市政工程中水泥穩定碎石應用探討

詹永強

摘要:水泥穩定碎石混合料不僅具有整體性好,水、溫穩定性好,強度高,剛度大等特點。還具有較好的承受反荷載作用的能力,抗彎拉強度較高,尤其能減少收縮裂縫。這對延長道路的使用壽命、節約養護投入、提高通行質量非常重要。文章闡述了水泥穩定碎石作用原理,分析了水穩影響因素,探討了其在市政工程中的應用病害以及防治對策。

關鍵詞:市政工程;水泥;穩定碎石;應用

隨著我國民經濟的飛速發展,市政交通運輸量日益增多,車輛承載力也隨之加大,相應地對道路標準的要求也日漸提高。近年來,水泥穩定碎石混合料作為一種半剛性基礎材料,已被廣泛應用于我國城市市政道路結構中。它不僅具有整體性好,水、溫穩定性好,強度高,剛度大等特點。還具有較好的承受反荷載作用的能力,抗彎拉強度較高,尤其能減少收縮裂縫。這對延長道路的使用壽命、節約養護投入、提高通行質量非常重要。在重交通作用下。觀察其使用效果很好,而且施工質量高、進度快,操作簡便,經濟實用,是一種優質的路面基層材料,具有很好的推廣價值。

1 水泥穩定碎石概述

水泥穩定碎石是以級配碎石作骨料,采用一定數量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙,按嵌擠原理攤鋪壓實。其壓實度接近于密實度,強度主要靠碎石間的嵌擠鎖結原理,同時有足夠的灰漿體積來填充骨料的空隙。它的初期強度高,并且強度隨齡期而增加很快結成板體,因而具有較高的強度,抗滲度和抗凍性較好。水穩水泥用量一般為混合料3%～7%,7 天的無側限抗壓強度可達(1.5%～4.0%)MPa,較其他路基材料高。水穩成活后遇雨不泥濘,表面堅實,是高級路面的理想基層材料。根據交通部《公路路面基層施工技術規范》規定,我市幾條道路中采用的水泥穩定碎石均屬中粒土,由于水穩中含有水泥等膠凝材料因而要求整個施工過程要在水泥終凝前完成,并且一次達到質量標準,否則不易修整。因而施工中要求加強施工組織設計和計劃管理,增加現場施工人員的緊迫感和責任感,加快施工進度,加大機械化施工程度,提高機械效率。水穩的施工方法也符合現代化大規模機械化發展的方向。因而水穩在市政工程中的應用會得到很快推廣。

2 影響水穩因素分析

因水泥穩定碎石從拌和到碾壓成型需要一定的時間,故應選用初凝時間3h以上且終凝時間較長(宜在6h以上)的水泥。如32.5硅酸鹽水泥和火山灰水泥等低標號緩凝型水泥。水泥穩定碎石的強度隨水泥劑量的增加而增加,但考慮到水泥穩定碎石抗溫縮、抗干縮以及經濟性和施工不均勻性等因素,水泥劑量一般不易超過6%(重量比)。做基層時。7d無側限抗壓強度主干路達到3.0MPa-5.0MPa,次干路達2.5MPa-3.0 MPa。水泥穩定碎石混合料不同于水泥砼。后者靠振搗成型,前者靠壓實成型,為了在最小壓實功下獲得最大壓實度,必須采用最佳含水量。在進行試件對比試驗時發現,若含水量高于7%,則成型過程中有部分水被排出,帶走部分水泥漿,使水泥穩定碎石強度降低;若含水量低于4%,則成型相當困難,采取較大的壓實功后,強度略高于最佳含水量狀態下的強度值。因此最佳含水量一般控制在4%-7%。在施工過程中,要隨時檢測混合料的含水量,確保其處于最佳含水量。

水泥穩定碎石混合料的顆粒級配既影響其技術性能,又影響其經濟效果,因此碎石級配的選定是水穩混合料組成設計的重要一環。經過幾年的試驗及施工應用,我們選用的碎石為軋制碎石,最大粒徑不大于37.5mm,小于31.5mm的顆粒含量不少于90%,集料壓碎值不大于30%,碎石顆粒組成范圍符合以下級配:篩孔直徑為37.5mm,31.5mm,19mm,9.5mm,4.75mm,2.36mm,0.6mm及0.075mm時通過篩孔的重量百分率分別為100%,90%~100%,67%～90%。45%~68%,29%～50%,18%~38%.8%~22%及0-7%。

