抗裂性水泥稳定碎石基层施工工艺与质量控制
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[摘 要] 结合盐中高速水泥稳定碎石的基层施工,介绍了它的配合比、拌和、摊铺、碾压、养生等工作,并总结了质量控制要点,供其他高速公路工程建设提供参考。
[关键词] 水泥稳定碎石 施工工艺 质量控制
水泥稳定碎石是路面结构的主要承重层,以其水稳性好、承载力高、刚度大且较经济的特点,已广泛应用于高速公路和城市道路中[1]。但是水泥稳定碎石随着时间的变化,该非均质体系发生变化,混合料的宏观物理性能如强度、抗收缩性和抗疲劳性均发生变化,并会带来一些路面病害,最常见的是路面裂缝[2],因此如何控制材料质量,提高抗裂性能,成为业界关注的焦点。
1.原材料的质量要求
(1) 水泥:盐中高速主要采用盐池萌生P.O32.5水泥,其主要技术指标如表1所示。
水泥作为稳定剂,其质量至关重要。尤其是对基层的干缩裂缝、温缩裂缝而言,除了尽量使用水化热低,终凝时间较长的水泥外,要选用抗折强度较大的水泥,因为抗折强度越大,混合料抵抗内部温度应力的抗拉强度越大,就越不易产生温缩裂缝[3]。
(2) 石料:水泥稳定碎石基层的强度主要依靠碎石本身的强度、石料的嵌挤锁结作用和水泥材料的稳定胶结作用而形成的。就碎石而言应满足JTJ 034―2000《公路路面基层施工技术规范》的规定,此外,经过大量的试验总结,同时考虑到施工控制的可行性,碎石的针片状含量应<15%,含泥量控制在2%~3%以内。
2.配合比设计
要保证水泥稳定碎石的抗裂性能,首先应通过混合料的配合比设计予以保证。盐中高速段采用重型击实与静压成型法配合比设计,级配采用下1/4线(规范中值与规范下限的“中值”),普遍认为这种接近骨架密实型的粗级配具有较好的抗裂性能。混合料级配设计计算如表2所示。
配合比设计结果:最大干密度(g/m3) 2.380;含水量(%) 6.6,水泥剂量:级配碎石 4.0:100 ;7d平均抗压强度(MPa)4.93; R0.95(MPa) 2.37。在施工过程中,水泥剂量增加0.5%,含水量视天气而定增加0.5%~1.0%。
3.施工质量控制
3.1 拌和站施工质量控制要求
⑴ 拌和站配料准确,能够通过电子计量系统对水稳混合料进行总量控制;同时根据EDTA的滴定对水泥剂量形成双控。
⑵ 要有专人随时调节、控制含水量。
⑶ 混合料要经过试拌、检测、调整后正式拌和。
⑷ 与前场保持联系,以便对发现的问题能及时调整。
3.2 摊铺
⑴ 摊铺前应将表面清扫干净,并洒水润湿,通过总结大量的施工经验来看,下基层施工时应在底基层喷洒水泥浆,上基层施工时应在下基层表面撒少量水泥,这种方式从连接效果来看是比较合适的。
⑵ 摊铺速度应该控制在1.0m/min~3.0m/min,同时应考虑拌和设备的生产能力应与摊铺机的速度相匹配,以免中途停机。
⑶ 摊铺机的夯锤或夯板的振捣频率要均匀一致。
3.3 碾压
水泥稳定碎石的碾压以振动压路机为主,在以振动法配合比设计的水稳中,经验总结如下:①振动压路机静压一遍;②强振2~4遍,使压实度达到96%以上;③弱振2~3遍,使压实度达到98%左右;④使用大吨位胶轮压路机碾压2~3遍,使压实度达到98以上。
碾压遍数要视设备自身情况而定,若达不到以上规定应相应的增加遍数,碾压时遵循先外测后内侧的原则,相邻碾压接头处错成横向45°的阶梯形状。对模板边缘附近洒水泥浆后用手夯处理。从拌和碾压到完成一般控制在2~3h以内,不能延误时间。
3.4 养生
每一段摊铺压实后,立即进行养生,盐中高速采用土工布覆盖养生,覆盖前洒足水,而且时间不宜少于7d,尤其在气温较冷的季节施工,本项目经对比试验认为,对于上基层应在1~2d内喷洒透层油,并铺设土工布养生,这样既能保证基层强度的增长又使乳化沥青透入5mm~10mm左右,效果不错。
4.结语
水泥稳定碎石作为基层起着承上启下的作用,若要使之达到应有的效果,应注意以下几点:①控制好水泥的质量和用量,从经验来看尽量控制在中值偏上的水平;②控制住混合料的级配,对于关键筛孔19mm、4.75mm、0.075mm的通过率更应严格控制;③含水量直接影响压实效果,因此施工过程中应做好前后场的衔接,力求混合料在最佳含水量下压实;④压实度,若要实现基层的抗裂就必须以最大干密度为准控制压实度。最后,只有通过方方面面的重视和控制,一种均匀、密实、强度、厚度、抗裂性能等均能满足要求的水泥稳定碎石基层才能真正实现。
参考文献:
[1] 郭忠印,苏向军,等.水泥稳定碎石基层施工质量控制[J].公路,2004(9):157.
[2] 周诚喜.水泥稳定碎石基层抗裂机理的微观分析[J],上海公路,2005(2):38.
[3] 宋兴.水泥稳定碎石基层的施工控制[J].公路交通技术,2004(4):26.
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