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摘要：水泥稳定碎石基层在道路工程施工中较为复杂,施工质量往往得不到保证,随着科学技术的不断进步,新的生产设备的出现,施工工艺不断成熟,必将使水泥稳定碎石基层的质量得到保证。
关键词： 基层施工质量控制质量监测
Abstract: on the base of the cement stable macadam road project construction is relatively complex, often hard to ensure the construction quality, with the improvement of science and technology, the emergence of new production equipment, construction technology is mature, will make the quality of the cement stable macadam guaranteed.
Keywords: basic construction quality control quality monitoring
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
1水泥稳定碎石基层的质量评定标准
如何评定水泥稳定碎石基层质量,依照JTJ071-98《公路工程质量检验评定标准》检测的项目有压实度、平整度、纵断面高程、宽度、横坡和强度等指标。
水泥稳定碎石基层的施工由于其特有的水泥水化硬化作用,容易产生温缩、干缩裂缝,施工工艺要求较高,但是由于水泥稳定碎石具有强度高、水稳性好的特点,能与高级公路日益提高的设计承载能力相适应,因此得到越来越广泛的应用。只有在严格控制好原材料质量的前提下,做好配合比设计环节,并在施工过程中实事求是的做好现场试验检测工作,才能完成高质量的水稳基层建设。本文结合工程实践主要讨论水泥稳定碎石基层压实度、平整度及厚度进行探讨。
2水泥稳定碎石施工中的质量控制
水泥稳定碎石施工控制的主要内容包括:加强集料的组织管理,保证集料级配与试验室的相符、水泥剂量准确,保持基层材料强度的均匀性,控制碾压层的厚度和含水量,提高基层的压实度和整体性,并注意合理的养生。质量控制的关键在于:①严格控制混合料级配、水泥剂量及含水量;②确定合适的碾压程序,保证压实效果,达到较高的密实度;③及时养生以防产生早期裂缝。采用的具体措施应包括以下几个方面:
2.1材料的组成设计。
首先是材料的选择。在满足规范基本要求的情况下,尽量选择含泥量较小、结构致密、吸水率小、弹性模量较大的集料。水泥稳定碎石基层的干缩应变与材料的塑性指数有关。含泥量越大,塑性指数越高,基层的干缩应变越大。对于水泥的选用,一般来说,采用C3A含量小、细度较粗、石膏及SO3含量适当的水泥对减小收缩有利。其次是配合比设计。集料级配对混合料,特别是水泥混合料的强度有显著影响,应通过级配的合理调整,根据具体情况确定集料级配,尽可能采用骨架密实型结构,减少水泥含量,降低单方用水量,增加粗骨料的相对含量,限制细料含量。
2.2拌和厂的组织管理。
拌和厂的任务是根据室内确定的各种不同粒级矿料的配合比,特别是规定的级配范围、结合料剂量和最佳含水量拌制均匀的混合料。
首先是对于集料的组织管理,主要在于2个方面:①对于石料厂的管理,主要是维持石料生产的连续性和稳定性,尽可能与特定的厂矿建立稳定的联系;②对于拌和站集料的管理,建立不同规格集料的进场验收制度,对于不同粒级的集料分别堆放,加强不同规格集料的堆放管理;一般集料堆不要过大,以防集料产生离析;对于细集料必须要覆盖避雨;拌和站场地必须硬化。其次是严格控制水泥剂量和用水量。用水量难以控制是目前绝大多数拌和机难于生产出良好质量半刚性材料的重要原因。许多拌和机的加水装置往往就是一根橡皮管和一个阀门开关,因此建议派专人负责向拌和室加水,适当调整加水量。严格控制碾压时的含水量是提高基层抗干燥收缩开裂性能的重要措施之一。
另外就是加强设备管理和人员培训。加强操作工人的质量意识,保证搅拌过程的规范性;定期对搅拌机的计量装置进行检定,确保其计量精度。
2.3施工现场控制。
应要求采用摊铺机摊铺混合料,保证基层厚度符合设计,并达到要求的压实度。延迟压实、过度碾压或碾压不足均对水泥稳定基层产生不利影响。对于水泥稳定混合料,延迟时间越长,其压实度及强度损失越大。水泥水化反应到达一定时间后,水泥胶结作用使水泥稳定基层强度初步形成,此时若再进行碾压或过度碾压,将使水泥稳定基层表面产生薄面剪切和整体强度下降。同时,未充分压实的混合料可导致局部区域孔隙率偏高,从而不仅影响基层强度,还影响抗冻性、温缩性能和干缩性能以及抗疲劳性能。因此在基层施工时,一定要保证有足够的压实度以减少基层裂缝的产生。
