市政工程中水泥穩(wěn)定碎石應(yīng)用探討

詹永強

摘要:水泥穩(wěn)定碎石混合料不僅具有整體性好,水、溫穩(wěn)定性好,強度高,剛度大等特點。還具有較好的承受反荷載作用的能力,抗彎拉強度較高,尤其能減少收縮裂縫。這對延長道路的使用壽命、節(jié)約養(yǎng)護投入、提高通行質(zhì)量非常重要。文章闡述了水泥穩(wěn)定碎石作用原理,分析了水穩(wěn)影響因素,探討了其在市政工程中的應(yīng)用病害以及防治對策。

關(guān)鍵詞:市政工程;水泥;穩(wěn)定碎石;應(yīng)用

隨著我國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,市政交通運輸量日益增多,車輛承載力也隨之加大,相應(yīng)地對道路標(biāo)準(zhǔn)的要求也日漸提高。近年來,水泥穩(wěn)定碎石混合料作為一種半剛性基礎(chǔ)材料,已被廣泛應(yīng)用于我國城市市政道路結(jié)構(gòu)中。它不僅具有整體性好,水、溫穩(wěn)定性好,強度高,剛度大等特點。還具有較好的承受反荷載作用的能力,抗彎拉強度較高,尤其能減少收縮裂縫。這對延長道路的使用壽命、節(jié)約養(yǎng)護投入、提高通行質(zhì)量非常重要。在重交通作用下。觀察其使用效果很好,而且施工質(zhì)量高、進度快,操作簡便,經(jīng)濟實用,是一種優(yōu)質(zhì)的路面基層材料,具有很好的推廣價值。

1 水泥穩(wěn)定碎石概述

水泥穩(wěn)定碎石是以級配碎石作骨料,采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙,按嵌擠原理攤鋪壓實。其壓實度接近于密實度,強度主要靠碎石間的嵌擠鎖結(jié)原理,同時有足夠的灰漿體積來填充骨料的空隙。它的初期強度高,并且強度隨齡期而增加很快結(jié)成板體,因而具有較高的強度,抗?jié)B度和抗凍性較好。水穩(wěn)水泥用量一般為混合料3%～7%,7 天的無側(cè)限抗壓強度可達(1.5%～4.0%)MPa,較其他路基材料高。水穩(wěn)成活后遇雨不泥濘,表面堅實,是高級路面的理想基層材料。根據(jù)交通部《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,我市幾條道路中采用的水泥穩(wěn)定碎石均屬中粒土,由于水穩(wěn)中含有水泥等膠凝材料因而要求整個施工過程要在水泥終凝前完成,并且一次達到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),否則不易修整。因而施工中要求加強施工組織設(shè)計和計劃管理,增加現(xiàn)場施工人員的緊迫感和責(zé)任感,加快施工進度,加大機械化施工程度,提高機械效率。水穩(wěn)的施工方法也符合現(xiàn)代化大規(guī)模機械化發(fā)展的方向。因而水穩(wěn)在市政工程中的應(yīng)用會得到很快推廣。

2 影響水穩(wěn)因素分析

因水泥穩(wěn)定碎石從拌和到碾壓成型需要一定的時間,故應(yīng)選用初凝時間3h以上且終凝時間較長(宜在6h以上)的水泥。如32.5硅酸鹽水泥和火山灰水泥等低標(biāo)號緩凝型水泥。水泥穩(wěn)定碎石的強度隨水泥劑量的增加而增加,但考慮到水泥穩(wěn)定碎石抗溫縮、抗干縮以及經(jīng)濟性和施工不均勻性等因素,水泥劑量一般不易超過6%(重量比)。做基層時。7d無側(cè)限抗壓強度主干路達到3.0MPa-5.0MPa,次干路達2.5MPa-3.0 MPa。水泥穩(wěn)定碎石混合料不同于水泥砼。后者靠振搗成型,前者靠壓實成型,為了在最小壓實功下獲得最大壓實度,必須采用最佳含水量。在進行試件對比試驗時發(fā)現(xiàn),若含水量高于7%,則成型過程中有部分水被排出,帶走部分水泥漿,使水泥穩(wěn)定碎石強度降低;若含水量低于4%,則成型相當(dāng)困難,采取較大的壓實功后,強度略高于最佳含水量狀態(tài)下的強度值。因此最佳含水量一般控制在4%-7%。在施工過程中,要隨時檢測混合料的含水量,確保其處于最佳含水量。

水泥穩(wěn)定碎石混合料的顆粒級配既影響其技術(shù)性能,又影響其經(jīng)濟效果,因此碎石級配的選定是水穩(wěn)混合料組成設(shè)計的重要一環(huán)。經(jīng)過幾年的試驗及施工應(yīng)用,我們選用的碎石為軋制碎石,最大粒徑不大于37.5mm,小于31.5mm的顆粒含量不少于90%,集料壓碎值不大于30%,碎石顆粒組成范圍符合以下級配:篩孔直徑為37.5mm,31.5mm,19mm,9.5mm,4.75mm,2.36mm,0.6mm及0.075mm時通過篩孔的重量百分率分別為100%,90%~100%,67%～90%。45%~68%,29%～50%,18%~38%.8%~22%及0-7%。

