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摘要: 从原材料、拌和、摊铺及养生等方面阐述了对水泥稳定碎石质量控制的要点,并提出施工中还应重视的方面,以期提高城市道路水泥稳定碎石的质量。
关键词: 水泥稳定碎石，质量，控制
近年来,随着我国经济的快速发展,水泥稳定碎石在城市道路中也逐步得到应用。水泥稳定碎石是近几年兴起的新型材料,它是利用水泥的水硬性与级配碎石拌和、压实，并经进一步硬化而形成的一种半刚性路基结构,作为道路的主要承重层,它不仅具有良好的力学性能和整体性,而且早期强度较高,并随着龄期的增加而增长的特点。但若对其施工工艺特性不熟悉,施工质量控制不好,就很难发挥其应有的长处,甚至给工程留下隐患,造成不良后果,并直接影响到路面的使用性能。本文结合自己这几年的施工实践,提出控制水泥稳定碎石质量的相关要点。
1 原材料控制
1.1 水泥
1)水泥宜选用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等, 禁止使用快凝水泥、早强水泥以及其他受外界影响而变质的水泥。2)为使水泥稳定碎石具有足够的时间进行拌和、运输、摊铺和碾压,水泥应选用初凝时间大于3h,终凝时间不少于6h和标号适当的水泥。3)水泥应有出厂合格证与生产日期,复验合格方可使用, 水泥贮存期超过3个月或受潮, 应重新进行试验。
1.2 集料
1)粗集料应坚固、稳定,压碎值不大30%,有机质含量不超过2%, 硫酸盐含量不超过0.25%。碎石中含有有机质对水泥的胶结是很有害的,而硫酸盐能与结硬水泥中铝酸三钙结合产生硫酸铝酸钙, 这一新生物能膨胀,使原来的体积增大,从而破坏水泥稳定碎石的胶结,影响水泥稳定碎石的强度。2)粗集料的最大粒径不大于37.5mm, 超大粒径的石料颗粒较多时,在拌和、运输和摊铺过程中易产生不易拌匀和大小料分离现象。另外过多的大石子散布在结构层表面,石子不具保水作用,水分散失很快,致使水泥缺水,而无法水解、水化, 失去稳定作用,与细集料不能硬结为整体,导致混合料局部松散、强度低和不平整等质量缺陷。3)细集料中应严格控制0.5mm以下的含量, 因为0.5mm以下的细集料常带有一定的塑性指数,含量多会直接导致水泥稳定碎石干缩应变系数大,易产生裂缝,使强度降低。4)集料应具有良好的级配,使集料排列紧密,具有较小的空隙率, 以保证在结合料的胶结作用下抗变形能力强、稳定性好且具有较高的强度。一组良好的集料组成,总是要求其空隙率最小,比表面的总和也不太大,空隙率最小是要保证集料本身最为紧密,从而具有较大的摩阻力,比表面的总和也不大,要使掺加料最为节约。
2 拌和过程控制
1)含水量。根据经验和多次试验结果表明,含水量宜比最佳含水量高1%左右。含水量过大时碾压较易发生严重粘轮,甚至 “弹簧”现象,压实后的表面出现麻坑和小片的剥落。含水量较小时不但难以碾压成型,也会因为水泥缺水而不能正常水解、水化, 使结构层不能形成强度,造成板体的松散。
2)水泥剂量。水泥稳定碎石的强度在很大程度上取决于水泥的用量,水泥剂量的控制也是以标准击实试验为依据的。在保证基层材料强度和稳定性的前提下,应采用尽可能少的水泥用量。
3摊铺过程控制
3.1 试验段铺设
在大规模的基层施工之前,应先试铺一段长100m左右的试验段, 以确定施工配合比、材料的松铺系数、摊铺速度、压实机具的组合、碾压工艺及合适的作业长度等一系列控制参数,找出可行、可靠和经济的标准施工方法。
3.2 摊铺
1)为保证水泥稳定碎石基层的平整度,应采用摊铺机施工。施工前应先检查摊铺机各部件运转情况,调整好传感器臂与导向控制线的关系,控制好基准钢丝绳的标高,以保证基层整体标高的正确性。2)摊铺机与拌合机的生产能力应相互匹配,以保证连续摊铺不中断。如因故中断,且在混合料的施工容许延迟时间之内不能恢复正常摊铺时, 应设置横向接缝,接缝面垂直于路基顶面。3)摊铺时尽量避免粗细集料离析现象,发现有离析现象时应设专人及时处理。两摊铺机梯队作业,搭接宽度不小于20cm,可减少拼缝处离析。
3.3 碾压
