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浅谈水稳碎石底基层施工的质量控制


浅谈水稳碎石底基层施工的质量控制
[关键词] 水稳碎石、施工控制 [前 言] 赣粤高速公路是江西省“两纵三横一斜”公路主骨架的“一纵”。沿线附 近山丘众多,石料来源广泛。其路面结构的基层、下基层、底基层均采用水泥稳定 碎石结构。我公司 A5-2 标施工路基及底基层。水泥稳定碎石较二灰土、二灰碎石有 更高的强度、刚度及更好的水稳性。但因材料是水泥及级配碎石,施工工艺较难控 制,成型后的结构层易开裂,对养护要求高。我想谈谈在底基层施工中的几点切身 体会。 1、原材料: 1.1 水泥: 水稳碎石结构层对原材料的要求较高,水泥作为唯一的一种稳定剂(且含量只有 3.5%) 其质量尤为重要。 , 为保证水稳碎石混合料有足够的时间来运输、 摊铺及碾压, 要求选用初凝时间大于 3 小时,终凝时间大于 6 小时的普通硅酸盐水泥。我们经理 部采用的是新余市雷殿牌散装 32.5 级普通硅酸盐水泥。初凝时间大约在 4h10min, 终凝时间大约在 9h30min 左右。能够满足施工要求。水泥在入罐前必须确认在出炉 7 天以后,安定性符合规范及设计要求. 1.2 级配碎石: 规范规定级配碎石的最大粒径不宜大于 37.5mm。粒径过大对拌和站、摊铺机的 损害性越大, 混合料易离析。 在欧美等国家, 一般把最大粒径限制在 19-20mm 之间。 但最大粒径愈小,石料的加工量愈大。高速公路对结构层的使用性能要求高,必须 采用最大粒径较小的集料,以利于机械施工。我们经理部采用最大粒径为 31.5mm 的级配碎石。使用效果良好。 级配碎石的压碎值应不大于 28%,针片状含量不大于 15%.集料中小于 0.6mm 的颗 粒必须进行液限和塑性指数试验,要求液限小于 28%,塑性指数小于 9%。应特别注意 碎石的级配控制。 因为用水泥稳定级配不良的碎石水泥剂量必须达到 6-8%才能满足 设计要求,而稳定级配良好的碎石只用 3.5%的剂量即可。所以集料的级配是质量控 制的要点。级配碎石最好采用 3 种不同粒级的碎石掺配而成,这样级配能够保证相 对 稳 定 。 我 们 在 料 厂 将 石 料 加 工 成 大 料 19-31.5mm 、 小 料 4.75-19mm 、 石 粉 0.075-4.75mm 三个粒组,分别堆放,严禁混堆。在料厂堆料时,宜采用小堆,避免 料堆过高,造成大颗粒向周边滚落,影响集料级配。其中 0.075-4.75mm 的石粉组必 须进行覆盖,否则,石粉在晴雨天气含水量偏差较大(一般在 3.0-8.5%之间) 。这一 点我们是有经验教训的,即使每次搅拌都测含水量来调整拌和用水,雨后施工的混 合料含水量也很难控制的好,因为石粉堆的上部和下部含水量偏差较大。 2、混合料的配合比设计 底基层混合料的级配直接影响到混合料的密实度及强度。混合料的配合比设计是 质量控制过程中最关键的一环。我们通过多次试验,采用不同的掺配方式(配成后 均在规范允许范围以内)得到 5 组配比,分别对 5 组配比进行重型击实试验,选用 重型击实后干密度最大的配比方式。得出最大干密度 2.252g/cm3,最佳 (g/cm3) 2.3 2.2 2.1 2.0 4 6 8 10 12 (%)