壓實度是影響水泥穩定碎石基層質量的重要考核指標,一般選用能量大的振動壓路機與三輪壓路機配合碾壓,遵循先輕后重、先慢后快、先邊緣后中間的原則,確保快速路、主干路壓實度達98%以上,次干路及其他路達97%以上。通過成型試驗結果表明,延遲(包括拌和、運輸、攤鋪、碾堆)相對時間越短相對抗壓強度越高。采用集中廠拌法施工時,延遲時間不應超過2h-3h。從拌和4h時已開始有硬化跡象,接近5h時就已開始終凝。因此盡量在4h內成活,如果延遲時間超過水泥終凝時間,成型后水泥穩定碎石的強度、板結效果都會大大降低。

3 市政工程中的水泥穩定碎石應用病害以及防治對策

雖然水泥穩定碎石在市政工程中的應用日益加強,并不表示其病害微乎其微,所以我們必須充分了解其病害,加強防治措施,才能使其在市政工程的應用中起到良好的效果。其病害與防治措施具體表現為:

(1)水泥穩定碎石混合料的離析現象

水泥穩定碎石混合料的離析現象產生的原因:一是材料的因素,如水泥的品種、劑量,碎石的級配,含水量過低等都是造成水泥穩定碎石離析的原因。二是設備的因素,如料倉供料速度不穩定、拌和機攪拌不均勻、下料斗落差過大、運輸造成的二次離析。三是攤鋪過程停頓、間斷等。為防止離析現象的產生,首先,進料符合設計要求,準確控制配合比,并在施工過程中隨時監測、調整;其次,拌和過程中,設專人對各料倉給料情況進行巡視,使下料斗落差適宜,運輸選擇大噸位車,盡量保證攤鋪機連續作業,減少工地來回倒料次數;第三,對離析部位的混合料挖除,換以新的混合料,碾壓成型。

(2)施工期間出現套坑現象

施工期間套坑現象產生的原因:一是由于混合料攤鋪不均勻,二是施工過程中沒有及時挖補。為防止套坑現象的產生,施工過程中要設專人進行檢查找補,一經發現立即挖出,換以新混合料,再次碾壓成型。

(3)碾壓時發生龜裂現象

碾壓時龜裂現象產生的原因:一是混合料含水量嚴重不足;二是下基層軟弱,壓路機碾壓時出現裂紋。為防止龜裂現象的產生,在拌和及施工過程中,要經常檢查含水量,含水量不足時及時灑水,同時要嚴把下基層質量關,保證壓實度達標。

(4)碾壓時發生彈簧現象

碾壓時彈簧現象產生的原因:一是混合料含水量過高;二是下基層過軟,壓實度不夠或出現彈簧、翻漿現象。為防止彈簧現象的產生,首先要控制混合料的含水量,使其達到最佳值;其次施工時要注意氣象情況,避免攤鋪后碾壓前的間斷期間遭雨襲擊,造成含水量過高;第三要嚴把下基層質量關,若有彈簧、翻漿現象先處理后再做上層。

(5)施工完畢出現表面松散及飛砂走石現象

施工完畢出現表面松散及飛砂走石現象的原因:一是施工后期管理跟不上,灑水養生不及時,時干時濕,使早期強度達不到設計要求;二是沒有按要求封閉交通,重車跑飛面層;三是沒有及時鋪筑上層路面。為防止施工完畢時出現表面松散及飛砂走石現象,一要加強灑水養生,在成活后7d內保持水穩層處于濕潤狀態;二要實行全封閉施工,禁止陳灑水車外的其他車輛通行;三要及時鋪筑上層路面。

(6)施工縫的局部損壞

施工縫局部損壞的原因在于施工時為圖省事未按規定垂直接茬,而是斜面搭接。為防止施工縫的局部損壞,一定要按操作規程施工,做成垂直接茬。

(7)鉆芯取樣強度不夠

鉆芯取樣強度不夠的原因:一是拌和過程中水泥劑量不夠,級配不符合要求;=是施工中出現粗細集料離析現象,碾壓達不到要求,成型時間太長,沒有嚴格按規定操作;三是養生期沒有禁交通,灑水跟不上。為防止鉆芯取樣強度不夠,一要加強檢測,嚴格控制水泥劑量和混合料級配;二要在施工中嚴格按規定操作,避免出現粗細集料離析現象,最好用攤鋪機進行攤鋪;三要實行全封阱施工,加強灑水養生。

參考文獻

[1]唐亞光,蔣訓忠.水泥穩定碎石在市政工程中的應用[J].中小企業管理與科技,2009,(9):141-142.

[2]嚴文榮.水泥粉煤灰穩定碎石在市政道路基層中應用[J].福建建材-2007,(4).

[3]葛折圣,葛折貴.瀝青穩定基層混合料的礦料級配研究[J].市政技術,2005,(4):249-251.