)等設計值進行粒料級配試驗,確定最佳配合比。
1.3施工
在進行水泥穩(wěn)定基層施工時,施工工作分為兩個階段。第一個階段為試驗階段。這一階段主要是在小范圍內(nèi)進行施工,在施工之后對水泥穩(wěn)定基層的各個指標進行檢測,驗算是否符合設計要求,如果檢測結(jié)果與設計要求相符,則進行第二階段,反之,則分析失敗原因重新進行試驗。這一階段的主要設計目的是檢驗和總結(jié)實際施工過程中的參數(shù)與理論上的對比度。通過實際的檢驗與總結(jié)為下一階段大規(guī)模的施工提供參考與指導。
2質(zhì)量控制要點
2.1原材料選擇及配比
控制原材料質(zhì)量是保證施工工藝水平的關鍵,原材料質(zhì)量控制從采購、儲存、配比以及運輸?shù)雀鞣矫孢M行管理,保證進入施工現(xiàn)場原材料合格,并科學配比、攪拌。在原材料的配比上要根據(jù)設計的要求及實際的參數(shù),進行試驗總結(jié)。對水泥、水、砂石以及級配混合料要進行科學調(diào)配。
2.2材料運輸、存儲
運輸材料時,要注意材料的性質(zhì),分別運輸,在運輸過程中要避免他雜質(zhì)摻入到檢測好的材料之中,以免影響材料質(zhì)量以及后期的調(diào)配效果。在材料入場時,規(guī)范抽樣檢測。在材料堆放上,按照規(guī)格、類別、性質(zhì)等方面分別堆放,避免混雜,并對重要的材料或是有特殊性質(zhì)需要注意的材料進行標示,可采用掛標示牌。還要避免車輛運輸過程中揚塵與灰塵的的污染。
2.3施工設備規(guī)范使用
在施工中常用的施工設備如泵車等,設備的管理和規(guī)范使用,也是影響施工質(zhì)量的關鍵因素。在施工設備的使用過程中,首先要進行科學合理的安排,保證施工效率。其次,要注意施工設備的使用要求以及運行條件、環(huán)境,避免出現(xiàn)設備損壞、無法運行的狀況的發(fā)生。最后,要注意對施工設備進行定期的維護、保養(yǎng),保證、延長施工設備的使用壽命。
2.4施工工藝
(1)拌和
采用集中廠拌法,依據(jù)具體的氣溫、含水量、原材料情況等和試驗段效果,分析實際的拌和參數(shù),進行混合料拌和。為了保證拌和質(zhì)量,在拌和過程中要做到:一是要保證混合料配合比的準確性和均勻性;二是要嚴格控制攪拌時間;三是要避免混合料在裝料過程中發(fā)生集料離析現(xiàn)象,所以應在拌和前對設備進行調(diào)試,合理控制細料倉、中料倉、粗料倉和水泥料倉的輸料機轉(zhuǎn)速,倉門保持正常全開,達到按配合比要求匹配、均衡進料拌和。攪拌時間太短,各組成材料不能充分混合;攪拌時間過長會使水分散失,并造成粗集料下沉,因此,當攪拌機連續(xù)穩(wěn)定作業(yè)時,應嚴格控制攪拌時間。
(2)攤鋪
前場應提前做好測量、下層的清掃和濕潤、路肩圍土和其它相關準備工作,為避免混合料在攤鋪過程中離析,采用雙機梯隊作業(yè)攤鋪,兩機相距5~8m。為保證攤鋪質(zhì)量,前機邊部鋼絲,中部走移動鋁合金梁;后機邊部走鋼絲,中部走已攤好的水穩(wěn)碎石,兩機重疊15~20cm,兩邊鋼絲每十米設一控制樁(曲線段五米)且要保持一定的張力。兩臺攤鋪機要勻速協(xié)調(diào)作業(yè),攤鋪厚度、松鋪系數(shù)、振動頻率、行進速度等要保持一致,合理控制攤鋪速度。根據(jù)試驗段得出松鋪厚度,將混合料按設計斷面和松鋪厚度均勻攤鋪。攤鋪時混合料的含水量略高于最佳含水量0.5-1.0%,以補償攤鋪及碾壓過程中的水分損失。初壓時及時找平,不采用貼薄層找平。
(3)壓實
