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摘要:文章对水泥稳定粒料的配合比设计、施工流程和试验检测等方面进行阐述,并且探讨了混合料中水泥剂量与无侧限抗压强度之间的关系。
关键词:水泥稳定粒料;无侧限饱水抗压强度;压实度;材料级配
中图分类号:U416.214 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)20-0131-02
水泥稳定粒料以其良好的力学性能和稳定性及抗冻性等优点,被广泛用于修建等级较高的公路、城市道路路面的基层或底基层。宜昌市一些主干道的基层或底基层也多数采用水泥稳定粒料结构层。下面以我公司承建的宜昌市体育场路延伸段市政工程水泥稳定粒料基层的施工为例,来探讨一下水泥稳定粒料的施工与试验检测。
1工程概况
宜昌市体育场路延伸段市政工程是2007年宜昌市的一项重点工程,起点为绿萝路,终点为西陵二路,道路全长574.3 m。道路横断面形式为:3.5 m人行道+1.5 m绿化带+15 m车行道+1.5 m绿化带+3.5 m人行道,双向四车道。道路结构层从下往上依次为:20 cm厚3%水泥稳定层+20 cm厚4%水泥稳定层+20 cm厚5%水泥稳定层+7.5 cm厚AC-20C沥青砼下面层+4.5 cm厚AC-13C改性沥青砼上面层。
2水稳层配合比设计
2.1原材料选用
水泥作为唯一的稳定剂,其质量十分重要。施工应选用终凝时间较长(宜在6 h以上)、强度等级为32.5 MPa的水泥。为使稳定碎石有足够的时间进行拌和、运输、摊铺、碾压,不应使用快凝水泥、早强水泥以及受潮变质水泥,使用前必须对水泥进行复试。本工程使用的当阳城堡水泥厂生产的32.5 MPa强度等级的普通硅酸盐水泥。
集料采用3种单粒级经经混合组合成连续级配,其中1#料为10～25 mm碎石、2#料为5～10 mm碎石、3#料为0～5 mm碎石。
混合料拌合用水采用自来水。
2.2混合料组成设计
①因为设计图纸已确定水泥剂量为3%、4%和5%,试验室只能对3种集料的比例进行调整、试配、筛分,最终确定一组符合规定组成范围的掺配比例。试验室初步拟定了3种方案,具体掺配比例见表1。
然后将3种集料按拟定的比例混合,分别进行筛分,筛分结果见表2。
根据筛分结果分析,只有方案C的级配曲线落在标准级配范围内,所以最终确定原材料中各种规格碎石的用量比例为:1#料:2#料:3#料=40:25:35(%)。
②将配好的集料分别掺入3%、4%、5%的水泥,形成3个样品,分别对每个样品进行击实试验(求出最佳含水量和最大干密度)和无侧限抗压强度试验(7天饱水抗压强度),试验结果如表3。
通过上表我们可以看到3%、4%、5%水泥含量的所有试件7天饱水平均抗压强度均达到设计要求,且随着水泥含量的提高,强度富余值越大。由此可见,水泥含量对水泥稳定粒料基层的强度起着至关重要的作用。
3混合料的拌和、摊铺、碾压、养生
混合料的拌和、摊铺、碾压、检测、养生的工艺流程如图1所示。
3.1混合料的拌和
根据技术规范要求,混合料采取集中搅拌站拌制。拌和过程中各种材料严格计量,严格按试验确定的配合比进行。特别应严格控制水泥剂量,水泥剂量过少,不能保证基层施工质量;过多则容易引起基层表面裂纹增多且不经济。实际水泥剂量可比室内试验的水泥剂量增加0.5%(考虑现场与室内试验的条件差),混合料采用强力式搅拌机拌和,拌和时间不少于60 s,拌和过程中还应重视含水量的影响,考虑混合料在运输、摊铺、碾压过程中的水分损失,拌和含水量应根据原材料含水量、天气、现场施工经验进行稍微调整。
3.2混合料的运输、摊铺
