论文部分内容阅读
摘要：水泥稳定碎石基层的使用性能受施工过程中变异性的影响很大。本文以南港工业园区内道路施工现场压实度调查为基础，分析了压实度的变异性以及压实度变异的影响因素，并研究提出了防治压实度变异措施。
关键词：水泥稳定碎石、施工变异、压实度、防治措施
Abstract: the performance of cement stabilized macadam base was decided by the construction of a great variability. In this paper, On the survey-based analysis of variability in the degree of compaction in Nan-gang Industrial Park road construction site, degree of compaction and mixture gradation, analyzed the variability in the degree of compaction, and factors affecting the variation degree of compaction. Furthermore, the study proposed measures to combat compaction variations.
Keywords: Cement stabilized crushed stone, Construction variability, Degree of compaction, Control measures.
0．前言
隨着水泥稳定碎石材料广泛地应用到公路路面基层，设计单位和施工单位积累了丰富的经验，但是在使用中仍然存在一些问题【1】【2】【3】。在实际施工过程中，水泥稳定碎石施工的变异削弱了基层结构强度，加剧基层的早期损坏。
本文以南港工业园区内道路为工程依托，通过现场压实度调查，分析压实度的变异性，在此基础上，分析压实度变异的影响因素，研究防治压实度变异措施，为水泥稳定碎石基层施工提供技术指导。
1．压实度的变异性
压实是保证工程质量的重要手段之一【4】。压实度除了受含水量影响外，还与压实机械的选择、压实工艺等有关。压实度包含了原材料品质、混合料配合比误差、摊铺和碾压工艺缺陷等众多信息，在施工过程中应重视压实度检测【5】【6】。表1为现场压实度的检测数据统计结果。
表1现场压实度变异分析表
项目 样本数（个） 最大值
（%） 最小值
（%） 平均值
（%） 标准偏差（%） 变异系数(%)
数值 134 102.1 96.1 99.3 1.71 1.72
从表1可以看出，压实度的变异系数为1.72%，平均值在98%～100%之间。从最小值来看小于规范要求。另外，由于子样数目较大，即使是1.72%的变异系数则压实度实测值也可能超出规范要求范围。
2．压实度变异的影响因素
（1）碾压时含水量对压实度变异的影响
击实试验表明，混合料的含水量对压实度有较大的影响，在相同的压实功，不同的含水量存在不同的压实度。因此，在同样的碾压工艺条件下，碾压时混合料含水量的变异将影响压实度的变异。
（2）碾压速度对压实度变异的影响
碾压速度影响振动轮对单位面积内材料的压实时间。碾压速度低时，单位面积内的振动次数比碾压速度高时要多，因而作用在被压材料上的能量，前者多于后者。实际上，传递到被压材料层内的能量与碾压速度成反比，假定使碾压材料层达到规定的密实度所需的压实能量不变，则碾压速度加倍时，碾压次数大致也要加倍。碾压速度和碾压遍数对水泥稳定碎石压实度的关系如图1所示。
图1碾压速度和碾压遍数对压实度的影响
从图1可以看出，为了达到同样的压实度，碾压速度愈高，所需的碾压遍数就愈多，在相同的碾压遍数下，碾压速度愈高，压实度愈小，在达到一定的碾压遍数后，碾压遍数的增加并不能增大压实度，有时反而会使压实度减小。因此，实际施工过程中，如果不能保证预先选择的碾压速度，就会对压实度产生较大的影响，从而引起压实度的变异。
（3）摊铺层厚度的影响
当摊铺的厚度不均匀时，采用同样的碾压方式对不同厚度的混合料就无法保证相同的压实度，必然造成厚的地方压实度低，薄的地方压实度高的现象。
3．防治压实度变异措施
（1）确保碾压时混合料的含水量
在碾压方式不变的情况下，保证碾压时混合料的含水量在一定的范围是减小压实度变异的重要措施。实际上碾压时混合料含水量保持最佳值是一种理想状态，根据施工条件碾压时混合料的含水量可以适当大于最佳值，施工技术规范推荐范围是+1%～+2%，施工实践中发现含水量在这个范围内有时出现粘轮现象，所以比最佳值大多少合适应该根据材料情况和碾压时气温、空气湿度通过现场试验确定。
（2）选择适宜的碾压机械组合
根据碾压机械和摊铺层厚度，通过试验路确定适宜的碾压机械组合，在保证压实度合格的前提下，减小压实度的变异。
