摘要:近60年來,在道路路面和機場路面工程中,使用水泥穩定土的國家越來越多,這與水泥穩定土的優點是分不開的。本文對水泥穩定土基層的特性以及影響其強度的因素進行了分析,論述了施工現場質量控制。
關鍵詞:路基 高填方 沉降 控制 工藝
1 基本概念
在粉碎或原來松散的土(包括各種粗、中、細粒土)中摻入適量的水泥和水,經拌和得到的混合料在壓實成型及經過一定齡期養生感化后所得到的材料,當其抗壓強度符合規定要求時,稱為水泥穩定土。
2 水泥穩定土混合料的組成
2.1 水泥
普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質硅酸鹽水泥都可用于穩定土。但宜選用終凝時間較長的水泥(宜在6h以上)。快硬水泥、早強水泥及已受潮變質的水泥不應使用,并宜用強度等級較低(32.5或42.5)的水泥。
2.2 土
土塊應盡可能粉碎,土塊尺寸不應大于15mm。配料必須準確,集料顆粒粒往愈大,拌和機、平地機、推鋪機等施工機械愈易磨損,粗細集料愈易產生離析,鋪筑層的平整度也愈難達到要求。因此集料最大粒徑應適當,級配狀況愈好的集料,愈有利于取得好的穩定效果,且節約水泥。
通常在高速公路、一級公路基層的水泥穩定土,要求土的均勻系數應大于5,液限應大于40%,塑性指數時不應超過17.實際操作過程中,宜選用均勻系數大于10,塑性指數小于12的土。
3 影響水泥穩定土強度的主要因素
3.1 混合料的含水量和干容重
水泥穩定土混合料中要有足夠的水分,以滿足水泥水
化的需要和壓實的需要?;旌狭现惺欠裼凶銐虻乃┧嗨?/p>
化用,對其強度有很大影響。如果含水量小于最佳含水量,水
泥不能充分水化,就會大大影響所能達到的強度,即達不到
使用水泥穩定土的效果。水泥穩定土的干容重對強度有很
大影響,水泥穩定土的強度隨其混合料干容重增大而增大。
3.2 施工因素對水泥穩定土強度的影響
廠拌法和路拌法是水泥穩定土常用的施工方法。水泥要在土中攪拌均勻,把好拌和到壓實、養生等各關都達到質量要求,使水泥在穩定土中發揮最大作用。一般來講,有以下幾種因素對強度會產生直接的影響。
①水泥撒鋪均勻程度對水泥在混合料中分布的均勻性有直接的影響。如是水泥撒鋪得不均勻,無論采用何種機具拌和,均達不到其效果。
②使用不同的拌和機具也會對混合料拌和的均勻程度產生很大的影響。
③每個施工段施工作業時間,即從加水拌和到完成壓實的延續時間,稱為水泥穩定土的延遲時間。此時間的長短對混合料所達到的密度和強度有很大影響。對同一種水泥穩定土混合料延遲時間越長,所能達到的干容重越小,混合料的強度降低的越多。
④水泥穩定土的整體強度還受拌和深度、寬度以及接縫處理的影響。在拌和過程中不注意檢查拌和深度,就會在底部留有“素土”夾層,或過多破壞下承層的表面,影響結合料的劑量及底部的壓實。同時,接縫處理不當,也很容易造成局部強度不夠的現象。因此,在施工中要嚴格控制拌和深度與寬度,恰當處理接縫,使水泥穩定土的整體強度達到標準要求。
4施工準備工作
4.1 準備工作
①在路面底基層、基層開工前,業主應組織設計、施工、監理單位進行技術交底。
②基層施工工藝流程、施工方案,編制詳細的施工組織設計,并報監理和業主批準。
③在基層開工前,應對崗位的技術人員、各工種工人以及相關管理人員進行上崗培訓。
④開工前,承包人應復測水準基點與導線點,經監理工程師驗收批準。復測和恢復中心樁號。
⑤施工工地必須建立較完善的工地實驗室。
⑥建立攤鋪現場和拌和站之間的快捷有效的通信聯絡。
⑦為防止路面原材料運料車和混合料運料車對底基層的破壞,施工單位應加強工地現場的交通組織和交通管制。
4.2 試驗路段鋪設
①在正式開始鋪筑水泥穩定碎石基層之前,應鋪筑長度不少100m的試驗路段。
②試驗路開始前至少14天,承包人應提出試驗路施工方案報監理工程師審批。
③試驗路的施工應在監理工程師的監督下進行。如果試驗成功,試驗路可做為永久工程的一部分。否則,應移出重做試驗,直至成功為止。
④試驗路段修筑成功后,承包人應進行總結,確定基層的施工方案,提出書面報告。
4.3 施工工藝及技術要求及規定
①以本項目為例:水泥穩定基層厚38cm,分為上、下兩層施工,上層與下層壓實厚度各為19cm。
②水泥穩定土基層施工必須采用中心站集中廠拌法施工。
③攤鋪須采用2臺穩定土攤鋪機進行攤鋪,不允許平地機鋪筑。
4.4 全面施工水泥穩定土的攤鋪
①水泥穩定土的攤鋪應采用兩臺攤鋪機作梯隊攤鋪,兩臺攤鋪機前后相距5~10m。在施工時施工單位應不時地進行橫向平整度的檢查,要求橫向平整度小于8mm。
②攤鋪時應盡量避免粗細集料離析現象,發現有離析現象時,應設專人及時處理,特別是局部粗集料窩應該鏟除,并用新拌混合料填補。
③上、下基層攤鋪的縱向接縫應錯開50~100cm。
4.5 碾壓
①采用重型振動壓路機或重型振動壓路機配合重型膠輪壓路機進行碾壓。當采用重型膠輪壓路機碾壓時,應使膠輪壓路機在前,重型振動壓路機在后。
②經拌和的水泥穩定碎石混合料宜在1小時以內碾壓完成,并達到要求的密實度。
③在碾壓過程中應進行標高、平整度的及時跟蹤檢測,如發現嚴重超標,應及時修整。現場應配備EVD進行壓實度快速檢測。
④水泥穩定碎石層的碾壓應先靜壓1遍,然后進行平整度修正合格后再靜壓1遍,后由弱振到強振共4遍。
⑤每攤鋪完20~30m后壓路機開始碾壓,碾壓時,輪跡重疊為30~50cm,壓路機手在停車之前必須先停振。
⑥檢查平整度時壓路機宜停在已壓好的地段?;旌狭蠑備亼捎脙膳_攤鋪機一前一后相隔約5~8m同步向前攤鋪,并一起進行碾壓。不得設置縱向接縫。
5 不合格工程處理
①若存在水泥劑量不夠、碾壓完成之前超過延遲時間導致板結不良、厚度不夠、試件強度不夠或鉆芯取不出完整芯樣等問題,均應清除重鋪。
②如果發現收縮裂縫,為防止或延緩瀝青路面產生反射裂縫,對基層上的收縮裂縫,首先應采用改性瀝青進行灌縫處理。
6 結束語
通過對已完成的水穩基層測試,其表面平整、無輪跡或隆起,橫縱斷面正確,平均壓實度達到99%,最低壓實度為96%,均達到優良工程標準。在施工質量控制過程中,混合料配合比設計是至關重要的一環。只有確定一個既經濟又可靠的配合比,才能更有效地控制生產、指導生產,才能使路面基層的工程質量得到最有力的保障。同時嚴格按要求施工,完全保證工程質量。
參考文獻:
[1]《路面施工新技術》.主編:張京.長征出版社.
[2]《公路路面基層施工技術規范》(JTJ034-2000).人民交通出版社.