在混合料經(jīng)過攤鋪處理,完全成型之后,進行混合料的含水量的測定?;旌狭虾康拇笮旌狭系膹姸群透煽s應變有很大影響,含水量過小,難以碾壓密實,影響混合料的強度,且容易產(chǎn)生松散、起皮、裂紋等質(zhì)量缺陷;含水量過大,碾壓時容易產(chǎn)生“彈簧”現(xiàn)象,混合料壓不實,同時,混合料大量蒸發(fā)散失水分,容易產(chǎn)生嚴重的干縮裂縫。實踐證明,拌制混合料含水量宜略大于最佳含水量,一般可控制大于0.5%~1%左右,使混合料運到現(xiàn)場攤鋪后碾壓時的含水量不小于最佳含水量(控制不大于最佳含水量的1%為宜)。如果含水量未能達到最佳碾壓要求,可進行灑水作業(yè)。在進行碾壓作業(yè)時要注意碾壓的施工步驟:穩(wěn)壓———輕振動碾壓———光面碾壓。每次碾壓的路段長度以50-80米為宜。碾壓工作需緊接著攤鋪、修整工作進行,碾壓前嚴禁踩踏。當天兩段有接縫時,搭接拌和;當天與第二天接縫處,采取上、下垂直接縫,上下兩層的接縫處錯開,當天攤鋪的水泥穩(wěn)定料保證全部壓實。機動車道的縱向接縫為垂直相接,下一幅施工前,用切割機將上一幅的接觸面垂直切割,去除邊緣松散料,上下兩層的接縫處錯開20cm左右。
(4)養(yǎng)生
每一段碾壓完成后立即開始養(yǎng)生,原則是在整個養(yǎng)生期間應始終保持基層表面潮濕,養(yǎng)生期限不小于7d。在養(yǎng)生期間嚴禁載重車輛在基層上行駛,應進行交通管制。養(yǎng)生結(jié)束后應及時鋪裝面層,不能長時間讓水泥穩(wěn)定碎石基層直接承受行車荷載。
3結(jié)束語
關鍵詞:高速公路 水泥穩(wěn)定碎石 質(zhì)量控制
1.水泥穩(wěn)定碎石的特點:
1.1具有足夠的強度和剛度:水泥穩(wěn)定碎石受水泥的水化作用影響,具有較高的強度,且早期強度較好,能滿足不同公路等級對基層強度和剛度的需要。
1.2具有足夠的水穩(wěn)性:水泥穩(wěn)定碎石的強度較穩(wěn)定,其強度形成與水泥用量,含水量,施工溫度,養(yǎng)生條件,材料配比設計有關,不易受天氣和降水的影響。
1.3有足夠的抗沖刷能力:由于水泥穩(wěn)定碎石基層是機械碾壓而成的,且穩(wěn)定性較好,整體性強,在受到外界水的沖刷下,不易滲透到基層。
2.混合料的配比設計
2.1材料選擇
根據(jù)技術規(guī)范和實際施工經(jīng)驗,一般采用四種石料配,9.5mm-31.5mm,4.7 5 mm-9.5 mm,2.36-4.75 m m,2.3 6 mm以下(石屑),各檔料按摻配比例合成級配控制范圍符合浙江省指導意見要求,粗集料的壓碎值不大于25%,其他技術指標必須滿足施工技術規(guī)范要求。
2.2水泥選用
選用水泥的終凝時間須在6小時左右。水泥的供應選擇生產(chǎn)能力強的廠家,廠家須將水泥的終凝時間調(diào)整至規(guī)定的時間范圍,通過試驗以使用p.032.5普通硅酸鹽水泥為佳。為減少穩(wěn)定碎石的收縮裂縫,水泥使用量控制在5%以內(nèi),現(xiàn)場取樣試件7d強度達到4mpa(規(guī)范是3-5 mpa),最大不得超過6mpa,以保證水泥穩(wěn)定碎石基層的整體強度。
3. 水泥穩(wěn)定碎石試驗段
為做到水泥穩(wěn)定碎石施工的程度化,規(guī)范化,標準化,施工單位須認真做好試驗段,對其進行總結(jié),掌握施工單位存在的問題和解決的方法,確定施工人員,機械設備,試驗檢測的合理配置,由此提出指導大面積施工的方案。
4. 混合料的拌和
4.1拌和設備的選擇
