水泥穩(wěn)定碎石基層施工控制

孫健 劉偉

水泥穩(wěn)定碎石基層因具有良好的板體性、水穩(wěn)性,以及力學(xué)強(qiáng)度高、整體承載能力強(qiáng)等特點(diǎn),在我國(guó)高等級(jí)公路中得到廣泛推廣應(yīng)用。室內(nèi)試驗(yàn)及一些工程實(shí)踐證明:通過調(diào)整混合料中粗集料的級(jí)配,使各級(jí)混合料形成骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu),可以改善和提高水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂性能[1,2]。粗集料形成骨架結(jié)構(gòu)后,石料之間的相互嵌擠,能夠有效提高混合料的內(nèi)摩擦角,從而提高強(qiáng)度,改善抗裂性能[3]。盡管水泥穩(wěn)定碎石基層優(yōu)點(diǎn)很多,應(yīng)用也很廣泛,但若施工控制不好,容易產(chǎn)生收縮裂縫[4],也就無法保證其剛度和板體特性。本文結(jié)合工程施工,探討水泥穩(wěn)定碎石基層的施工技術(shù)與控制措施。

1 原材料質(zhì)量控制

1.1 水泥的選擇

水泥質(zhì)量是影響水泥穩(wěn)定碎石基層內(nèi)在質(zhì)量的主要因素之一。為便于施工及減小基層產(chǎn)生干縮、溫縮裂紋的危害,應(yīng)選用終凝時(shí)間較長(zhǎng)、干縮率較小的品種,水泥進(jìn)場(chǎng)車檢驗(yàn),并留樣備查,以便施工中質(zhì)量問題的分析研究。

1.2 礦料的控制

1)進(jìn)場(chǎng)材料質(zhì)量及存放優(yōu)劣、上料過程都會(huì)造成混合料質(zhì)量的波動(dòng)。在以往工程施工過程中,常因料源混雜,運(yùn)輸車輛混亂,甚至運(yùn)輸車輛為追求經(jīng)濟(jì)利益存在不同規(guī)格礦料混裝的現(xiàn)象,這給收料工作帶來極大的困難。即使車輛進(jìn)行檢測(cè),也因試驗(yàn)檢測(cè)取樣的局限性難以保證進(jìn)場(chǎng)材料的全部合格性,致使拌制出的混合料產(chǎn)生大的級(jí)配波動(dòng)或不符合要求。針對(duì)這種情況,采取選擇固定料廠、給料廠統(tǒng)一制作、更換套篩、獨(dú)自組織運(yùn)輸車輛、加大試驗(yàn)檢測(cè)力度的方式,從料源、運(yùn)輸著手,試驗(yàn)部門、材料部門密切配合,對(duì)材料進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行有效控制。2)原材料存放嚴(yán)格做到不同規(guī)格分別堆放,中間設(shè)置隔離設(shè)施,料堆插放標(biāo)示牌,細(xì)集料篷布覆蓋,加高拌合機(jī)喂料倉(cāng)的間隔壁板。

2 施工控制要點(diǎn)