1)摊铺完成后,应及时进行碾压。碾压应遵循“先稳压,再振动” 及“先轻后重,先慢后快,先边后中”的原则进行。2)碾压段长度根据试验段的长度及气温情况来确定。正常碾压以50 m~ 60 m为宜,过短很难控制平整度。3)碾压过程中必须有专人指挥、监督,明确碾压分区、控制碾压速度、严格碾压工艺,杜绝漏压、过压及延迟碾压。控制好碾压速度和轮迹重叠宽度,避免表层出现波浪、推移( 混合料级配偏细较易出现)和明显轮迹。4)碾压结束后立即进行压实度检测, 对压实度不足处及时进行补压,确保混合料初凝前压实度达到设计要求。
4 养生控制
1)水泥稳定碎石水化反应需要水,因此及时养护显得非常重要。养生一般从水泥终凝后开始,可采用覆盖不透水的塑料薄膜或土工布洒水方式,养生期不少于7d。
2)合理的养生既是水泥稳定碎石强度的需要,同时又是避免和减少干缩裂缝的措施。如果铺筑后养生不及时或忽湿忽干,导致水分散失较快,干缩应力急剧增大而此时的抗应变能力还很低,就容易产生干缩裂缝。
3)养生期间应封闭交通,因为水泥稳定碎石中水泥用量少,其外表面较粗糙,耐磨性差,若不封闭交通,极易使外表面受损,出现“飞砂”现象。
5 施工中还应重视的其他方面
1)窨井。在摊铺水泥稳定碎石基层前,管线可以埋在土路基里, 而窨井暂且砌至土路基顶面平齐,在其顶面覆盖钢板或木板,保证摊铺机施工时平稳通过及压路机碾压顺利进行。碾压完成后,再挖除窨井上面的水泥稳定碎石,然后加高窨井,并在窨井四周用低标号混凝土补齐。
2)时间。水泥稳定碎石混合料从加水拌和到碾压终了的延迟时间对水泥稳定碎石混合料的强度和其所能达到的干密度有明显的影响。延迟时间过长,大于水泥的初凝时间,碾压时,就会破坏已形成的水泥胶体,影响压实度,而且已形成的水泥胶结体被破坏后就再不能發挥其胶凝作用,结果造成强度损失,因此碾压完成应控制在水泥初凝时间以内。
6 结语
水泥稳定碎石基层施工质量的控制虽然受到人员、机械、材料、气候和施工工艺等多种因素的综合影响,但只要严格按要求施工,完全能够保证工程质量。在道路基层的施工中,必须层层把关,严格要求, 进一步优化施工工艺,将水泥稳定碎石基层的施工质量提高到新的水平。
参考文献:
[1]中华人民共和国行业标准：《城镇道路工程施工与质量验收规范》（ CJJ1-2008）
[2]中华人民共和国行业标准：《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-2000）
关键词: 水泥稳定碎石，质量，控制
近年来,随着我国经济的快速发展,水泥稳定碎石在城市道路中也逐步得到应用。水泥稳定碎石是近几年兴起的新型材料,它是利用水泥的水硬性与级配碎石拌和、压实，并经进一步硬化而形成的一种半刚性路基结构,作为道路的主要承重层,它不仅具有良好的力学性能和整体性,而且早期强度较高,并随着龄期的增加而增长的特点。但若对其施工工艺特性不熟悉,施工质量控制不好,就很难发挥其应有的长处,甚至给工程留下隐患,造成不良后果,并直接影响到路面的使用性能。本文结合自己这几年的施工实践,提出控制水泥稳定碎石质量的相关要点。
1 原材料控制
1.1 水泥
1)水泥宜选用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等, 禁止使用快凝水泥、早强水泥以及其他受外界影响而变质的水泥。2)为使水泥稳定碎石具有足够的时间进行拌和、运输、摊铺和碾压,水泥应选用初凝时间大于3h,终凝时间不少于6h和标号适当的水泥。3)水泥应有出厂合格证与生产日期,复验合格方可使用, 水泥贮存期超过3个月或受潮, 应重新进行试验。
1.2 集料
1)粗集料应坚固、稳定,压碎值不大30%,有机质含量不超过2%, 硫酸盐含量不超过0.25%。碎石中含有有机质对水泥的胶结是很有害的,而硫酸盐能与结硬水泥中铝酸三钙结合产生硫酸铝酸钙, 这一新生物能膨胀,使原来的体积增大,从而破坏水泥稳定碎石的胶结,影响水泥稳定碎石的强度。2)粗集料的最大粒径不大于37.5mm, 超大粒径的石料颗粒较多时,在拌和、运输和摊铺过程中易产生不易拌匀和大小料分离现象。另外过多的大石子散布在结构层表面,石子不具保水作用,水分散失很快,致使水泥缺水,而无法水解、水化, 失去稳定作用,与细集料不能硬结为整体,导致混合料局部松散、强度低和不平整等质量缺陷。3)细集料中应严格控制0.5mm以下的含量, 因为0.5mm以下的细集料常带有一定的塑性指数,含量多会直接导致水泥稳定碎石干缩应变系数大,易产生裂缝,使强度降低。4)集料应具有良好的级配,使集料排列紧密,具有较小的空隙率, 以保证在结合料的胶结作用下抗变形能力强、稳定性好且具有较高的强度。一组良好的集料组成,总是要求其空隙率最小,比表面的总和也不太大,空隙率最小是要保证集料本身最为紧密,从而具有较大的摩阻力,比表面的总和也不大,要使掺加料最为节约。