（3）确保碾压方式的一致性
碾压方式确定以后应严格按照要求施工，在施工机械、材料和碾压厚度不变的情况下，应该保证碾压方式的一致性。
保证碾压遍数不变：以红旗路实体工程为例，试验路确定的碾压遍数是振动碾压6遍，施工过程中，施工单位发现当振动碾压5遍时压实度也满足要求，就改为振动碾压5遍，然而，后来发现碾压5遍有的地方压实度不足，于是就重复碾压。这样更改碾压遍数给压实度的变异带来隐患，同时当碾压遍数更改后压实度不合格再重复碾压也影响工程进度。
保证匀速碾压：由于碾压速度与生产率有关，所以施工时为了提高生产率，施工单位会提高碾压速度，这样就不能保证碾压速度的均匀性，碾压速度不均匀不仅会导致压实度不足，而且还会引起压实度变异。
（4）确保混合料级配接近设计级配的中值
压实度与混合料级配存在一定相关性，施工时要特别注意4.75mm以下筛孔的通过率，通过率过小影响压实同时还影响混合料的均匀性，细集料含量过多会增加裂缝，因此，细集料的通过率应该靠近设计级配或规定级配中值。
（5）保证摊铺层厚度的均匀性
在保证厚度满足要求的前提下，还要保证厚度的均匀性，这样才能保证不会因厚度的不均引起压实度的变异。
4．结语
（1）压实度除了受含水量影响外，还与压实机械的选择、压实工艺等有关。压实度包含了原材料品质、混合料配合比误差、摊铺和碾压工艺缺陷等众多信息。施工过程中压实度不同程度地存在变异。
（2）为了达到同样的压实度，碾压速度愈高，所需的碾压遍数就愈多，在相同的碾压遍数下，碾压速度愈高，压实度愈小。在达到一定的碾压遍数后，碾压遍数的增加并不能增大压实度，有时反而会使压实度减小。
（3）确保碾压时混合料的含水量、选择适宜的碾压机械组合、保证碾压方式的一致性、合理控制混合料从加水拌和到碾压成型时间、确保混合料级配接近设计级配的中值以及保证摊铺层厚度的均匀性可有效防治压实度的变异。
参考文献
[1] 沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面.北京：人民交通出版社，1998．
[2] 肖秋生．半刚性基层施工变异性分析．广东土木与建筑，2004（1）．
[3] 胡力群、牛刚．骨架密实结构水泥稳定碎石离析原因及改善措施．筑路机械与施工机械化，2005（12）．
[4] 中华人民共和国行业标准JTJ034-93.公路路面基层施工技术规范.北京：人民交通出版社，2000．
[5] 沙庆林．水泥稳定土基层与底基层．北京：人民交通出版社，1981．
[6] 陈少幸、张肖宁．水泥稳定碎石基层水泥剂量检测及控制．公路工程与运输，2004（6）．
关键词：水泥稳定碎石、施工变异、压实度、防治措施
Abstract: the performance of cement stabilized macadam base was decided by the construction of a great variability. In this paper, On the survey-based analysis of variability in the degree of compaction in Nan-gang Industrial Park road construction site, degree of compaction and mixture gradation, analyzed the variability in the degree of compaction, and factors affecting the variation degree of compaction. Furthermore, the study proposed measures to combat compaction variations.
Keywords: Cement stabilized crushed stone, Construction variability, Degree of compaction, Control measures.
0．前言
隨着水泥稳定碎石材料广泛地应用到公路路面基层，设计单位和施工单位积累了丰富的经验，但是在使用中仍然存在一些问题【1】【2】【3】。在实际施工过程中，水泥稳定碎石施工的变异削弱了基层结构强度，加剧基层的早期损坏。
本文以南港工业园区内道路为工程依托，通过现场压实度调查，分析压实度的变异性，在此基础上，分析压实度变异的影响因素，研究防治压实度变异措施，为水泥稳定碎石基层施工提供技术指导。
1．压实度的变异性
压实是保证工程质量的重要手段之一【4】。压实度除了受含水量影响外，还与压实机械的选择、压实工艺等有关。压实度包含了原材料品质、混合料配合比误差、摊铺和碾压工艺缺陷等众多信息，在施工过程中应重视压实度检测【5】【6】。表1为现场压实度的检测数据统计结果。
表1现场压实度变异分析表
项目 样本数（个） 最大值
（%） 最小值
