摘要:水泥穩(wěn)定層作為路面基層和底基層具有良好的力學(xué)性能和整體性、穩(wěn)定性、耐久性和抗凍性、承載力高及與面層結(jié)合好的技術(shù)特點。在市政道路的路面設(shè)計中,多數(shù)采用了水泥穩(wěn)定類材料作為路面的基層。
關(guān)鍵詞:道路;水泥穩(wěn)定層;施工技術(shù)
1 水泥穩(wěn)定層的作用原理
水泥穩(wěn)定碎石是用級配碎石作為骨料,采用一定的膠結(jié)材料和灰漿作為集料來填充骨料的間隙,施工時按嵌擠原理攤鋪壓實。水泥穩(wěn)定碎石層的壓實度接近于密實度,骨料之間的嵌擠結(jié)構(gòu)使其強度大,而灰漿填充間隙使得它的初期強度高,易于凝結(jié)成板體,抗?jié)B性和抗凍性能都比較好。當(dāng)水穩(wěn)層中的水泥含量為3%~7%時,其7d無側(cè)限抗壓強度可達(dá)1.5~4Mpa,且成活后遇雨不濘,表面堅實,是十分理想的道路基層材料。
2 水泥穩(wěn)定層的材料要求
水穩(wěn)層主要是由骨料和膠結(jié)物組成的。骨料主要是級配碎石,膠結(jié)物主要是水泥灰漿,它由水和水泥混拌而成。
2.1 骨料
骨料應(yīng)選用人工篩分的級配碎石,不同的道路等級和基層對碎石的最大料徑有一定要求。如城市主干道的底基層不應(yīng)選用粒徑超過40mm的碎石,用做基層時,粒徑不應(yīng)超過30mm。
2.2 水泥
對水泥的要求是425#硅酸鹽水泥,初凝時間在3h以上,終凝時間在6h以上。由于水泥的性能對水穩(wěn)層的性質(zhì)影響比較大,因此要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)選用水泥,水泥進(jìn)場后也應(yīng)按照國家相關(guān)規(guī)定進(jìn)行復(fù)檢,避免使用不合格的水泥做脫結(jié)材料。
2.3 水
水與水泥混合形成膠結(jié)灰漿,在試拌前應(yīng)做強度試驗,或選用水混拌的膠結(jié)強度低于標(biāo)準(zhǔn)強度90%的,則視為所用水不合格,不宜在水穩(wěn)層施工中采用。
2.4 混合材料
混合材料分為兩種,活性材料和非活性材料?;旌喜牧夏芘c水泥中析出的氧化鈣產(chǎn)生作用的為活性材料,反之為非活性材料。一般選用的活性材料多為粉煤灰等。
3 水泥穩(wěn)定層的施工準(zhǔn)備
3.1 準(zhǔn)備下承層
用12~15噸的三輪壓路機(jī)或等效的碾壓機(jī)械進(jìn)行碾壓,一般壓3~4遍。在碾壓過程中,如發(fā)現(xiàn)土過干,表層松散,則適當(dāng)灑水;如土過濕,發(fā)生“彈簧”現(xiàn)象,則采取挖干晾曬、換土、摻石灰或粒料等措施進(jìn)行處理。對底基層還要進(jìn)行彎沉測定,凡不符合設(shè)計要求的路段,必須根據(jù)具體情況,分別采用補充碾壓、換填好的材料、挖開晾曬等措施,使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),符合平整度要求和具有規(guī)定的路拱。
3.2 施工放樣
在土基上恢復(fù)中線,直線段每15~20米設(shè)一樁,平面曲線每10~15米設(shè)一樁,并在兩側(cè)路肩邊緣外設(shè)指示樁進(jìn)行水平測量,在兩側(cè)指示樁上用明顯標(biāo)記標(biāo)出水泥穩(wěn)定層邊緣的設(shè)計高程。
3.3 備料
在所定料場中取有代表性的土樣進(jìn)行顆粒分析、液限及塑性指數(shù)、相對密度、重型擊實等試驗,必要時進(jìn)行有機(jī)質(zhì)含量、硫酸鹽含量試驗,土樣經(jīng)試驗證明符合要求后才能采用。選用不同的水泥劑量制成混合料試件,養(yǎng)生7天后進(jìn)行無側(cè)限抗壓強度試驗后選出合適的水泥劑量。
4 水泥穩(wěn)定層的施工要求
4.1 拌和與運輸
①水泥穩(wěn)定混合料的拌和應(yīng)采用廠拌法。②廠拌的拌和設(shè)備在配調(diào)試時,應(yīng)使拌和的混和料顆料組成、水泥含量達(dá)到規(guī)定要求。③必須配備足夠的運輸混合料的車輛,且要注意裝載均勻和防止離析。④當(dāng)攤鋪現(xiàn)場距拌合場較遠(yuǎn)時,混合料在運輸中應(yīng)加覆蓋以防水份蒸發(fā)。
4.2 攤鋪整型
①混合料的攤鋪采用攤鋪機(jī)全幅攤鋪,攤鋪時要設(shè)定松鋪厚度,使混合料均勻攤鋪在要求寬度上。②攤鋪時混合料的含水量宜高于最佳含水量0.5~2%以補償攤鋪及碾壓過程中水分損失。
4.3 碾壓
