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【摘 要】市政道路作为城市交通运输的重要载体,为城市的经济发展起着十分重要的作用。在市政道路的长期使用过程中,路面破坏较为严重, 路基基层的问题是引起路面破坏最根本的原因。
【关键词】水泥稳定土;混合料;接缝近年来,水泥稳定土基层施工在市政道路施工中被广泛应用,因其强度好、耐久性高、板体性强的特点,取得了较好的效果。同时也出现了强度不足和收缩裂缝等病害。本文对水泥稳定土基层的特性以及影响其强度的因素进行了分析,论述了水泥稳定土基层施工现场质量控制。
1.水泥稳定土基层的特性
水泥稳定土是用水泥做结合料所得的混合料,既包括用水泥稳定各种细粒土,也包括用水泥稳定各种中粒土和粗粒土,其强度、稳定性和板体性都较高。但当水泥与各种土结合后,掺入水进行拌合铺筑于基层上,在经过压实处理后,由于蒸发和混合料内部发生水化作用,混合料的水分会不断减少,而发生了毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或胶凝体层间水的作用和碳化收缩作用等引起水泥稳定材料收缩系数大,从而导致产生裂缝,当上面的沥青层厚度较薄时,这些裂缝便会反射到面层上来。
2.水泥稳定土混合料的组成
2.1水泥。
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可用于稳定土。但宜选用初凝时间3h以上和终凝时间较长(宜在6h以上)的水泥。终凝时间不能满足要求,需要加入适量缓凝剂加以调节。快硬水泥、早强水泥以及受潮变质的水泥不得使用。宜采用325或425的水泥。
2.2土。
凡能经粉碎的土,一般都可用水泥进行稳定。有机质含量超过2%的土必须先用石灰进行处理,焖料一夜后再用水泥稳定。硫酸盐含量超过0.25%的土以及胀缩性粘土等,不应用水泥稳定。
2.3石灰。
综合稳定土中的石灰应是消石灰粉或生石灰粉,且应符合JTJ034-2000所规定的三级以上的要求,按JTJ057-64标准试验方法试验时,生石灰的有效钙加氧化镁含量对钙质生石灰不小于70%,对镁质生石灰应不小于65%,对消石灰应不小于55%。消石灰中5mm颗粒的最大筛余量应分别不大于总重的17%和20%。若使用消石灰,应在用于工程之前7~10d,充分消解成能通过10mm筛孔的粉状,设棚存放,防止淋雨污染环境,并尽快使用。
2.4粉煤灰。
粉煤灰不应含有团块,腐殖质或其他杂质,其中SIO2、AL2O3、Fe2O3的总含量应大于70%,粉煤灰的失量不应超过20%;粉煤灰的比表面积宜大于2500cm/g。粉煤灰和湿粉煤灰都可以应用。粉煤灰如敞开存时,必须加适量的水,防止飞扬造成污染。湿粉煤灰的含水量不宜超过35%。
2.5水。
凡是饮用水(含牲畜饮用水)均可用于水泥稳定土施工。
3.影响水泥稳定土强度的主要因素
3.1含水量和干容重。水泥稳定土混合料中要有足够的水分,以满足水泥水化的需要和压实的需要。混合料中是否有足够的水供水泥水化用,对其强度有很大影响。如果含水量小于最佳含水量,水泥不能充分水化,就会大大影响所能达到的强度,即达不到使用水泥稳定土的效果。水泥稳定土的干容重对强度有很大影响,水泥稳定土的强度随其混合料干容重增大而增大。
3.2施工因素的影响。水泥稳定土常用的施工方法有厂拌法和路拌法。要使水泥在稳定土中发挥最大的作用,就必须使水泥在土中均匀分布,且严把从拌和到压实、养生等质量关。一般情况下,对强度产生直接影响的因素主要有以下几点:
(1)水泥撒铺均匀程度直接影响着水泥在混合料中分布的均匀性。如果水泥撒铺得不均匀,无论采用何种机具拌和,均不易得到水泥分布均匀的混合料。(2)拌和机具类型对混合料拌和的均匀程度有很大影响。(3)每个施工段施工作业时间,即从加水拌和到完成压实的延续时间,称为水泥稳定土的延迟时间。此时间的长短对混合料所达到的密度和强度有很大影响。对同一种水泥稳定土混合料延迟时间越长,所能达到的干容重越小,混合料的强度降低的越多。(4)拌和深度、宽度以及接缝处理直接影响着水泥稳定土的整体强度。拌和过程中如果不注意检查拌和深度,则易在底部留有“素土”夹层,或过多破坏下承层的表面,影响结合料的剂量及底部的压实。同时,接缝处理不当,易造成局部强度不够的现象。施工中如不严格控制拌和深度和宽度,接缝处理不当,均会使水泥稳定土的整体强度达不到要求标准。
4.施工现场质量控制