3水泥稳定碎石基层施工的质量监测
水泥稳定碎石基层施工质量管理包括2方面的内容:①对生产过程进行控制,以生产出合格的混合料;②对路面混凝土的压实度进行控制和检测压实后的基层质量。因此,有必要强调对各原材料质量的初始检测和定期测试以及对混合料特性与压实度的系统测定、记录与统计。
对于试验和生产的质量管理,笔者认为应该采用质量管理图进行控制。尽管目前对半刚性基层的配合比设计时已经考虑了强度离散性的问题,然而在实际施工中并没有采用类似措施建立各种原材料的质量管理图。许多工程往往只采用单一的试验结果就决定施工配合比,而由于偶然和系统因素,这种试验结果不一定具有代表性,并且由于水泥稳定碎石强度测定的滞后性,经常造成质量事故。质量管理图的使用将可以弥补这方面的不足,判断生产过程是否处于控制状态。
以下以质量管理图中的一种X—R管理图对某一规格粗集料的控制来说明这一方法的重要性和使用方法,笔者建议可以采用棱角系数为控制粗集料级配的指标。所谓棱角系数即以67减去按规定的方法将集料填满容器时,固体体积所占的百分数。棱角系数可反映集料的颗粒形状对堆积密度的影响,棱角系数越大,堆积时的空隙率越大。质量管理图的形式见图1,分析过程如下:①由材料堆积体中取出一盘样品,采用四分法取其对角线部分的两份材料,做两次试验,测定Xi值(样品的棱角系数),根据已有检测值,数据个数至少为20~30个,计算样本平均值X和样本均方差σ。
②计算子样平均值X的控制界限线。控制上(UCL)、下限(LCL)分别为X+3σ及X-3σ。
③计算极差R的控制界限值,根据已测值(样本数多于10个),计算子样的极差R和样本平均极差R。极差的控制上(UCL)、下限(LCL)分别为R
是与子样容量有关的系数,可查表得出。
④绘制分析用管理图。
⑤以取样日期为横坐标,将现场抽取容量为n的子样,计算得X和R分别点绘在X-R管理图上,如出现出界点则表明有所异常,应立即查明原因,采取相应措施,其中包括配合比的调整。
4结语
水泥稳定碎石基层的质量与施工工艺水平、施工组织管理密切相关。只有通过各方面的重视和控制,一种均匀、密实、强度和厚度等各项指标都能满足规范要求的水稳基层才能真正实现。加强施工过程的监测对于改善水泥稳定碎石的质量具有事半功倍的效果。只有通过认真设计和严格施工,积极应用新技术、新材料,可能包括混合料准确计量设备、压实度动态监測仪、无损检测、补偿收缩剂等,同时规范施工管理,完善质量管理方法,才能充分发挥水泥稳定碎石基层的优势,提高路面的使用性能和延长使用寿命,逐步提高和完善我国的公路建设水平。
关键词： 基层施工质量控制质量监测
Abstract: on the base of the cement stable macadam road project construction is relatively complex, often hard to ensure the construction quality, with the improvement of science and technology, the emergence of new production equipment, construction technology is mature, will make the quality of the cement stable macadam guaranteed.
Keywords: basic construction quality control quality monitoring
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
1水泥稳定碎石基层的质量评定标准
如何评定水泥稳定碎石基层质量,依照JTJ071-98《公路工程质量检验评定标准》检测的项目有压实度、平整度、纵断面高程、宽度、横坡和强度等指标。
水泥稳定碎石基层的施工由于其特有的水泥水化硬化作用,容易产生温缩、干缩裂缝,施工工艺要求较高,但是由于水泥稳定碎石具有强度高、水稳性好的特点,能与高级公路日益提高的设计承载能力相适应,因此得到越来越广泛的应用。只有在严格控制好原材料质量的前提下,做好配合比设计环节,并在施工过程中实事求是的做好现场试验检测工作,才能完成高质量的水稳基层建设。本文结合工程实践主要讨论水泥稳定碎石基层压实度、平整度及厚度进行探讨。
2水泥稳定碎石施工中的质量控制
水泥稳定碎石施工控制的主要内容包括:加强集料的组织管理,保证集料级配与试验室的相符、水泥剂量准确,保持基层材料强度的均匀性,控制碾压层的厚度和含水量,提高基层的压实度和整体性,并注意合理的养生。质量控制的关键在于:①严格控制混合料级配、水泥剂量及含水量;②确定合适的碾压程序,保证压实效果,达到较高的密实度;③及时养生以防产生早期裂缝。采用的具体措施应包括以下几个方面:
