淺談水泥穩定粒料基層施工與試驗檢測

張 玲 金巧艷

摘要:文章對水泥穩定粒料的配合比設計、施工流程和試驗檢測等方面進行闡述,并且探討了混合料中水泥劑量與無側限抗壓強度之間的關系。

關鍵詞:水泥穩定粒料;無側限飽水抗壓強度;壓實度;材料級配

中圖分類號:U416.214 文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)20-0131-02

水泥穩定粒料以其良好的力學性能和穩定性及抗凍性等優點,被廣泛用于修建等級較高的公路、城市道路路面的基層或底基層。宜昌市一些主干道的基層或底基層也多數采用水泥穩定粒料結構層。下面以我公司承建的宜昌市體育場路延伸段市政工程水泥穩定粒料基層的施工為例,來探討一下水泥穩定粒料的施工與試驗檢測。

1工程概況

宜昌市體育場路延伸段市政工程是2007年宜昌市的一項重點工程,起點為綠蘿路,終點為西陵二路,道路全長574.3 m。道路橫斷面形式為:3.5 m人行道+1.5 m綠化帶+15 m車行道+1.5 m綠化帶+3.5 m人行道,雙向四車道。道路結構層從下往上依次為:20 cm厚3%水泥穩定層+20 cm厚4%水泥穩定層+20 cm厚5%水泥穩定層+7.5 cm厚AC-20C瀝青砼下面層+4.5 cm厚AC-13C改性瀝青砼上面層。

2水穩層配合比設計

2.1原材料選用

水泥作為唯一的穩定劑,其質量十分重要。施工應選用終凝時間較長(宜在6 h以上)、強度等級為32.5 MPa的水泥。為使穩定碎石有足夠的時間進行拌和、運輸、攤鋪、碾壓,不應使用快凝水泥、早強水泥以及受潮變質水泥,使用前必須對水泥進行復試。本工程使用的當陽城堡水泥廠生產的32.5 MPa強度等級的普通硅酸鹽水泥。

集料采用3種單粒級經經混合組合成連續級配,其中1#料為10～25 mm碎石、2#料為5～10 mm碎石、3#料為0～5 mm碎石。

混合料拌合用水采用自來水。

2.2混合料組成設計

①因為設計圖紙已確定水泥劑量為3%、4%和5%,試驗室只能對3種集料的比例進行調整、試配、篩分,最終確定一組符合規定組成范圍的摻配比例。試驗室初步擬定了3種方案,具體摻配比例見表1。

然后將3種集料按擬定的比例混合,分別進行篩分,篩分結果見表2。

根據篩分結果分析,只有方案C的級配曲線落在標準級配范圍內,所以最終確定原材料中各種規格碎石的用量比例為:1#料:2#料:3#料=40:25:35(%)。

②將配好的集料分別摻入3%、4%、5%的水泥,形成3個樣品,分別對每個樣品進行擊實試驗(求出最佳含水量和最大干密度)和無側限抗壓強度試驗(7天飽水抗壓強度),試驗結果如表3。

通過上表我們可以看到3%、4%、5%水泥含量的所有試件7天飽水平均抗壓強度均達到設計要求,且隨著水泥含量的提高,強度富余值越大。由此可見,水泥含量對水泥穩定粒料基層的強度起著至關重要的作用。

3混合料的拌和、攤鋪、碾壓、養生

混合料的拌和、攤鋪、碾壓、檢測、養生的工藝流程如圖1所示。

3.1混合料的拌和

根據技術規范要求,混合料采取集中攪拌站拌制。拌和過程中各種材料嚴格計量,嚴格按試驗確定的配合比進行。特別應嚴格控制水泥劑量,水泥劑量過少,不能保證基層施工質量;過多則容易引起基層表面裂紋增多且不經濟。實際水泥劑量可比室內試驗的水泥劑量增加0.5%(考慮現場與室內試驗的條件差),混合料采用強力式攪拌機拌和,拌和時間不少于60 s,拌和過程中還應重視含水量的影響,考慮混合料在運輸、攤鋪、碾壓過程中的水分損失,拌和含水量應根據原材料含水量、天氣、現場施工經驗進行稍微調整。

3.2混合料的運輸、攤鋪

①運輸。混合料宜采用大噸位車輛運輸,并盡量縮短運距,修建好運輸通道,減少中途停車及顛簸,避免混合料凝固或離析,并根據天氣情況考慮做好防止水分喪失的措施。總之,應作好施工組織安排,做到隨拌隨鋪。