4.1由于水泥稳定土的凝固与强度形成期较短,要求各工序紧密衔接。因此,在施工前必须认真做好施工组织设计,配备必需的机械设备、人力和运输工具,确保混合料从加水拌和到碾压完毕的延迟时间,不超过水泥的初凝时间。
4.2路拌法由于拌合混合料均匀性较差,产量不高,因此要想提高水泥稳定土基层的施工质量,应采用中心站集中厂拌法施工,并在拌合场内设立试验室,随时对水泥剂量、含水量、材料级配及拌合的均匀性进行试验检测,发现问题及时处理,不合要求的混合料不许出场。4.3施工时混合料的含水量。宜略大于最佳含水量0.5%~1.0%,以弥补碾压过程中水分的损失。含水量过大,既会影响混合料可能达到的密度和强度,又会明显增大混合料的干缩性,使结构层容易产生干缩裂缝。含水量过小,也会影响混合料可能达到的密度和强度。
4.4水泥稳定土的碾压。宜先用两轮压路机随摊铺机及时碾压,后用重型振动路机继续碾压密实。碾压过程中,水稳定土的表面应始终保持湿润。如水份蒸发过快,应及时补撒少量水,但严禁洒大量水碾压,如有弹簧土,应及时翻开重新拌和(加适量的水)使其达到质量要求。4.5接缝的处理。
当天两工作段的衔接处,应搭接拌和。第一段拌和后,留5~8m不进行碾压;第二段施工时,前段留下来压部分,要再加部分水泥重新拌和,并与第二段一起碾压。当天其余各段的接缝都可这样处理。接缝一定要垂直对接,不能斜接,否则,接縫处就会成为一条薄弱带,带上沥青面层很快龟裂。
4.6水泥稳定土基层每一段碾压完成并经压实度检查合格后应立即开始养生,不应延误。但如水泥稳定土分层施工时,下层水泥稳定土碾压完后,过一天就可以铺筑上层水泥稳定土,不需经过7d养生期。但在铺筑土层稳定土之前,应始终保持下层表面湿润。为增加上下层之间的粘结性,在铺筑上层稳定土时,宜在下层表面撒少量水泥或水泥浆。水泥稳定土基层养生方法:
(1)用不透水薄膜或湿砂进行养生;(2)采用沥青乳液进行养生;(3)无上述条件时,可用洒水车经常洒水进行养生,每天洒水的次数应视气候而定。整个养生期间应始终保持稳定土层表面潮湿,不应时干时湿。洒水后,应注意表层情况,必要时用两轮压路机压实。
5.结语
在市政道路施工中,采用水泥稳定土作底基层,是相对经济合理的方法,如何控制水泥稳定土施工质量,是保证公路工程质量的重要环节。只要在施工过程中,根据实际情况,抓住主要环节,严格控制配料、施工工艺等关键因素,并注意施工信息的反馈和处理,就可以有效保证混合料的质量,提高使用性能。
【关键词】水泥稳定土;混合料;接缝近年来,水泥稳定土基层施工在市政道路施工中被广泛应用,因其强度好、耐久性高、板体性强的特点,取得了较好的效果。同时也出现了强度不足和收缩裂缝等病害。本文对水泥稳定土基层的特性以及影响其强度的因素进行了分析,论述了水泥稳定土基层施工现场质量控制。
1.水泥稳定土基层的特性
水泥稳定土是用水泥做结合料所得的混合料,既包括用水泥稳定各种细粒土,也包括用水泥稳定各种中粒土和粗粒土,其强度、稳定性和板体性都较高。但当水泥与各种土结合后,掺入水进行拌合铺筑于基层上,在经过压实处理后,由于蒸发和混合料内部发生水化作用,混合料的水分会不断减少,而发生了毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或胶凝体层间水的作用和碳化收缩作用等引起水泥稳定材料收缩系数大,从而导致产生裂缝,当上面的沥青层厚度较薄时,这些裂缝便会反射到面层上来。
2.水泥稳定土混合料的组成
2.1水泥。
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可用于稳定土。但宜选用初凝时间3h以上和终凝时间较长(宜在6h以上)的水泥。终凝时间不能满足要求,需要加入适量缓凝剂加以调节。快硬水泥、早强水泥以及受潮变质的水泥不得使用。宜采用325或425的水泥。
2.2土。
凡能经粉碎的土,一般都可用水泥进行稳定。有机质含量超过2%的土必须先用石灰进行处理,焖料一夜后再用水泥稳定。硫酸盐含量超过0.25%的土以及胀缩性粘土等,不应用水泥稳定。
2.3石灰。
综合稳定土中的石灰应是消石灰粉或生石灰粉,且应符合JTJ034-2000所规定的三级以上的要求,按JTJ057-64标准试验方法试验时,生石灰的有效钙加氧化镁含量对钙质生石灰不小于70%,对镁质生石灰应不小于65%,对消石灰应不小于55%。消石灰中5mm颗粒的最大筛余量应分别不大于总重的17%和20%。若使用消石灰,应在用于工程之前7~10d,充分消解成能通过10mm筛孔的粉状,设棚存放,防止淋雨污染环境,并尽快使用。