①混合料的碾壓程序應(yīng)按照試驗路段確認(rèn)的方法進(jìn)行。②碾壓過程中,水泥穩(wěn)定基層的表面應(yīng)始終保持潮濕。如表面水分蒸發(fā)得快,應(yīng)及時補灑適量的水。③嚴(yán)禁壓路機(jī)在已完成或末碾壓層的路段上“調(diào)頭”和急剎車,以保證水泥穩(wěn)定基層表面不受破壞。④施工中,從加水拌和到碾壓終了的延遲時間不得超過水泥終凝時間,按試驗路段確定的合適的延遲時間嚴(yán)格控制。
4.4 養(yǎng)生
碾壓達(dá)到要求壓實度后應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)生,養(yǎng)生時間不少于7天時間,養(yǎng)生主要采用2臺灑水車灑水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)生期間禁止其它車輛通行,養(yǎng)生期達(dá)到后及時下封,使基層表面免遭破壞,確?;鶎淤|(zhì)量。
5 混合料的配合比設(shè)計
5.1 在滿足設(shè)計強度的基礎(chǔ)上限制水泥用量
混合料通常隨水泥劑量的增加,強度逐漸增高,收縮性逐漸增大,水泥劑量太大,既不經(jīng)濟(jì)、還會使基層的裂縫增多、增寬,從而引起瀝青面層相對應(yīng)的反射裂縫;水泥劑量太小,不能確保水穩(wěn)層的施工質(zhì)量。制備不同比例的混合料,取符合強度要求的最佳配合比作為水穩(wěn)的生產(chǎn)配合比,用重型擊實法確定各組混合料的最佳含水量和最大干密度。
5.2 在減少含泥量的同時,限制細(xì)集料、粉料用量
由于水泥劑量對干縮性的影響隨集料平均粒徑的增大而減少,混合料中若塑性細(xì)土的含量過大,很容易產(chǎn)生干縮裂縫,并且隨細(xì)料含量的增大和塑性指數(shù)的增加而明顯增加。監(jiān)理工程師必須對工程實際使用的集料進(jìn)行篩分試驗,根據(jù)各種礦料的顆粒級配和計算用量比調(diào)配出合理的級配曲線,初步確定礦料級配、拌和機(jī)各料倉的供料比例。通過二次篩分,確定各料倉的比例,作為拌和機(jī)控制參數(shù)使用。
5.3 根據(jù)施工條件限制含水量
含水量過大,既會出現(xiàn)彈簧、翻漿等現(xiàn)象,影響混合料可能達(dá)到的密度和強度,也會增加混合料的干縮性,使結(jié)構(gòu)層容易產(chǎn)生干縮裂縫。含水量過小,混合料易松散,不容易碾壓成型,也會影響混合料可能達(dá)到的密度和強度。根據(jù)路面基層施工技術(shù)規(guī)范及施工經(jīng)驗,一般情況下拌和物含水量應(yīng)根據(jù)氣溫、運距和機(jī)械碾壓性能情況比最佳含水量略高0.5~1%,以彌補混合料運輸、攤鋪和碾壓過程中水分的損失。合理的水穩(wěn)配比組成除能達(dá)到設(shè)計強度外,還應(yīng)具備較小的溫縮性和干縮性及較好的施工和易性能。
6 水泥穩(wěn)定層施工
6.1 拌和、運輸
我們采取集中拌和料用于施工,拌和時要嚴(yán)格控制配合比,熟料要求均勻一致,無夾生現(xiàn)象,運輸采用5 噸自卸車運輸,運輸?shù)缆芬笃秸瑫r間短,避免離析、干料現(xiàn)象發(fā)生。
6.2 攤鋪和碾壓
水泥穩(wěn)定層在攤鋪前要對基層的質(zhì)量進(jìn)行復(fù)驗,符合分項工程質(zhì)量要求后,方能進(jìn)行水泥穩(wěn)定層的攤鋪。
(1)攤鋪采用機(jī)械攤鋪,整幅攤鋪成型,避免縱向接縫的產(chǎn)生。攤鋪時,嚴(yán)禁用四齒耙,嚴(yán)禁拋撒,攤鋪成型后,設(shè)一個三人小組跟在壓路機(jī)后面,及時消除粗集料帶或蜂窩,并及時補充細(xì)混合料,攤鋪平整。
(2)攤鋪時拋高度要根據(jù)試驗路段試驗進(jìn)行確定,嚴(yán)禁貼層施工,攤鋪時應(yīng)掌握“寧高勿低,寧鏟勿補”的原則,嚴(yán)禁用齒耙拉平或拋撒。碾壓時要先靜后振,先邊后中,輪跡應(yīng)重疊三分之一輪寬以上。碾壓遍數(shù)根據(jù)現(xiàn)場試驗路段確定,嚴(yán)禁在剛壓實或正在碾壓的路段上進(jìn)行壓路機(jī)或送料車的轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭、急剎車等,保證基層質(zhì)量。混合料的碾壓時間應(yīng)掌握在接近最佳含水量時進(jìn)行,天氣炎熱、蒸發(fā)快時,攤鋪時間應(yīng)避開中午時間?;鶎游翠伔鈱訒r,禁止開放交通并保護(hù)表層不受污染和破壞。
6.3 養(yǎng)生
水泥穩(wěn)定層碾壓成型后,應(yīng)注意早期養(yǎng)護(hù),以利強度得到正常發(fā)展,特別是在施工后1周內(nèi),表面要保持濕潤,擬采用覆蓋麻袋濕冶養(yǎng)護(hù)方式,每天至少灑水2次,不得使表面發(fā)白。養(yǎng)生期間嚴(yán)禁一切車輛通行。
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