拌和設備的工作性能,生產(chǎn)能力,計算準確性及配套協(xié)調(diào)是控制混合料拌和質(zhì)量的關鍵。建設單位及監(jiān)理代表應對穩(wěn)定碎石的拌和設備進行統(tǒng)一要求,除要求按標書承諾的拌和設備進場外,拌和設備必須是強制式的,且新購置的或只能使用與一個施工項目,拌和能力不小于60t/h,并配有電子計量裝置,加強設備的調(diào)試,保證和易性較好。
4.2水泥計量的控制
水泥計量是影響水泥穩(wěn)定碎石強度和質(zhì)量的主要原因??紤]到各種施工因素及設備計量控制的影響,現(xiàn)場拌和的水泥用量要比試驗室配比的計量要大,一般要比設計值多用0.3-0.5%,但總量不能超過5%。發(fā)現(xiàn)偏差及時糾正。
4.3含水量的控制
含水量是影響水泥穩(wěn)定碎石強度和質(zhì)量又一主要原因。含水量較小會造成混合料成型困難,壓實度達不到要求,含水量過大會出現(xiàn)局部彈簧,碾壓輪跡明顯,影響外觀效果,且成型后易出現(xiàn)干縮裂縫,對瀝青路面造成破壞。所以,由于水泥穩(wěn)定碎石基層是在水泥穩(wěn)定碎石底基層上攤鋪施工的,底基層會自然吸收混合料的一部分水分。施工時,根據(jù)氣溫及水分散失的情況應將混合料的含水量比設計值增加1.0-2.0%為宜,并在水泥穩(wěn)定碎石基層攤鋪前將水泥穩(wěn)定碎石底基層適當灑水保濕。
5. 混合料的施工
5.1混合料的施工程序是:施工放樣――立模――攤鋪(檢查含水量)――穩(wěn)壓――找補/整形――碾壓(檢查驗收)”灑水/養(yǎng)生。
5.2混合料的運輸由于合同段的施工長度較長,施工單位只能設立幾處混合料拌和站,若混合料的運距較遠,就須使用大噸位(12-15 t)自卸車輛運送,并加蓋蓬布。施工單位認真掌握混合料的情況,保證混合料從出料到攤鋪不超出2 h,超過規(guī)定時間混合料不得使用。造成離析須在規(guī)定的時間內(nèi)運回重拌。
5.3混合料的攤鋪
必須注意以下幾點:
(1) 攤鋪前,對底基層標高進行檢查,每隔10m檢查一個斷面,每個斷面查4個控制點,發(fā)現(xiàn)不合格須進行局部處理,將底基層表現(xiàn)灑水保濕。
(2) 攤鋪機就位后,要重新檢查校核鋼絲繩的標高,加密并穩(wěn)固鋼絲繩固定架,拉緊鋼絲繩,固定架由直徑l6-18mm的普通鋼筋加工而成,長度一般70cm左右,鋼絲繩采用直徑3mm,固定架應固定在鋪設邊緣25cm處,樁釘間距以5m為宜,曲線段可按半徑大小適當架密。
(3) 攤鋪過程中,攤鋪機的材料輸送器要配套,螺旋輸送器的寬度應比攤鋪寬度小50cm左右,過寬會浪費混合料,過窄會使兩側(cè)邊緣部位50cm范圍內(nèi)的混合料攤鋪密度過小,影響攤鋪效果,必要時可用人工微型夯實設備對邊部50cm范圍進行夯實處理。由于全幅攤.鋪,螺旋輸送器傳送到邊緣部位的混合料容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象,應及時換填。
6. 混合料的碾壓
6.1攤鋪完成后,應立即進行碾壓。
上機碾壓的作業(yè)長度以20~50m為宜,作業(yè)段過長,攤鋪后的混合料表面水分散失過大影響壓實效果,作業(yè)段過短,因在兩個碾壓段結(jié)合處壓路機碾壓遍數(shù)不一樣,將會出現(xiàn)人為波浪。
【關鍵詞】水泥穩(wěn)定碎石;基層;振動成型法;施工質(zhì)量控制
中圖分類號:F253.3 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