2.1材料的组成设计。
首先是材料的选择。在满足规范基本要求的情况下,尽量选择含泥量较小、结构致密、吸水率小、弹性模量较大的集料。水泥稳定碎石基层的干缩应变与材料的塑性指数有关。含泥量越大,塑性指数越高,基层的干缩应变越大。对于水泥的选用,一般来说,采用C3A含量小、细度较粗、石膏及SO3含量适当的水泥对减小收缩有利。其次是配合比设计。集料级配对混合料,特别是水泥混合料的强度有显著影响,应通过级配的合理调整,根据具体情况确定集料级配,尽可能采用骨架密实型结构,减少水泥含量,降低单方用水量,增加粗骨料的相对含量,限制细料含量。
2.2拌和厂的组织管理。
拌和厂的任务是根据室内确定的各种不同粒级矿料的配合比,特别是规定的级配范围、结合料剂量和最佳含水量拌制均匀的混合料。
首先是对于集料的组织管理,主要在于2个方面:①对于石料厂的管理,主要是维持石料生产的连续性和稳定性,尽可能与特定的厂矿建立稳定的联系;②对于拌和站集料的管理,建立不同规格集料的进场验收制度,对于不同粒级的集料分别堆放,加强不同规格集料的堆放管理;一般集料堆不要过大,以防集料产生离析;对于细集料必须要覆盖避雨;拌和站场地必须硬化。其次是严格控制水泥剂量和用水量。用水量难以控制是目前绝大多数拌和机难于生产出良好质量半刚性材料的重要原因。许多拌和机的加水装置往往就是一根橡皮管和一个阀门开关,因此建议派专人负责向拌和室加水,适当调整加水量。严格控制碾压时的含水量是提高基层抗干燥收缩开裂性能的重要措施之一。
另外就是加强设备管理和人员培训。加强操作工人的质量意识,保证搅拌过程的规范性;定期对搅拌机的计量装置进行检定,确保其计量精度。
2.3施工现场控制。
应要求采用摊铺机摊铺混合料,保证基层厚度符合设计,并达到要求的压实度。延迟压实、过度碾压或碾压不足均对水泥稳定基层产生不利影响。对于水泥稳定混合料,延迟时间越长,其压实度及强度损失越大。水泥水化反应到达一定时间后,水泥胶结作用使水泥稳定基层强度初步形成,此时若再进行碾压或过度碾压,将使水泥稳定基层表面产生薄面剪切和整体强度下降。同时,未充分压实的混合料可导致局部区域孔隙率偏高,从而不仅影响基层强度,还影响抗冻性、温缩性能和干缩性能以及抗疲劳性能。因此在基层施工时,一定要保证有足够的压实度以减少基层裂缝的产生。
3水泥稳定碎石基层施工的质量监测
水泥稳定碎石基层施工质量管理包括2方面的内容:①对生产过程进行控制,以生产出合格的混合料;②对路面混凝土的压实度进行控制和检测压实后的基层质量。因此,有必要强调对各原材料质量的初始检测和定期测试以及对混合料特性与压实度的系统测定、记录与统计。
对于试验和生产的质量管理,笔者认为应该采用质量管理图进行控制。尽管目前对半刚性基层的配合比设计时已经考虑了强度离散性的问题,然而在实际施工中并没有采用类似措施建立各种原材料的质量管理图。许多工程往往只采用单一的试验结果就决定施工配合比,而由于偶然和系统因素,这种试验结果不一定具有代表性,并且由于水泥稳定碎石强度测定的滞后性,经常造成质量事故。质量管理图的使用将可以弥补这方面的不足,判断生产过程是否处于控制状态。
以下以质量管理图中的一种X—R管理图对某一规格粗集料的控制来说明这一方法的重要性和使用方法,笔者建议可以采用棱角系数为控制粗集料级配的指标。所谓棱角系数即以67减去按规定的方法将集料填满容器时,固体体积所占的百分数。棱角系数可反映集料的颗粒形状对堆积密度的影响,棱角系数越大,堆积时的空隙率越大。质量管理图的形式见图1,分析过程如下:①由材料堆积体中取出一盘样品,采用四分法取其对角线部分的两份材料,做两次试验,测定Xi值(样品的棱角系数),根据已有检测值,数据个数至少为20~30个,计算样本平均值X和样本均方差σ。
②计算子样平均值X的控制界限线。控制上(UCL)、下限(LCL)分别为X+3σ及X-3σ。
③计算极差R的控制界限值,根据已测值(样本数多于10个),计算子样的极差R和样本平均极差R。极差的控制上(UCL)、下限(LCL)分别为R
是与子样容量有关的系数,可查表得出。
④绘制分析用管理图。
⑤以取样日期为横坐标,将现场抽取容量为n的子样,计算得X和R分别点绘在X-R管理图上,如出现出界点则表明有所异常,应立即查明原因,采取相应措施,其中包括配合比的调整。
4结语
水泥稳定碎石基层的质量与施工工艺水平、施工组织管理密切相关。只有通过各方面的重视和控制,一种均匀、密实、强度和厚度等各项指标都能满足规范要求的水稳基层才能真正实现。加强施工过程的监测对于改善水泥稳定碎石的质量具有事半功倍的效果。只有通过认真设计和严格施工,积极应用新技术、新材料,可能包括混合料准确计量设备、压实度动态监測仪、无损检测、补偿收缩剂等,同时规范施工管理,完善质量管理方法,才能充分发挥水泥稳定碎石基层的优势,提高路面的使用性能和延长使用寿命,逐步提高和完善我国的公路建设水平。