①运输。混合料宜采用大吨位车辆运输,并尽量缩短运距,修建好运输通道,减少中途停车及颠簸,避免混合料凝固或离析,并根据天气情况考虑做好防止水分丧失的措施。总之,应作好施工组织安排,做到随拌随铺。
②摊铺。混合料摊铺前应对土基的高程、宽度、横坡进行全面检查,对于不合格的要坚决处理。摊铺前应对土基进行全面清理,确保土基干净。
摊铺前应准确进行施工放样,按每幅摊铺宽度准确放出轴线及高程,内外侧直线段每20 m各放一个桩,曲线段每10 m各放一个桩,桩上用红油漆划出压实后的基层高程。
为确保摊铺的质量和减少接缝,基层采用摊铺机摊铺混合料。现场试验人员应随时检查运至现场的混合料的配比及含水量,并及时将情况反馈到拌和站。通过试验段确定虚铺系数,摊铺时要严格控制虚铺系数,随时检查松铺厚度,如与试验数据不符,要及时进行调整。同时摊铺机两边各派一人消除粗细集料分离现象,如果发现粗集料成窝应予铲除,并用新拌和的混合料填补。采用人工填补时,不能扬铲。此项工作必须在碾压前完成,严禁薄层找平。
接缝:本工程为双向四车道,在施工过程中为尽量减少纵向接缝,按道路中心线划分为左右两幅进行摊铺。在摊铺过程中若因故中断时间较长,应设置横向接缝。对横向接缝,人工将末段含水量合适的混合料弄整齐,紧靠混合料放两根方木,方木的高度与混合料的压实厚度相同,整平紧靠方木的混合料,碾压密度。重新摊铺混合料前,将方木取出,将下承层顶面清扫干净。施工纵向接缝必须垂直,严禁斜接,纵向接缝处理方法同横向接缝。养生结束后,在摊铺另一幅之前拆除支撑木。
③压实。本工程共安排18 t轮胎压路机二台、40 t振动压路机二台。先用轮胎压路机初压一遍,基本整平,再用振动压路机碾压两遍(带振),最后用轮胎压路机碾压一遍。静压速度为1.5 km/h,振压速度2 km/h,碾压时轮迹重叠不小于1/2轮宽。遵循先轻后重、先两边后中间的原则,严禁在已完成或还在碾压的路段上“调头”和“急刹车”。
④养生。每段碾压完成并经压实度检查合格后应立即开始养生,养生采取覆盖洒水湿养,洒水要均匀、充足,确保养生期间水泥稳定混合料始终保持湿润。养生期不少于7天。
⑤检测试验。对水泥稳定粒料混合料的质量检测从两个方面控制:压实度检测和无侧限饱水抗压强度检测。
压实度:采用灌砂试验法,根据规范要求,每1000m2检测3个点。为了配合现场指导施工,采用酒精燃烧法测出混合料的含水量,现场计算压实度,判断是否达到标准。如不合格,则立即要求压实机械继续碾压,直到满足要求为止。
无侧限饱和抗压强度:在混合料运到施工现场后随机取样,然后送至试验室成型试件。试件在标准养护条件下养护6 d,饱水1 d后进行试压检测无侧限抗压强度。
为了更好的控制混合料的配合比及拌和情况,还需做水泥剂量测定(EDTA滴定法),判断水泥剂量是否达标或者搅拌是否均匀,以此来调整配合比和拌和时间,这样才能确保基层的施工质量。
4结 语
通过对宜昌市体育场路延伸段市政工程水泥稳定碎石基层的施工经验,总结出以下几点说明:
①对水泥稳定层的施工一定要控制原材料的质量及混合料的组成设计、拌和、运输、摊铺、养生、试验检测等环节,合理组织施工,强化管理,才能确保工程质量,满足规范的要求。宜昌市体育场路延伸段市政工程还被评为湖北省优质工程。
②进行水泥稳定粒料基层设计时,建议设计单位只须提供混合料中水泥剂量的范围或者饱水抗压强度要求,具体水泥剂量由施工单位通过试验确定,而不必两者都进行限定,以免造成因水泥剂量偏高导致资源浪费,或者因水泥剂量偏低出现强度不满足要求的情况。
参考文献:
[1] 郝玉琴,杨建华.水泥稳定粒料基层施工质量控制[J].黑龙 江交通科技,2006,(2).