2.1 拌合廠的控制

1)控制混合料級(jí)配。對(duì)每種規(guī)格的集料要建立不同規(guī)格集料的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收制度,要規(guī)定幾個(gè)關(guān)鍵篩孔的通過量和超尺寸顆粒的含量以及各篩孔通過量的允許誤差。必須事先計(jì)算各種不同粒級(jí)集料的需要量,計(jì)劃進(jìn)料的時(shí)間,并計(jì)算各種不同粒級(jí)集料所需堆放場(chǎng)地的面積,不同粒級(jí)的集料要分別堆放。堆放場(chǎng)地應(yīng)事先整平、碾壓并作適當(dāng)?shù)挠不幚?不同粒級(jí)集料應(yīng)采取適當(dāng)措施隔開,避免料多時(shí)互相交錯(cuò),保持同一粒級(jí)集料顆粒組成無大變化。細(xì)集料包括石屑和砂,如生產(chǎn)的是二灰穩(wěn)定粒料,則石灰和粉煤灰均需要用篷布覆蓋,防止雨淋。若細(xì)集料含水量不大,則細(xì)集料在輸送帶上為不均勻的間隔分布;若細(xì)集料含水量過大,則料斗中的細(xì)集料不會(huì)順暢地通過甚至不能通過原定的下料口落到輸送帶上。各個(gè)下料斗的上口要用隔板隔開。2)嚴(yán)格控制水泥用量。通過試驗(yàn)可以知道水泥用量不但影響水泥穩(wěn)定碎石基層強(qiáng)度,而且還會(huì)對(duì)基層的抗裂性有很大影響。因此,有必要改進(jìn)輸送水泥的裝置并增設(shè)電子稱量裝置,嚴(yán)格控制水泥劑量。3)嚴(yán)格控制混合料的含水量。由拌合廠運(yùn)出的混合料的含水量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工及施工后混合料的強(qiáng)度和干縮應(yīng)變或基層干縮裂縫的多少都有很大影響。若混合料的含水量過大,則碾壓過程中容易產(chǎn)生“彈簧”現(xiàn)象,此時(shí)混合料不能壓實(shí),表面會(huì)留下很深的輪胎印,使斷面不平整;再則會(huì)將水泥混合料中的水泥漿提到上面,使碾壓表層結(jié)合料過多并光滑,而下部結(jié)合料過少,強(qiáng)度差,使基層在使用過程中容易破壞,而且還容易產(chǎn)生嚴(yán)重的干縮裂縫。4)混合料的拌和。混合料拌和過程中攪拌機(jī)應(yīng)連續(xù)穩(wěn)定作業(yè),并嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間。拌和完畢后,需要將混合料通過皮帶輸送機(jī)送入卸料倉(cāng),混合料傳送皮帶的角度應(yīng)盡可能取小值。此外,還可以采用“槽式”傳送皮帶或在傳送皮帶上加設(shè)橫板。拌和好的混合料不要采用其他措施隨意擾動(dòng)?；旌狭喜捎弥亓π读蠒r(shí)可在出料口加設(shè)導(dǎo)向板,使物料在導(dǎo)向板分阻力作用下翻轉(zhuǎn)某一角度,迫使粗、細(xì)落到設(shè)定的中心位置,這樣可以減輕離析現(xiàn)象。在不影響車輛進(jìn)出和正常卸料的情況下,出料口距車廂的高度應(yīng)盡可能的小一些。在裝料時(shí)使自卸汽車前后移動(dòng),應(yīng)在自卸車車廂的前方和后方2處堆裝,或3處堆裝混合料。

2.2 混合料的運(yùn)輸

1)防止混合料在運(yùn)輸過程中發(fā)生離析?；旌狭显谶\(yùn)輸過程中應(yīng)注意盡量不使車輛顛簸,建議采用混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車供料,除可有效減少混合料離析以外,還可以避免運(yùn)料車對(duì)攤鋪機(jī)的沖撞。2)防止混合料在運(yùn)輸過程中水分蒸發(fā)。運(yùn)料車裝料出廠時(shí)的車廂必須覆蓋,防止表層混合料含水量損失過多。尤其在氣溫較高季節(jié)、陽光好和有風(fēng)的氣候條件下,更應(yīng)該重視防止水分蒸發(fā)。

2.3 混合料的攤鋪

目前,我國(guó)高等級(jí)公路的半剛性基層施工中,多采用集中廠拌和攤鋪機(jī)攤鋪,考慮到水泥的凝結(jié)時(shí)間、延遲時(shí)間對(duì)施工質(zhì)量的影響,施工機(jī)械設(shè)備應(yīng)合理搭配,配合使用,必須采用流水作業(yè),各工序緊密銜接,盡量縮短從拌和到完成碾壓的延遲時(shí)間,宜采用攤鋪機(jī)攤鋪。

2.4 混合料的壓實(shí)