為了減少水泥穩(wěn)定碎石基層的收縮裂縫,基層采用骨架密實結(jié)構(gòu),并采用了振動成型法設計低劑量水泥穩(wěn)定碎石混合料。本文結(jié)合江蘇省干線公路建設工程的具體施工情況,探討了這種基于振動成型法設計的水泥穩(wěn)定碎石的施工工藝和質(zhì)量控制要點,以便推廣應用。
江蘇省干線公路建設工程路基大部分為土質(zhì)填方,基層一般厚32~36cm,基層采用水泥穩(wěn)定碎石混合料。一律采用集中廠拌、攤鋪機攤鋪的施工工藝。
1 原材料的技術要求
1.1 水泥
(1)采用緩凝P.O 42.5級普通硅酸鹽水泥,各齡期強度、安定性等應達到相應指標要求;水泥初凝時間3h以上,終凝時間不少于6h。禁止使用快硬、早強以及變質(zhì)的水泥。
(2)散裝水泥進入罐時,要了解其出爐天數(shù)。剛出爐的水泥需要停放7天,確定安定性合格后才能使用。夏季高溫作業(yè)時,散裝水泥入罐溫度不能高于50℃。若高于這個溫度而又必須使用時,應采用降溫措施。
1.2 集料
(1)碎石的最大粒徑不超過37.5mm。碎石壓碎值應不大于28%,19mm粒徑以上粗集料針片狀含量應不大于12%。小于0.6mm的顆粒要求液限小于28%,塑限指數(shù)小于9。
(2)碎石要求采用錘擊式碎石機生產(chǎn),禁止用鱷式碎石機生產(chǎn)。碎石應按不同粒徑進場,分類堆放,以便施工時摻配。采用的套篩應與規(guī)定要求一致。
(3)碎石備料時,應按粒徑19-31.5mm、4.75-19mm、2.36-4.75mm和0-2.36mm四種規(guī)格篩分加工出料。4號料可以采用堅硬、潔凈、無雜質(zhì)的玄武巖或輝綠巖。
(4)石屑應潔凈,含泥量不得大于3%。石屑堆放時,必須采取嚴密覆蓋或采用搭棚保護,防止雨淋。
2 混合料組成設計
2.1 礦料級配
根據(jù)室內(nèi)試驗結(jié)果并結(jié)合江蘇省干線公路建設工程現(xiàn)場攤鋪碾壓情況,確定骨架密實結(jié)構(gòu)水泥穩(wěn)定碎石混合料集料組成要求,見表1。其中0.075mm以下集料含量宜控制住3%-5%。
表1 骨架密室型水泥穩(wěn)定碎石基層級配
2.2 強度設計標準
(1)振動成型水泥穩(wěn)定碎石7天浸水無側(cè)限抗壓強度代表值應滿足R代≥5.5MPa,靜壓成型7天浸水無側(cè)限抗壓強度代表值應滿足R代≥3.8MPa。
(2)R代=R均(1-ZaCv)
式中:R代______抗壓強度代表值,MPa;
R均_______該組試件抗壓強度的平均值,MPa;
Cv_______試驗結(jié)果的變異系數(shù)(以小數(shù)記)。
3 施工工藝
3.1 準備工作
3.1.1 施工機械配備
必須配備足夠的拌和、運輸、攤鋪、壓實機械,機械的具體數(shù)量至少應滿足每個工作面每日連續(xù)正常施工要求以及總工期要求。具體要求如下。
(1)拌和機。每個作業(yè)面必須配置至少1臺500型連續(xù)式拌和機產(chǎn)量不小于400t/h。(2)攤鋪機。根據(jù)路面基層的寬度、厚度,選用合適的攤鋪機械。攤鋪機應配備自動找平裝置。
(3)壓路機。每作業(yè)面應至少配備2臺20t以上鋼輪振動壓路機和2臺激振力不小于26t的振動壓路機。
(4)自卸汽車。應配備足夠數(shù)量的15t以上自卸運輸汽車,形成不間斷的供料車流。
(5)灑水車。應配備足夠數(shù)量的5t以上灑水車。
(6)水泥鋼制的罐倉。視攤鋪能力決定其容量,可用2個50t的,也可用1個80-100t的罐倉內(nèi)應配有水泥破拱器,以免水泥起拱停流。
3.2 混合料拌合
(1)拌合設備及布置位置經(jīng)批準后,即應進行設備的安裝、檢測、調(diào)試與試拌。試拌達到規(guī)定要求后可正式拌制混合料。
