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水泥稳定碎石基层施工技术探讨

2018-08-24马阳魏臣忠

科学与财富 2018年24期
关键词:水泥稳定碎石作用机理质量控制

马阳 魏臣忠

摘 要: 作为我国高等级常见的路面结构类型,半刚性基层施工质量的优劣极为关键。水泥稳定碎石材料是半刚性基层的主要材料形式,如设计不合理或施工不规范等,都会影响基层的耐久性,极易出现路面开裂等病害。为此,必须在充分了解水泥稳定碎石作用原理的基础上,规范施工工艺,采取科学有效的质量控制措施,进一步提高工程质量。

关键词: 水泥稳定碎石;作用机理;质量控制

一、水泥稳定碎石作用原理

水泥稳定碎石的骨料主要为级配碎石,其作用原理为骨料空隙可选取充足的胶凝材料、灰浆体积进行填充,根据嵌挤理论进行有效摊铺、压实,要求合理控制其压实度。水泥稳定碎石前期具有较高强度,在龄期不断增长的过程中,其强度将快速构成板体,增强强度,且具备良好的抗渗性能及抗冻能力。相比混合料,水泥稳定碎石内的水泥含量应控制在其3%到6%之间,且可在5mpa左右控制7天无侧限抗压强度,相比其他路基,其所用材料较高。

根据相关规范规定,选取中粒土用于水泥稳定碎石,因胶凝材料如水泥等存于水稳碎石混合料内,规定必须在水泥终凝前结束整个施工环节,且一次满足质量标准,以此易于整修。

二、水泥稳定碎石基层施工工艺

某公路工程总长度为96km,为增强基层整体强度、密实度及抗水能力,可选用抗裂型水泥稳定碎石作为基层材料。抗裂型水稳碎石基层试验段起止桩号为K6+300~K6+900, 选取该试验段其中2段进行分析,其中,振动成型法用于K6+600~K6+900段,传统重型击实法用于K6+300~K6+600段,具体施工工艺如下:

1、施工放样

以10m一个断面在施工前测量路线标高、中边桩。选取悬挂钢丝基线进行所有结构层纵断面高程控制。同时,基准线立柱需间隔10m设置,且根据高程要求挂钢丝。为拉紧钢丝,可姜测力器安设到两端紧线器两端,且在800N以上控制钢丝拉力。完成悬挂钢丝基准线后,需及时复测基准线。摊铺过程中,必须实时检测基准线的实际情况。

2、拌和及运输

根据试验路确定的生产配合比进行碎石用量的确定,要求在5%以内控制水泥剂量,并保证拌和施工时,含水量在最佳含水率允许范围内。按照室内配合比设计显示,2.452g/cm3为振动成型法施工段最大干密度,4.5%为其最佳含水量。而2.387 g/cm3为传统重型击实法施工段最大干密度,5.3%为其最佳含水量。选取20t自卸汽车运送施工材料,按照计算量向指定地点倒料。

3、摊铺及碾压

向施工作业面运送水泥稳定粒料之后,即可进行摊铺施工。施工过程中,应重视平、纵坡比,且根据松铺系数等进行严格施工,严禁混合料离析问题出现。如部分路段存在凹陷,需采取人工+机械的方式进行找平,同时选用人工方式进行边沿整形。

完成上述施工作业后,即可进行碾压施工。当混合料含水量在最佳含水量以上的情况下,需及时选取振动压路机进行施工。碾压时,先进行2遍静压,随后进行4遍振压,碾压过程中后轮重叠轮宽为1/2左右,且必须大于相邻两段接缝位置。碾压至压实度要求后,可再次进行1遍静压,保证轮迹基本消除后,即可停止碾压施工。通过钻孔取芯分析可见,两种施工方法完整芯样取出时间有所不同,且表面结构等也存在差异。具体为振动压实法路段完整芯样取出时间为4天,此时该路段具有密实度良好的表面,且粗集料可构成嵌挤结构;重型击实法路段完整芯样取出时间较晚,为7天,此时该路段基本具备密实的表面,但有一定孔隙产生。

