程 鐫
(太原市政建設集團有限公司,山西 太原 030000)
水泥穩定級配碎石是基層設計中最常用的結構類型,水泥穩定級配碎石的級配設計和調整是路面質量的重要保證,提高配合比的合理性和穩定性是路面質量的有力措施。
水泥穩定級配碎石配合比設計的過程中,大多數設計者多注重設計過程,對原材料的種類以及力學空間搭配進行忽視。對于材料的種類以及類型而言,材料的設計結果是固定的。同樣的級配曲線會有不同的性能,在室內進行標準試驗比對進行驗證。
從表1 中看出:1) 水泥穩定級配碎石級配的設計中把機制砂換成中細砂,雖然能合成同樣的級配曲線,但是無側限抗壓強度和最佳含水量、最佳水泥劑量都會不同。2) 水泥穩定級配碎石級配的設計中合成級配一樣,但是強度從5.4MPa 降低到4.3MPa,公路等級從極重、特重交通降低到重交通,水泥劑量從4.2%上升到4.5%,所確定的技術參數都發生較大地變化。選擇不同規格的材料搭配使混合料會有較大的變化,因此設計混合料的級配首先要滿足連續級配。不僅設計的混合料級配曲線連續,而且原材料的規格要連續。原材料的集中粒徑最好是2∶1 的關系,這樣材料的搭配會連續,空間布置合理。
在選擇基礎材料后,考慮整體設計的連續性,設計的級配曲線不一定在級配范圍的中值。設計的級配曲線根據無側限抗壓限度、抗沖刷性能、路面產生裂縫的距離三個指標進行設計。在室內設計時只考慮無側限抗壓強度指標。抗沖刷性能和路面產生裂縫的距離都是依據經驗確定,沒有標準規范,這給設計帶來困難。因此經過大量的實踐摸索:粉塵含量少、細集料不宜太少都有利于其他兩項指標的設計。這樣設計的水泥穩定級配碎石不會偏離設計的方向。其次水泥穩定碎石基層施工技術的使用是一種趨勢,更是考慮質量、進度等多種情況后的必然選擇。材料的充足性以及材料的價格都會對配合比設計產生影響。設計的過程中不考慮以上問題,施工單位在施工過程中,會再利用規范要求的波動進行適當的調整后,使用后混合料的性能發生變化。在滿足質量要求的條件下,設計的配合比一定要考慮材料的供應狀況和成本問題的影響。最后再嚴格按照規程的要求進行設計。通過以上三步的設計,使整個過程更加完善科學。
水泥穩定級配碎石的取樣代表性是一個最基本的要求,但是在國內的石料供應中出現了問題。高速公路水泥穩定碎石的數量一般在60 萬t~100 萬t 之間數量巨大。現在國家對環保要求越來越嚴格,材料出現供不應求的狀況。這樣在施工過程中就會出現多個石料廠進行石料供應。導致最初的取樣樣品和后期施工的過程中樣品不符合,混合料的性能發生較大的變化。因此在設計混合料的過程中,應該增加備選料場的配合比設計,以備工程需要。
原材料要及時進場并進行取樣檢測,各項技術指標合格后方可使用。試驗室經過試驗確定了目標配合比,經上級審批通過后,將此配合比進行試拌,取料進行試驗,如果不滿足設計要求,進行調試,直至滿足設計要求為止,通過電子計量器控制生產配合比。
施工前應檢查橫坡度、平整度、寬度、下承層的標高等指標,如有問題,及時通知施工人員進行修補處理,并做施工記錄;清理被污染處,使表面清潔;修理缺陷、灑水在拌和過種中混合料一定嚴格按照配合比計量拌和,在正式拌制混合料之前,先調試水穩拌和樓,使混合料的顆粒組成、水泥劑量和含水率都達到規定的要求(如原集料顆粒組成發生變化時,重新調試設備),各種材料的用量用電子計量器自動控制,確保配料準確、拌和均勻。按事先確定的各種材料的規定數量用攪拌器進行拌和,并由專業人員目測檢查拌和的效果。此次拌和的混合料含水率要略大于最佳含水率,要根據氣溫對含水率要適當的調整,使其達到最佳含水率。運料車在運輸過種中要覆蓋,防止水分的流失。工地試驗室應對已經拌和好的水泥穩定碎石混合料進行取樣進行測定,如果未能達到要求及時增減水泥劑量或含水率,直到滿足設計要求。從拌和樓裝車出發,避免混合料在運輸途中離析和水分蒸發,盡快運到鋪筑現場,在攤鋪機前1m 左右停車,不能撞擊攤鋪機,由攤鋪機推動運料車前進。碾壓分為初壓、復壓、終壓三個階段,碾壓必須在混合料初凝前完成。
施工后,每段水泥穩定碎石碾壓完成后,立即進行養生,水泥穩定碎石最終強度形成需要經過挺長時間,養生對強度的形成有重要的影響,是施工中重要的環節,養生過程中采用透水土工布進行覆蓋,待水泥終凝后,用灑水車進行灑水養生,使基層表面潮濕,在透水土工布覆蓋養生期間,保證基層表面始終潮濕。灑水次數根據氣候及路面水分蒸發情況確定,養生期間要始終保持表面的潮濕,養生7d 后方可進行下道工序施工。
水泥穩定碎石層是公路結構的重要承載體,直接影響到后期公路的運營質量。所以從水泥穩定碎石的配合比設計到施工及施工后的養護,每項都非常重要,尤其是混合料在拌和樓拌和時,嚴格按照配合比的摻配比例進行計量,必須嚴格控制水泥用量,以確保工程質量。