(2)每天開始攪拌前,應檢查集料的含水量,計算當天的配合比。
(3)每天開始攪拌后,出料時要取樣檢查是否符合設計配合比。進行正式生產(chǎn)后,每1-2h檢查拌合情況,抽檢其配比、含水量是否發(fā)生變化。高溫作業(yè)時,早晚與中午的含水量要有區(qū)別,要按溫度變化及時調(diào)整。
3.3 混合料運輸
(1)每天開工前,要檢驗運輸車輛的完好情況。裝料前應將車廂清洗干凈。
(2)盡快將拌制而成的混合料運送到鋪筑現(xiàn)場。運輸過程中應覆蓋車上的混合料,以減少水分損失。
3.4 混合料攤鋪
(1)每天堅持在攤鋪前將下承層適當灑水濕潤,并檢查攤鋪機各部分的運轉(zhuǎn)情況。
(2)攤鋪機宜連續(xù)、勻速攤鋪。如拌和機生產(chǎn)能力較小,在用攤鋪機攤鋪混合料時,應采用最低速攤鋪,盡量避免攤鋪機停機待料。
3.5 碾壓
(1)碾壓應遵循試驗路段確定的程序與工藝。由于水泥劑量較低,一次碾壓長度宜為30-40m左右。碾壓段落必須界限分明,設置明顯的分解標志,接茬復壓長度不宜小于2m。
(2)由于振動成型法含水量比重型擊實法小,因此碾壓要及時。每臺攤鋪機后面應緊跟壓路機,穩(wěn)壓達到適宜碾壓長度時再用振動壓路機或輪胎壓路機壓實。穩(wěn)壓要充分,振壓不起浪、不推移。壓實時可以先穩(wěn)壓(遍數(shù)適中,壓實度宜達到90%),然后輕振動碾壓,在重振動碾壓,最后“收面”,壓至無明顯輪跡為止。壓路機碾壓式應重疊1/2輪寬。
3.6 養(yǎng)生及交通管制
(1)每段碾壓完成以后應立即將濕潤的土工布覆蓋在碾壓完成的基層頂面,2h后再用灑水車灑水。應保持基層在7天內(nèi)處于濕潤狀態(tài),并在28天內(nèi)正常養(yǎng)生,養(yǎng)生期間定期灑水。
(2)灑水養(yǎng)生時,灑水車要用噴霧式噴頭,不得用高壓式噴管,以免破壞基層結(jié)構(gòu)。每天灑水次數(shù)應視氣候而定,整個養(yǎng)生期間應始終保持水泥穩(wěn)定碎石層表面濕潤。養(yǎng)生期內(nèi)灑水車必須在另一側(cè)車道上行駛。
(3)養(yǎng)生期間應封閉交通。
4 結(jié)語
(1)振動成型法更好的模擬了現(xiàn)場碾壓工藝,確定了最大干密度比重型擊實法的大1.01-1.05倍,最佳含水量比重型擊實法的小0.5%-1.0%?,F(xiàn)場施工情況表明,以振動成型法確定的最大干密度和最佳含水量控制現(xiàn)場施工,用目前的碾壓設備碾壓,其壓實度完全能夠達到規(guī)范要求,且消除了壓實度過百現(xiàn)象。
(2)由于振動成型法設計的水泥劑量小、含水量小、最大干密度大,因此水泥穩(wěn)定碎石混合料的拌和、運輸、碾壓等工藝有別于傳統(tǒng)重型擊實法與靜壓成型法設計的水泥穩(wěn)定碎石。通過泰州市引江河疏港公路建設工程現(xiàn)場施工實踐,總結(jié)出振動成型法設計水泥穩(wěn)定碎石原材料質(zhì)量要求、骨架密實型水泥穩(wěn)定碎石級配、振動成型法設計、施工工藝等一套完整的施工技術,具有重要的實用價值。
(3)結(jié)合江蘇省部分干線公路建設工程檢測結(jié)果表明:振動成型法設計的水泥穩(wěn)定碎石無側(cè)限抗壓強度與現(xiàn)場芯樣的無側(cè)限抗壓強度基本吻合;采用的骨架密實型級配和振動成型法設計的混合料在拌和、運輸、攤鋪及碾壓中未發(fā)現(xiàn)明顯的離析現(xiàn)象;采用振動成型法設計水泥穩(wěn)定碎石基層基本消除了收縮裂縫。
參考文獻