4、接缝处理

(1)横缝处理。前后两段连接位置需搭接拌和,拌和第一段以后,可留置一定距离无需碾压。在施工下一段时,可同时拌和、整平及碾压留置段和该路段。

(2)纵缝处理。施工过程中,尽可能不设置纵缝。如需分两幅铺筑施工,则需搭接拌和纵向接缝。以全宽方式碾压前一幅,确保其密实度满足设计要求后,再拌和下一幅,需搭接拌和相邻前幅边部30cm左右,随后进行整平、碾压施工。

5、养生

完成上述施工后,即可进行喷雾洒水养生。此时必须对喷雾洒水量加以严控,如洒水量过大,则会导致细微料大量流失,粗颗粒露出,为此,必须合理控制洒水量。洒水施工后,需及时进行塑料薄膜覆盖,该施工阶段,必须进行做好交通管制工作,避免出现施工安全隐患,一般以7d作为养生时间。

三、水泥稳定碎石基层施工质量控制

施工后,连续对水泥稳定碎石基层进行检测,可得出该路段基层横向裂缝产生数目不多,大部分路段并没有产生裂缝现象,裂缝产生路段中200~300m为裂缝间距范围。由此可见,抗裂型水泥稳定碎石材料的应用,具有良好的施工应用效果。通过观测基层裂缝分布、间距等情况,可得出两种施工方法可有效提升基层抗裂性能,对防治路面早期裂缝问题意义重大。据大量实践顯示,水泥稳定碎石材料的组成结构对其性能起决定左右,而矿质颗粒的结构特性又直接影响着混合料的结构特性。在混合料结构组成中,如其组分产生改变,则会严重影响混合料的整体性能,反映出的路面性能也有所不同。为此,可通过以下几点控制其质量。

1、关键筛孔控制。主、次骨架的形成与集料粒径大小密切相关,主骨架所需集料的粒径在19mm以上,次骨架所需集料的粒径在9.5mm以上,因此应对级配上限加以严控,以此构成良好骨架。

在水泥稳定碎石基层内,颗粒粒径小于4.75mm时,可起到填充作用,如此类颗粒量较大,则会将骨架撑开,如用量过小,则密实度不足。经试验可见,水泥稳定碎石基层中可在30%~35%之间控制4.75mm通过率,此时其具有最佳路用性能。粉料(0.075mm以下)结合水泥同时应用,可达到良好粘结作用,此时,必须合理控制粉料用量,保证形成密实结构。通常可在3%以内控制0.075mm以下颗粒用量。

2、最佳含水量控制。击实试验显示,相同混合料在含水量不同的情况下,即便压实功相同,所形成的压实度也存在差异。当具有较大含水量时,根本无法实现最大压实度的目标,同时,提浆作用也会对层间结合造成严重影响,且出现干缩裂缝增加的现象。如具有较小含水量,则无法有效压实混合料,导致水泥各项性能不能充分发挥,进而难以提高结构层强度,致使板体不密实。根据本工程施工可见,当碾压含水量与振动法所确定的最佳含水量相近时,则其压实度良好。

3、压实度控制。据强度试验结果显示,每提高1%压实度,则强度会增加10%左右,由此可见,必须合理控制压实度,保证压实度与施工要求相符,才能提高工程质量。

四、结束语

综上所述,作为我国最常见的公路路面基层形式,水泥稳定碎石结构施工质量的优劣对工程建设整体质量影响较大。因此在水泥稳定碎石基层施工中,应保证各项技术指标满足施工要求,以此有效提升工程施工质量,推动公路行业持续、健康发展。■

参考文献

[1] 范文孝,孙兆辉,杜二鹏,胡尚军,邓云纲.水泥稳定碎石基层合理施工养生温度研究[J]. 四川建筑科学研究. 2010(03).

[2] 宁丽,霍善学.水泥稳定碎石基层配合比设计及施工质量的控制[J]. 科技信息. 2008(30).

[3] 张云涛.水泥稳定碎石基层在公路施工中的应用[J]. 交通世界(建养.机械). 2015(Z1).

[4] 董延琦.水泥稳定碎石基层的施工质量控制[J]. 黑龙江交通科技. 2017(01).

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