2 拌和过程控制
1)含水量。根据经验和多次试验结果表明,含水量宜比最佳含水量高1%左右。含水量过大时碾压较易发生严重粘轮,甚至 “弹簧”现象,压实后的表面出现麻坑和小片的剥落。含水量较小时不但难以碾压成型,也会因为水泥缺水而不能正常水解、水化, 使结构层不能形成强度,造成板体的松散。
2)水泥剂量。水泥稳定碎石的强度在很大程度上取决于水泥的用量,水泥剂量的控制也是以标准击实试验为依据的。在保证基层材料强度和稳定性的前提下,应采用尽可能少的水泥用量。
3摊铺过程控制
3.1 试验段铺设
在大规模的基层施工之前,应先试铺一段长100m左右的试验段, 以确定施工配合比、材料的松铺系数、摊铺速度、压实机具的组合、碾压工艺及合适的作业长度等一系列控制参数,找出可行、可靠和经济的标准施工方法。
3.2 摊铺
1)为保证水泥稳定碎石基层的平整度,应采用摊铺机施工。施工前应先检查摊铺机各部件运转情况,调整好传感器臂与导向控制线的关系,控制好基准钢丝绳的标高,以保证基层整体标高的正确性。2)摊铺机与拌合机的生产能力应相互匹配,以保证连续摊铺不中断。如因故中断,且在混合料的施工容许延迟时间之内不能恢复正常摊铺时, 应设置横向接缝,接缝面垂直于路基顶面。3)摊铺时尽量避免粗细集料离析现象,发现有离析现象时应设专人及时处理。两摊铺机梯队作业,搭接宽度不小于20cm,可减少拼缝处离析。
3.3 碾压
1)摊铺完成后,应及时进行碾压。碾压应遵循“先稳压,再振动” 及“先轻后重,先慢后快,先边后中”的原则进行。2)碾压段长度根据试验段的长度及气温情况来确定。正常碾压以50 m~ 60 m为宜,过短很难控制平整度。3)碾压过程中必须有专人指挥、监督,明确碾压分区、控制碾压速度、严格碾压工艺,杜绝漏压、过压及延迟碾压。控制好碾压速度和轮迹重叠宽度,避免表层出现波浪、推移( 混合料级配偏细较易出现)和明显轮迹。4)碾压结束后立即进行压实度检测, 对压实度不足处及时进行补压,确保混合料初凝前压实度达到设计要求。
4 养生控制
1)水泥稳定碎石水化反应需要水,因此及时养护显得非常重要。养生一般从水泥终凝后开始,可采用覆盖不透水的塑料薄膜或土工布洒水方式,养生期不少于7d。
2)合理的养生既是水泥稳定碎石强度的需要,同时又是避免和减少干缩裂缝的措施。如果铺筑后养生不及时或忽湿忽干,导致水分散失较快,干缩应力急剧增大而此时的抗应变能力还很低,就容易产生干缩裂缝。
3)养生期间应封闭交通,因为水泥稳定碎石中水泥用量少,其外表面较粗糙,耐磨性差,若不封闭交通,极易使外表面受损,出现“飞砂”现象。
5 施工中还应重视的其他方面
1)窨井。在摊铺水泥稳定碎石基层前,管线可以埋在土路基里, 而窨井暂且砌至土路基顶面平齐,在其顶面覆盖钢板或木板,保证摊铺机施工时平稳通过及压路机碾压顺利进行。碾压完成后,再挖除窨井上面的水泥稳定碎石,然后加高窨井,并在窨井四周用低标号混凝土补齐。
2)时间。水泥稳定碎石混合料从加水拌和到碾压终了的延迟时间对水泥稳定碎石混合料的强度和其所能达到的干密度有明显的影响。延迟时间过长,大于水泥的初凝时间,碾压时,就会破坏已形成的水泥胶体,影响压实度,而且已形成的水泥胶结体被破坏后就再不能發挥其胶凝作用,结果造成强度损失,因此碾压完成应控制在水泥初凝时间以内。
6 结语
水泥稳定碎石基层施工质量的控制虽然受到人员、机械、材料、气候和施工工艺等多种因素的综合影响,但只要严格按要求施工,完全能够保证工程质量。在道路基层的施工中,必须层层把关,严格要求, 进一步优化施工工艺,将水泥稳定碎石基层的施工质量提高到新的水平。
参考文献:
[1]中华人民共和国行业标准：《城镇道路工程施工与质量验收规范》（ CJJ1-2008）
[2]中华人民共和国行业标准：《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-2000）