②攤鋪。混合料攤鋪前應對土基的高程、寬度、橫坡進行全面檢查,對于不合格的要堅決處理。攤鋪前應對土基進行全面清理,確保土基干凈。

攤鋪前應準確進行施工放樣,按每幅攤鋪寬度準確放出軸線及高程,內外側直線段每20 m各放一個樁,曲線段每10 m各放一個樁,樁上用紅油漆劃出壓實后的基層高程。

為確保攤鋪的質量和減少接縫,基層采用攤鋪機攤鋪混合料。現場試驗人員應隨時檢查運至現場的混合料的配比及含水量,并及時將情況反饋到拌和站。通過試驗段確定虛鋪系數,攤鋪時要嚴格控制虛鋪系數,隨時檢查松鋪厚度,如與試驗數據不符,要及時進行調整。同時攤鋪機兩邊各派一人消除粗細集料分離現象,如果發現粗集料成窩應予鏟除,并用新拌和的混合料填補。采用人工填補時,不能揚鏟。此項工作必須在碾壓前完成,嚴禁薄層找平。

接縫:本工程為雙向四車道,在施工過程中為盡量減少縱向接縫,按道路中心線劃分為左右兩幅進行攤鋪。在攤鋪過程中若因故中斷時間較長,應設置橫向接縫。對橫向接縫,人工將末段含水量合適的混合料弄整齊,緊靠混合料放兩根方木,方木的高度與混合料的壓實厚度相同,整平緊靠方木的混合料,碾壓密度。重新攤鋪混合料前,將方木取出,將下承層頂面清掃干凈。施工縱向接縫必須垂直,嚴禁斜接,縱向接縫處理方法同橫向接縫。養生結束后,在攤鋪另一幅之前拆除支撐木。

③壓實。本工程共安排18 t輪胎壓路機二臺、40 t振動壓路機二臺。先用輪胎壓路機初壓一遍,基本整平,再用振動壓路機碾壓兩遍(帶振),最后用輪胎壓路機碾壓一遍。靜壓速度為1.5 km/h,振壓速度2 km/h,碾壓時輪跡重疊不小于1/2輪寬。遵循先輕后重、先兩邊后中間的原則,嚴禁在已完成或還在碾壓的路段上“調頭”和“急剎車”。

④養生。每段碾壓完成并經壓實度檢查合格后應立即開始養生,養生采取覆蓋灑水濕養,灑水要均勻、充足,確保養生期間水泥穩定混合料始終保持濕潤。養生期不少于7天。

⑤檢測試驗。對水泥穩定粒料混合料的質量檢測從兩個方面控制:壓實度檢測和無側限飽水抗壓強度檢測。

壓實度:采用灌砂試驗法,根據規范要求,每1000m2檢測3個點。為了配合現場指導施工,采用酒精燃燒法測出混合料的含水量,現場計算壓實度,判斷是否達到標準。如不合格,則立即要求壓實機械繼續碾壓,直到滿足要求為止。

無側限飽和抗壓強度:在混合料運到施工現場后隨機取樣,然后送至試驗室成型試件。試件在標準養護條件下養護6 d,飽水1 d后進行試壓檢測無側限抗壓強度。

為了更好的控制混合料的配合比及拌和情況,還需做水泥劑量測定(EDTA滴定法),判斷水泥劑量是否達標或者攪拌是否均勻,以此來調整配合比和拌和時間,這樣才能確保基層的施工質量。

4結 語

通過對宜昌市體育場路延伸段市政工程水泥穩定碎石基層的施工經驗,總結出以下幾點說明:

①對水泥穩定層的施工一定要控制原材料的質量及混合料的組成設計、拌和、運輸、攤鋪、養生、試驗檢測等環節,合理組織施工,強化管理,才能確保工程質量,滿足規范的要求。宜昌市體育場路延伸段市政工程還被評為湖北省優質工程。

②進行水泥穩定粒料基層設計時,建議設計單位只須提供混合料中水泥劑量的范圍或者飽水抗壓強度要求,具體水泥劑量由施工單位通過試驗確定,而不必兩者都進行限定,以免造成因水泥劑量偏高導致資源浪費,或者因水泥劑量偏低出現強度不滿足要求的情況。

參考文獻:

[1] 郝玉琴,楊建華.水泥穩定粒料基層施工質量控制[J].黑龍 江交通科技,2006,(2).