壓實度是影響水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量的重要考核指標(biāo),一般選用能量大的振動壓路機與三輪壓路機配合碾壓,遵循先輕后重、先慢后快、先邊緣后中間的原則,確?？焖俾贰⒅鞲陕穳簩嵍冗_98%以上,次干路及其他路達97%以上。通過成型試驗結(jié)果表明,延遲(包括拌和、運輸、攤鋪、碾堆)相對時間越短相對抗壓強度越高。采用集中廠拌法施工時,延遲時間不應(yīng)超過2h-3h。從拌和4h時已開始有硬化跡象,接近5h時就已開始終凝。因此盡量在4h內(nèi)成活,如果延遲時間超過水泥終凝時間,成型后水泥穩(wěn)定碎石的強度、板結(jié)效果都會大大降低。

3 市政工程中的水泥穩(wěn)定碎石應(yīng)用病害以及防治對策

雖然水泥穩(wěn)定碎石在市政工程中的應(yīng)用日益加強,并不表示其病害微乎其微,所以我們必須充分了解其病害,加強防治措施,才能使其在市政工程的應(yīng)用中起到良好的效果。其病害與防治措施具體表現(xiàn)為:

(1)水泥穩(wěn)定碎石混合料的離析現(xiàn)象

水泥穩(wěn)定碎石混合料的離析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因:一是材料的因素,如水泥的品種、劑量,碎石的級配,含水量過低等都是造成水泥穩(wěn)定碎石離析的原因。二是設(shè)備的因素,如料倉供料速度不穩(wěn)定、拌和機攪拌不均勻、下料斗落差過大、運輸造成的二次離析。三是攤鋪過程停頓、間斷等。為防止離析現(xiàn)象的產(chǎn)生,首先,進料符合設(shè)計要求,準(zhǔn)確控制配合比,并在施工過程中隨時監(jiān)測、調(diào)整;其次,拌和過程中,設(shè)專人對各料倉給料情況進行巡視,使下料斗落差適宜,運輸選擇大噸位車,盡量保證攤鋪機連續(xù)作業(yè),減少工地來回倒料次數(shù);第三,對離析部位的混合料挖除,換以新的混合料,碾壓成型。

(2)施工期間出現(xiàn)套坑現(xiàn)象

施工期間套坑現(xiàn)象產(chǎn)生的原因:一是由于混合料攤鋪不均勻,二是施工過程中沒有及時挖補。為防止套坑現(xiàn)象的產(chǎn)生,施工過程中要設(shè)專人進行檢查找補,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)立即挖出,換以新混合料,再次碾壓成型。

(3)碾壓時發(fā)生龜裂現(xiàn)象

碾壓時龜裂現(xiàn)象產(chǎn)生的原因:一是混合料含水量嚴重不足;二是下基層軟弱,壓路機碾壓時出現(xiàn)裂紋。為防止龜裂現(xiàn)象的產(chǎn)生,在拌和及施工過程中,要經(jīng)常檢查含水量,含水量不足時及時灑水,同時要嚴把下基層質(zhì)量關(guān),保證壓實度達標(biāo)。

(4)碾壓時發(fā)生彈簧現(xiàn)象

碾壓時彈簧現(xiàn)象產(chǎn)生的原因:一是混合料含水量過高;二是下基層過軟,壓實度不夠或出現(xiàn)彈簧、翻漿現(xiàn)象。為防止彈簧現(xiàn)象的產(chǎn)生,首先要控制混合料的含水量,使其達到最佳值;其次施工時要注意氣象情況,避免攤鋪后碾壓前的間斷期間遭雨襲擊,造成含水量過高;第三要嚴把下基層質(zhì)量關(guān),若有彈簧、翻漿現(xiàn)象先處理后再做上層。

(5)施工完畢出現(xiàn)表面松散及飛砂走石現(xiàn)象

施工完畢出現(xiàn)表面松散及飛砂走石現(xiàn)象的原因:一是施工后期管理跟不上,灑水養(yǎng)生不及時,時干時濕,使早期強度達不到設(shè)計要求;二是沒有按要求封閉交通,重車跑飛面層;三是沒有及時鋪筑上層路面。為防止施工完畢時出現(xiàn)表面松散及飛砂走石現(xiàn)象,一要加強灑水養(yǎng)生,在成活后7d內(nèi)保持水穩(wěn)層處于濕潤狀態(tài);二要實行全封閉施工,禁止陳灑水車外的其他車輛通行;三要及時鋪筑上層路面。

(6)施工縫的局部損壞

施工縫局部損壞的原因在于施工時為圖省事未按規(guī)定垂直接茬,而是斜面搭接。為防止施工縫的局部損壞,一定要按操作規(guī)程施工,做成垂直接茬。

(7)鉆芯取樣強度不夠

鉆芯取樣強度不夠的原因:一是拌和過程中水泥劑量不夠,級配不符合要求;=是施工中出現(xiàn)粗細集料離析現(xiàn)象,碾壓達不到要求,成型時間太長,沒有嚴格按規(guī)定操作;三是養(yǎng)生期沒有禁交通,灑水跟不上。為防止鉆芯取樣強度不夠,一要加強檢測,嚴格控制水泥劑量和混合料級配;二要在施工中嚴格按規(guī)定操作,避免出現(xiàn)粗細集料離析現(xiàn)象,最好用攤鋪機進行攤鋪;三要實行全封阱施工,加強灑水養(yǎng)生。

參考文獻

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