碾壓是混合料充分密實(shí)、形成穩(wěn)定基層的主要工序。施工中,碾壓應(yīng)及時(shí),從加水拌和到碾壓終了的延遲時(shí)間盡量控制在3 h以內(nèi)。碾壓應(yīng)按照先輕后重、先邊后中、由內(nèi)到外的原則進(jìn)行。碾壓過程中,水泥穩(wěn)定碎石基層的表面應(yīng)始終保持濕潤(rùn)。碾壓過程中,如發(fā)生“彈簧”、松散起皮等現(xiàn)象,應(yīng)及時(shí)鏟除并換以新混合料,使其達(dá)到質(zhì)量要求。為避免在壓實(shí)過程中出現(xiàn)混合料被推移的問題,初壓時(shí)最好是選用全輪驅(qū)動(dòng)的鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。

2.5 養(yǎng)生措施

養(yǎng)生措施:在下基層碾壓成型并經(jīng)壓實(shí)度檢驗(yàn)合格后,即采用復(fù)合材料養(yǎng)生膜覆蓋進(jìn)行保濕養(yǎng)生。上基層碾壓結(jié)束表面稍干,隨即灑布透層瀝青和攤鋪稀漿封層進(jìn)行養(yǎng)生。薄膜覆蓋養(yǎng)生可以保證有充足的水分讓水泥充分水化,并且可以防止因失水過多而引起干縮裂縫。養(yǎng)生期間,應(yīng)封閉交通。如不能封閉交通,應(yīng)禁止重車通行,其他車輛的車速不得超過30 km/h,并避免在主車道上集中行駛。上基層采用透層油和稀漿封層養(yǎng)生時(shí),透層油采用慢裂、滲透性好的灑布型乳化瀝青,稀漿封層采用慢裂快凝的拌和型乳化瀝青。氣溫低于10℃或大風(fēng)、即將降雨時(shí),不得噴灑透層油。

3 施工中減少收縮裂縫的措施

1)盡量選用不含塑性土的細(xì)集料,減少含泥量,減少4.75mm以下細(xì)料含量,同時(shí)確保4.75mm篩孔的通過率在級(jí)配范圍中值。2)在確保水泥穩(wěn)定碎石無側(cè)限抗壓強(qiáng)度合格的前提下盡量降低水泥用量,一般宜控制在4.5%～5%之間,隨著水泥劑量的增大,會(huì)導(dǎo)致水泥穩(wěn)定碎石混合料的干縮系數(shù)明顯增大。3)嚴(yán)格控制施工時(shí)混合料的含水量,一般比最佳含水量提高1%左右,以補(bǔ)償混合料運(yùn)輸中的損失。施工時(shí)含水量越大則蒸發(fā)的水分越多,造成的干縮應(yīng)變也越大。4)盡量減少基層暴露時(shí)間,基層施工完后應(yīng)盡可能采用薄膜或封層油覆蓋養(yǎng)生。5)應(yīng)注意保溫,因?yàn)榛鶎邮┕ぴ跁円箿夭钶^大時(shí)易產(chǎn)生溫縮裂縫。

4 結(jié)語

通過對(duì)實(shí)際施工過程中的原材料質(zhì)量把關(guān)、混合料配合比組成設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)作深入的分析與研究,提出施工中減少收縮裂縫的措施,從而對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量的提高具有重要意義。

[1] 王 輝,姜永昌.骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂性能試驗(yàn)研究[J].交通科技,2008(4):81-84.

[2] 楊瑞華,許志鴻.水泥穩(wěn)定碎石基層級(jí)配研究[J].公路工程,2007,32(4):76-78.

[3] 孫兆輝.基于抗裂性能的水泥穩(wěn)定碎石級(jí)配組成研究[J].公路,2006(8):34-40.

[4] 翟本超,周篤榮.骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石基層施工與質(zhì)量控制[J].公路與汽運(yùn),2008(4):121-123.

[5] 崔志珍.淺議水泥穩(wěn)定碎石基層的施工技術(shù)[J].山西建筑,2009,35(8):307-308.