关键词:水泥稳定粒料;无侧限饱水抗压强度;压实度;材料级配
中图分类号:U416.214 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)20-0131-02
水泥稳定粒料以其良好的力学性能和稳定性及抗冻性等优点,被广泛用于修建等级较高的公路、城市道路路面的基层或底基层。宜昌市一些主干道的基层或底基层也多数采用水泥稳定粒料结构层。下面以我公司承建的宜昌市体育场路延伸段市政工程水泥稳定粒料基层的施工为例,来探讨一下水泥稳定粒料的施工与试验检测。
1工程概况
宜昌市体育场路延伸段市政工程是2007年宜昌市的一项重点工程,起点为绿萝路,终点为西陵二路,道路全长574.3 m。道路横断面形式为:3.5 m人行道+1.5 m绿化带+15 m车行道+1.5 m绿化带+3.5 m人行道,双向四车道。道路结构层从下往上依次为:20 cm厚3%水泥稳定层+20 cm厚4%水泥稳定层+20 cm厚5%水泥稳定层+7.5 cm厚AC-20C沥青砼下面层+4.5 cm厚AC-13C改性沥青砼上面层。
2水稳层配合比设计
2.1原材料选用
水泥作为唯一的稳定剂,其质量十分重要。施工应选用终凝时间较长(宜在6 h以上)、强度等级为32.5 MPa的水泥。为使稳定碎石有足够的时间进行拌和、运输、摊铺、碾压,不应使用快凝水泥、早强水泥以及受潮变质水泥,使用前必须对水泥进行复试。本工程使用的当阳城堡水泥厂生产的32.5 MPa强度等级的普通硅酸盐水泥。
集料采用3种单粒级经经混合组合成连续级配,其中1#料为10～25 mm碎石、2#料为5～10 mm碎石、3#料为0～5 mm碎石。
混合料拌合用水采用自来水。
2.2混合料组成设计
①因为设计图纸已确定水泥剂量为3%、4%和5%,试验室只能对3种集料的比例进行调整、试配、筛分,最终确定一组符合规定组成范围的掺配比例。试验室初步拟定了3种方案,具体掺配比例见表1。
然后将3种集料按拟定的比例混合,分别进行筛分,筛分结果见表2。
根据筛分结果分析,只有方案C的级配曲线落在标准级配范围内,所以最终确定原材料中各种规格碎石的用量比例为:1#料:2#料:3#料=40:25:35(%)。
②将配好的集料分别掺入3%、4%、5%的水泥,形成3个样品,分别对每个样品进行击实试验(求出最佳含水量和最大干密度)和无侧限抗压强度试验(7天饱水抗压强度),试验结果如表3。
通过上表我们可以看到3%、4%、5%水泥含量的所有试件7天饱水平均抗压强度均达到设计要求,且随着水泥含量的提高,强度富余值越大。由此可见,水泥含量对水泥稳定粒料基层的强度起着至关重要的作用。
3混合料的拌和、摊铺、碾压、养生
混合料的拌和、摊铺、碾压、检测、养生的工艺流程如图1所示。
3.1混合料的拌和
根据技术规范要求,混合料采取集中搅拌站拌制。拌和过程中各种材料严格计量,严格按试验确定的配合比进行。特别应严格控制水泥剂量,水泥剂量过少,不能保证基层施工质量;过多则容易引起基层表面裂纹增多且不经济。实际水泥剂量可比室内试验的水泥剂量增加0.5%(考虑现场与室内试验的条件差),混合料采用强力式搅拌机拌和,拌和时间不少于60 s,拌和过程中还应重视含水量的影响,考虑混合料在运输、摊铺、碾压过程中的水分损失,拌和含水量应根据原材料含水量、天气、现场施工经验进行稍微调整。
3.2混合料的运输、摊铺
①运输。混合料宜采用大吨位车辆运输,并尽量缩短运距,修建好运输通道,减少中途停车及颠簸,避免混合料凝固或离析,并根据天气情况考虑做好防止水分丧失的措施。总之,应作好施工组织安排,做到随拌随铺。
