城市道路水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制

董根法

近年來,隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,水泥穩(wěn)定碎石在城市道路中也逐步得到應(yīng)用。水泥穩(wěn)定碎石是近幾年興起的新型材料,它是利用水泥的水硬性與級配碎石拌和、壓實,并經(jīng)進一步硬化而形成的一種半剛性路基結(jié)構(gòu),作為道路的主要承重層,它不僅具有良好的力學(xué)性能和整體性,而且早期強度較高,并隨著齡期的增加而增長的特點。但若對其施工工藝特性不熟悉,施工質(zhì)量控制不好,就很難發(fā)揮其應(yīng)有的長處,甚至給工程留下隱患,造成不良后果,并直接影響到路面的使用性能。本文結(jié)合自己這幾年的施工監(jiān)理實踐,提出控制水泥穩(wěn)定碎石質(zhì)量的相關(guān)要點。

1 原材料控制

1.1 水泥

1)水泥宜選用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等,禁止使用快凝水泥、早強水泥以及其他受外界影響而變質(zhì)的水泥。2)為使水泥穩(wěn)定碎石具有足夠的時間進行拌和、運輸、攤鋪和碾壓,水泥應(yīng)選用初凝時間大于3 h,終凝時間不少于6 h和標號適當(dāng)?shù)乃唷?)水泥應(yīng)有出廠合格證與生產(chǎn)日期,復(fù)驗合格方可使用,水泥貯存期超過3個月或受潮,應(yīng)重新進行試驗。

1.2 集料

1)粗集料應(yīng)堅固、穩(wěn)定,壓碎值不大于30%,有機質(zhì)含量不超過2%,硫酸鹽含量不超過0.25%。碎石中含有有機質(zhì)對水泥的膠結(jié)是很有害的,而硫酸鹽能與結(jié)硬水泥中鋁酸三鈣結(jié)合產(chǎn)生硫酸鋁酸鈣,這一新生物能膨脹,使原來的體積增大,從而破壞水泥穩(wěn)定碎石的膠結(jié),影響水泥穩(wěn)定碎石的強度。2)粗集料的最大粒徑不大于37.5 mm,超大粒徑的石料顆粒較多時,在拌和、運輸和攤鋪過程中易產(chǎn)生不易拌勻和大小料分離現(xiàn)象。另外過多的大石子散布在結(jié)構(gòu)層表面,石子不具保水作用,水分散失很快,致使水泥缺水,而無法水解、水化,失去穩(wěn)定作用,與細集料不能硬結(jié)為整體,導(dǎo)致混合料局部松散、強度低和不平整等質(zhì)量缺陷。3)細集料中應(yīng)嚴格控制0.5 mm以下的含量,因為0.5 mm以下的細集料常帶有一定的塑性指數(shù),含量多會直接導(dǎo)致水泥穩(wěn)定碎石干縮應(yīng)變系數(shù)大,易產(chǎn)生裂縫,使強度降低。4)集料應(yīng)具有良好的級配,使集料排列緊密,具有較小的空隙率,以保證在結(jié)合料的膠結(jié)作用下抗變形能力強、穩(wěn)定性好且具有較高的強度。一組良好的集料組成,總是要求其空隙率最小,比表面的總和也不太大,空隙率最小是要保證集料本身最為緊密,從而具有較大的摩阻力,比表面的總和也不大,要使摻加料最為節(jié)約。

2 拌和過程控制

1)含水量。根據(jù)經(jīng)驗和多次試驗結(jié)果表明,含水量宜比最佳含水量高出1%左右。含水量過大時碾壓較易發(fā)生嚴重粘輪,甚至“彈簧”現(xiàn)象,壓實后的表面出現(xiàn)麻坑和小片的剝落。含水量較小時不但難以碾壓成型,也會因為水泥缺水而不能正常水解、水化,使結(jié)構(gòu)層不能形成強度,造成板體的松散。

2)水泥劑量。水泥穩(wěn)定碎石的強度在很大程度上取決于水泥的用量,水泥劑量的控制也是以標準擊實試驗為依據(jù)的。在保證基層材料強度和穩(wěn)定性的前提下,應(yīng)采用盡可能少的水泥用量。

3 攤鋪過程控制

3.1 試驗段鋪設(shè)

在大規(guī)模的基層施工之前,應(yīng)先試鋪一段長100 m左右的試驗段,以確定施工配合比、材料的松鋪系數(shù)、攤鋪速度、壓實機具的組合、碾壓工藝及合適的作業(yè)長度等一系列控制參數(shù),找出可行、可靠和經(jīng)濟的標準施工方法。