（%） 平均值
（%） 标准偏差（%） 变异系数(%)
数值 134 102.1 96.1 99.3 1.71 1.72
从表1可以看出，压实度的变异系数为1.72%，平均值在98%～100%之间。从最小值来看小于规范要求。另外，由于子样数目较大，即使是1.72%的变异系数则压实度实测值也可能超出规范要求范围。
2．压实度变异的影响因素
（1）碾压时含水量对压实度变异的影响
击实试验表明，混合料的含水量对压实度有较大的影响，在相同的压实功，不同的含水量存在不同的压实度。因此，在同样的碾压工艺条件下，碾压时混合料含水量的变异将影响压实度的变异。
（2）碾压速度对压实度变异的影响
碾压速度影响振动轮对单位面积内材料的压实时间。碾压速度低时，单位面积内的振动次数比碾压速度高时要多，因而作用在被压材料上的能量，前者多于后者。实际上，传递到被压材料层内的能量与碾压速度成反比，假定使碾压材料层达到规定的密实度所需的压实能量不变，则碾压速度加倍时，碾压次数大致也要加倍。碾压速度和碾压遍数对水泥稳定碎石压实度的关系如图1所示。
图1碾压速度和碾压遍数对压实度的影响
从图1可以看出，为了达到同样的压实度，碾压速度愈高，所需的碾压遍数就愈多，在相同的碾压遍数下，碾压速度愈高，压实度愈小，在达到一定的碾压遍数后，碾压遍数的增加并不能增大压实度，有时反而会使压实度减小。因此，实际施工过程中，如果不能保证预先选择的碾压速度，就会对压实度产生较大的影响，从而引起压实度的变异。
（3）摊铺层厚度的影响
当摊铺的厚度不均匀时，采用同样的碾压方式对不同厚度的混合料就无法保证相同的压实度，必然造成厚的地方压实度低，薄的地方压实度高的现象。
3．防治压实度变异措施
（1）确保碾压时混合料的含水量
在碾压方式不变的情况下，保证碾压时混合料的含水量在一定的范围是减小压实度变异的重要措施。实际上碾压时混合料含水量保持最佳值是一种理想状态，根据施工条件碾压时混合料的含水量可以适当大于最佳值，施工技术规范推荐范围是+1%～+2%，施工实践中发现含水量在这个范围内有时出现粘轮现象，所以比最佳值大多少合适应该根据材料情况和碾压时气温、空气湿度通过现场试验确定。
（2）选择适宜的碾压机械组合
根据碾压机械和摊铺层厚度，通过试验路确定适宜的碾压机械组合，在保证压实度合格的前提下，减小压实度的变异。
（3）确保碾压方式的一致性
碾压方式确定以后应严格按照要求施工，在施工机械、材料和碾压厚度不变的情况下，应该保证碾压方式的一致性。
保证碾压遍数不变：以红旗路实体工程为例，试验路确定的碾压遍数是振动碾压6遍，施工过程中，施工单位发现当振动碾压5遍时压实度也满足要求，就改为振动碾压5遍，然而，后来发现碾压5遍有的地方压实度不足，于是就重复碾压。这样更改碾压遍数给压实度的变异带来隐患，同时当碾压遍数更改后压实度不合格再重复碾压也影响工程进度。
保证匀速碾压：由于碾压速度与生产率有关，所以施工时为了提高生产率，施工单位会提高碾压速度，这样就不能保证碾压速度的均匀性，碾压速度不均匀不仅会导致压实度不足，而且还会引起压实度变异。
（4）确保混合料级配接近设计级配的中值
压实度与混合料级配存在一定相关性，施工时要特别注意4.75mm以下筛孔的通过率，通过率过小影响压实同时还影响混合料的均匀性，细集料含量过多会增加裂缝，因此，细集料的通过率应该靠近设计级配或规定级配中值。
（5）保证摊铺层厚度的均匀性
在保证厚度满足要求的前提下，还要保证厚度的均匀性，这样才能保证不会因厚度的不均引起压实度的变异。
4．结语
（1）压实度除了受含水量影响外，还与压实机械的选择、压实工艺等有关。压实度包含了原材料品质、混合料配合比误差、摊铺和碾压工艺缺陷等众多信息。施工过程中压实度不同程度地存在变异。
（2）为了达到同样的压实度，碾压速度愈高，所需的碾压遍数就愈多，在相同的碾压遍数下，碾压速度愈高，压实度愈小。在达到一定的碾压遍数后，碾压遍数的增加并不能增大压实度，有时反而会使压实度减小。
（3）确保碾压时混合料的含水量、选择适宜的碾压机械组合、保证碾压方式的一致性、合理控制混合料从加水拌和到碾压成型时间、确保混合料级配接近设计级配的中值以及保证摊铺层厚度的均匀性可有效防治压实度的变异。
参考文献
[1] 沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面.北京：人民交通出版社，1998．
[2] 肖秋生．半刚性基层施工变异性分析．广东土木与建筑，2004（1）．
[3] 胡力群、牛刚．骨架密实结构水泥稳定碎石离析原因及改善措施．筑路机械与施工机械化，2005（12）．
[4] 中华人民共和国行业标准JTJ034-93.公路路面基层施工技术规范.北京：人民交通出版社，2000．
[5] 沙庆林．水泥稳定土基层与底基层．北京：人民交通出版社，1981．
[6] 陈少幸、张肖宁．水泥稳定碎石基层水泥剂量检测及控制．公路工程与运输，2004（6）．