②摊铺。混合料摊铺前应对土基的高程、宽度、横坡进行全面检查,对于不合格的要坚决处理。摊铺前应对土基进行全面清理,确保土基干净。
摊铺前应准确进行施工放样,按每幅摊铺宽度准确放出轴线及高程,内外侧直线段每20 m各放一个桩,曲线段每10 m各放一个桩,桩上用红油漆划出压实后的基层高程。
为确保摊铺的质量和减少接缝,基层采用摊铺机摊铺混合料。现场试验人员应随时检查运至现场的混合料的配比及含水量,并及时将情况反馈到拌和站。通过试验段确定虚铺系数,摊铺时要严格控制虚铺系数,随时检查松铺厚度,如与试验数据不符,要及时进行调整。同时摊铺机两边各派一人消除粗细集料分离现象,如果发现粗集料成窝应予铲除,并用新拌和的混合料填补。采用人工填补时,不能扬铲。此项工作必须在碾压前完成,严禁薄层找平。
接缝:本工程为双向四车道,在施工过程中为尽量减少纵向接缝,按道路中心线划分为左右两幅进行摊铺。在摊铺过程中若因故中断时间较长,应设置横向接缝。对横向接缝,人工将末段含水量合适的混合料弄整齐,紧靠混合料放两根方木,方木的高度与混合料的压实厚度相同,整平紧靠方木的混合料,碾压密度。重新摊铺混合料前,将方木取出,将下承层顶面清扫干净。施工纵向接缝必须垂直,严禁斜接,纵向接缝处理方法同横向接缝。养生结束后,在摊铺另一幅之前拆除支撑木。
③压实。本工程共安排18 t轮胎压路机二台、40 t振动压路机二台。先用轮胎压路机初压一遍,基本整平,再用振动压路机碾压两遍(带振),最后用轮胎压路机碾压一遍。静压速度为1.5 km/h,振压速度2 km/h,碾压时轮迹重叠不小于1/2轮宽。遵循先轻后重、先两边后中间的原则,严禁在已完成或还在碾压的路段上“调头”和“急刹车”。
④养生。每段碾压完成并经压实度检查合格后应立即开始养生,养生采取覆盖洒水湿养,洒水要均匀、充足,确保养生期间水泥稳定混合料始终保持湿润。养生期不少于7天。
⑤检测试验。对水泥稳定粒料混合料的质量检测从两个方面控制:压实度检测和无侧限饱水抗压强度检测。
压实度:采用灌砂试验法,根据规范要求,每1000m2检测3个点。为了配合现场指导施工,采用酒精燃烧法测出混合料的含水量,现场计算压实度,判断是否达到标准。如不合格,则立即要求压实机械继续碾压,直到满足要求为止。
无侧限饱和抗压强度:在混合料运到施工现场后随机取样,然后送至试验室成型试件。试件在标准养护条件下养护6 d,饱水1 d后进行试压检测无侧限抗压强度。
为了更好的控制混合料的配合比及拌和情况,还需做水泥剂量测定(EDTA滴定法),判断水泥剂量是否达标或者搅拌是否均匀,以此来调整配合比和拌和时间,这样才能确保基层的施工质量。
4结 语
通过对宜昌市体育场路延伸段市政工程水泥稳定碎石基层的施工经验,总结出以下几点说明:
①对水泥稳定层的施工一定要控制原材料的质量及混合料的组成设计、拌和、运输、摊铺、养生、试验检测等环节,合理组织施工,强化管理,才能确保工程质量,满足规范的要求。宜昌市体育场路延伸段市政工程还被评为湖北省优质工程。
②进行水泥稳定粒料基层设计时,建议设计单位只须提供混合料中水泥剂量的范围或者饱水抗压强度要求,具体水泥剂量由施工单位通过试验确定,而不必两者都进行限定,以免造成因水泥剂量偏高导致资源浪费,或者因水泥剂量偏低出现强度不满足要求的情况。
参考文献:
[1] 郝玉琴,杨建华.水泥稳定粒料基层施工质量控制[J].黑龙 江交通科技,2006,(2).