3.2 攤鋪

1)為保證水泥穩(wěn)定碎石基層的平整度,應(yīng)采用攤鋪機施工。施工前應(yīng)先檢查攤鋪機各部件運轉(zhuǎn)情況,調(diào)整好傳感器臂與導(dǎo)向控制線的關(guān)系,控制好基準鋼絲繩的標高,以保證基層整體標高的正確性。2)攤鋪機與拌合機的生產(chǎn)能力應(yīng)相互匹配,以保證連續(xù)攤鋪不中斷。如因故中斷,且在混合料的施工容許延遲時間之內(nèi)不能恢復(fù)正常攤鋪時,應(yīng)設(shè)置橫向接縫,接縫面垂直于路基頂面。3)攤鋪時盡量避免粗細集料離析現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)有離析現(xiàn)象時應(yīng)設(shè)專人及時處理。兩攤鋪機梯隊作業(yè),搭接寬度不小于20 cm,可減少拼縫處離析。

3.3 碾壓

1)攤鋪完成后,應(yīng)及時進行碾壓。碾壓應(yīng)遵循“先穩(wěn)壓,再振動”及“先輕后重,先慢后快,先邊后中”的原則進行。2)碾壓段長度根據(jù)試驗段的長度及氣溫情況來確定。正常碾壓以50 m～60 m為宜,過短很難控制平整度。3)碾壓過程中必須有專人指揮、監(jiān)督,明確碾壓分區(qū)、控制碾壓速度、嚴格碾壓工藝,杜絕漏壓、過壓及延遲碾壓。控制好碾壓速度和輪跡重疊寬度,避免表層出現(xiàn)波浪、推移(混合料級配偏細較易出現(xiàn))和明顯輪跡。4)碾壓結(jié)束后立即進行壓實度檢測,對壓實度不足處及時進行補壓,確保混合料初凝前壓實度達到設(shè)計要求。

4 養(yǎng)生控制

1)水泥穩(wěn)定碎石水化反應(yīng)需要水,因此及時養(yǎng)護顯得非常重要。養(yǎng)生一般從水泥終凝后開始,可采用覆蓋不透水的塑料薄膜或土工布灑水方式,養(yǎng)生期不少于7 d。2)合理的養(yǎng)生既是水泥穩(wěn)定碎石強度的需要,同時又是避免和減少干縮裂縫的措施。如果鋪筑后養(yǎng)生不及時或忽濕忽干,導(dǎo)致水分散失較快,干縮應(yīng)力急劇增大而此時的抗應(yīng)變能力還很低,就容易產(chǎn)生干縮裂縫。3)養(yǎng)生期間應(yīng)封閉交通,因為水泥穩(wěn)定碎石中水泥用量少,其外表面較粗糙,耐磨性差,若不封閉交通,極易使外表面受損,出現(xiàn)“飛砂”現(xiàn)象。

5 施工中還應(yīng)重視的其他方面

1)窨井。在攤鋪水泥穩(wěn)定碎石基層前,管線可以埋在土路基里,而窨井暫且砌至土路基頂面平齊,在其頂面覆蓋鋼板或木板,保證攤鋪機施工時平穩(wěn)通過及壓路機碾壓順利進行。碾壓完成后,再挖除窨井上面的水泥穩(wěn)定碎石,然后加高窨井,并在窨井四周用低標號混凝土補齊。

2)時間。水泥穩(wěn)定碎石混合料從加水拌和到碾壓終了的延遲時間對水泥穩(wěn)定碎石混合料的強度和其所能達到的干密度有明顯的影響。延遲時間過長,大于水泥的初凝時間,碾壓時,就會破壞已形成的水泥膠體,影響壓實度,而且已形成的水泥膠結(jié)體被破壞后就再不能發(fā)揮其膠凝作用,結(jié)果造成強度損失,因此碾壓完成應(yīng)控制在水泥初凝時間以內(nèi)。

6 結(jié)語

水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量的控制雖然受到人員、機械、材料、氣候和施工工藝等多種因素的綜合影響,但只要嚴格按要求施工,完全能夠保證工程質(zhì)量。在道路基層的施工中,作為監(jiān)理必須層層把關(guān),嚴格要求,進一步優(yōu)化施工工藝,將水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質(zhì)量提高到新的水平。

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[2]JTJ 034-2000,公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范[S].

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