2.4粉煤灰。
粉煤灰不应含有团块,腐殖质或其他杂质,其中SIO2、AL2O3、Fe2O3的总含量应大于70%,粉煤灰的失量不应超过20%;粉煤灰的比表面积宜大于2500cm/g。粉煤灰和湿粉煤灰都可以应用。粉煤灰如敞开存时,必须加适量的水,防止飞扬造成污染。湿粉煤灰的含水量不宜超过35%。
2.5水。
凡是饮用水(含牲畜饮用水)均可用于水泥稳定土施工。
3.影响水泥稳定土强度的主要因素
3.1含水量和干容重。水泥稳定土混合料中要有足够的水分,以满足水泥水化的需要和压实的需要。混合料中是否有足够的水供水泥水化用,对其强度有很大影响。如果含水量小于最佳含水量,水泥不能充分水化,就会大大影响所能达到的强度,即达不到使用水泥稳定土的效果。水泥稳定土的干容重对强度有很大影响,水泥稳定土的强度随其混合料干容重增大而增大。
3.2施工因素的影响。水泥稳定土常用的施工方法有厂拌法和路拌法。要使水泥在稳定土中发挥最大的作用,就必须使水泥在土中均匀分布,且严把从拌和到压实、养生等质量关。一般情况下,对强度产生直接影响的因素主要有以下几点:
(1)水泥撒铺均匀程度直接影响着水泥在混合料中分布的均匀性。如果水泥撒铺得不均匀,无论采用何种机具拌和,均不易得到水泥分布均匀的混合料。(2)拌和机具类型对混合料拌和的均匀程度有很大影响。(3)每个施工段施工作业时间,即从加水拌和到完成压实的延续时间,称为水泥稳定土的延迟时间。此时间的长短对混合料所达到的密度和强度有很大影响。对同一种水泥稳定土混合料延迟时间越长,所能达到的干容重越小,混合料的强度降低的越多。(4)拌和深度、宽度以及接缝处理直接影响着水泥稳定土的整体强度。拌和过程中如果不注意检查拌和深度,则易在底部留有“素土”夹层,或过多破坏下承层的表面,影响结合料的剂量及底部的压实。同时,接缝处理不当,易造成局部强度不够的现象。施工中如不严格控制拌和深度和宽度,接缝处理不当,均会使水泥稳定土的整体强度达不到要求标准。
4.施工现场质量控制
4.1由于水泥稳定土的凝固与强度形成期较短,要求各工序紧密衔接。因此,在施工前必须认真做好施工组织设计,配备必需的机械设备、人力和运输工具,确保混合料从加水拌和到碾压完毕的延迟时间,不超过水泥的初凝时间。
4.2路拌法由于拌合混合料均匀性较差,产量不高,因此要想提高水泥稳定土基层的施工质量,应采用中心站集中厂拌法施工,并在拌合场内设立试验室,随时对水泥剂量、含水量、材料级配及拌合的均匀性进行试验检测,发现问题及时处理,不合要求的混合料不许出场。4.3施工时混合料的含水量。宜略大于最佳含水量0.5%~1.0%,以弥补碾压过程中水分的损失。含水量过大,既会影响混合料可能达到的密度和强度,又会明显增大混合料的干缩性,使结构层容易产生干缩裂缝。含水量过小,也会影响混合料可能达到的密度和强度。
4.4水泥稳定土的碾压。宜先用两轮压路机随摊铺机及时碾压,后用重型振动路机继续碾压密实。碾压过程中,水稳定土的表面应始终保持湿润。如水份蒸发过快,应及时补撒少量水,但严禁洒大量水碾压,如有弹簧土,应及时翻开重新拌和(加适量的水)使其达到质量要求。4.5接缝的处理。
当天两工作段的衔接处,应搭接拌和。第一段拌和后,留5~8m不进行碾压;第二段施工时,前段留下来压部分,要再加部分水泥重新拌和,并与第二段一起碾压。当天其余各段的接缝都可这样处理。接缝一定要垂直对接,不能斜接,否则,接縫处就会成为一条薄弱带,带上沥青面层很快龟裂。
4.6水泥稳定土基层每一段碾压完成并经压实度检查合格后应立即开始养生,不应延误。但如水泥稳定土分层施工时,下层水泥稳定土碾压完后,过一天就可以铺筑上层水泥稳定土,不需经过7d养生期。但在铺筑土层稳定土之前,应始终保持下层表面湿润。为增加上下层之间的粘结性,在铺筑上层稳定土时,宜在下层表面撒少量水泥或水泥浆。水泥稳定土基层养生方法:
(1)用不透水薄膜或湿砂进行养生;(2)采用沥青乳液进行养生;(3)无上述条件时,可用洒水车经常洒水进行养生,每天洒水的次数应视气候而定。整个养生期间应始终保持稳定土层表面潮湿,不应时干时湿。洒水后,应注意表层情况,必要时用两轮压路机压实。
5.结语
在市政道路施工中,采用水泥稳定土作底基层,是相对经济合理的方法,如何控制水泥稳定土施工质量,是保证公路工程质量的重要环节。只要在施工过程中,根据实际情况,抓住主要环节,严格控制配料、施工工艺等关键因素,并注意施工信息的反馈和处理,就可以有效保证混合料的质量,提高使用性能。