最大干密度-最佳含水量关系曲线 图 1 含水量 7.2%。 (见图 1)其配合比为大料:小料:石粉=20:50:30。在击实过程 我们发现,在规范级配允许范围内,大料含量增加,干密度变大。用已定配比来指 导料厂的生产。避免造成某种粒组过剩。水泥的含量为 3.5%,设计已经给以限定。 在施工中应考虑各方面因素的影响,水泥用量加大 0.5%,施工配比水泥剂量采用 4%。 3、准备下承层: 在底基层摊铺前,准备下承层非常必要。采用压路机进行碾压检验。发现软卧层 应及时换填。对表面松散的部分,应针对现场情况采用撒水翻拌或换填的方式来处 理。务必保证下承层有足够的密实度及强度。否则,因下承层强度不足,底基层极 易产生裂缝。最终反映到面层,影响面层的使用寿命。 4、混合料的拌和 路面底基层的施工,关键在于机械的配置。而机械配置中,以选定拌和站最为重 要。在高速公路施工中,必须选用有电子计量的拌和设备,来保证混合料的级配精 度。 我们经理部选用的是南方路机生产的 WCB-400 型全电脑监控拌和站, 每小时供 料能力 400t,该设备计量精确,性能稳定。能够保证混合料的配比。为确保水泥稳 定碎石混合料配比准确,必须在正式施工前精确测定各料仓的转速和单位时间内各 料仓出料重量。各料仓及水泥、水量调试完毕后进行试生产,并通过 EDTA 滴定法 和筛分等试验进行验证水泥剂量、碎石级配、含水量是否准确。集料误差不能超过 ±2%, 含水量 (采用炒干法) 不能超出预定含水量±1%, 水泥剂量在控制在 3.5%-4.5% 范围内,否则应根据试验结果对各料仓转速等参数进行调整,以满足生产精度要求。 水泥剂量的测定采用 EDTA 滴定法。根据 EDTA 耗量,对应标准曲线,查得混合料 的 EDTA 耗量(ml)20 15 10 5 0 2 4 6 8 灰剂量(%) EDTA——灰剂量关系曲线(图 2) 水泥剂量(标准曲线见图 2) 。应严格控制混合料的水泥剂量。水泥剂量过低,影 响底基层的强度。水泥剂量过高,不仅增加成本,而且成型后的底基层容易开裂, 最终影响路面质量。 5、混合料的运输、摊铺和碾压 混合料的运输车辆建议采用 8t 以上性能良好的自卸车。 运输过程中要注意防止混 合料的离析及水分蒸发。气温太高时,必须采用雨布覆盖。为避免混合料离析,运 输车辆在出料仓接料时,应前后调整位置,分三次将车厢装满,先装车厢靠近驾驶 室一侧,再装车厢尾部,最后装中间。 混合料摊铺采用两台稳定土摊铺机(TITAN423 型)一前一后,相距 8-10m 进行 摊铺,避免纵向接缝。摊铺前应调整好摊铺机传感器臂与高程控制线的关系。摊铺 过程中,要控制好松铺高程(见公式 1) : 松铺高程=承层高程+松铺系数*压实厚度(公式 1) 松铺系数——1.28(试验段总结数据) ; 压实厚度——控制桩处底基层设计标高-实测下承层标高。 松铺高程是采用 10m 一桩挂线 (将 1' 的小钢丝绳挂在钢筋桩上并用紧线器拉紧)

控制。有专人负责松铺高程的检查,利用 3m 直尺垂直于路中线,横放在底基层表 面,使直尺的一端靠近高程控制线,误差超过 5mm,应立即进行调整,确保底基层 的松铺高程在规范允许范围以内。 摊铺机宜连续摊铺。应根据拌和站的工作能力控制摊铺机的行驶速度。禁止摊铺 机停机待料。应采用两台摊普机施工,速度宜控制在 1.0-1.2m 左右。摊铺机作业时 应尽量减少进料口翻板翻起的次数,保证螺旋布料器有三分之二埋在混合料中,以 避免混合料离析。并设专人跟在摊铺机后对混合料离析、表面不平整处进行处理。 压实设备采用一台 12t 光轮压路机、一台 18t 振动压路机和一台胶轮压路机。压 实作业遵守先轻后重、先慢后快的原则。先用 12t 光轮压路机进行稳压 1-2 遍,然后 采用振动压路机碾压,先弱振再强振,最后采用胶轮压路机稳压至无轮迹为止。直 线段由两侧向中间碾压,曲线段由内向外碾压。以保证路基横坡成型。底基层的碾 压作业需一气呵成,要保证碾压过的底基层是合格品。否则,水泥初凝以后,绝对 不允许压路机进行复压,这样会影响混合料的板结成型。一般需要碾压 6-8 遍才能 达到规范要求的压实度。压路机的碾压速度,头两边宜控制在 1.5-2.0Km/h,后两遍 宜控制在 2.0-3.0Km/h。为保证底基层的压实度,试验人员必须在碾压一结束,立即 进行压实度检测,发现压实度不足,应立即进行补压,直到压实度合格为止。碾压 过程中,如发现有弹簧、松散、起皮等现象,应及时翻开重新拌和碾压,使其满足 质量要求。从混合料的拌和到碾压结束,整个操作过程应在 2 小时内结束,最长不 能超过 3 小时。超过 3 小时的混合料应予废弃。因为时间过长,对混合料成型后的 压实度、强度都有明显的影响,具体数据详见下图 3: 强度(MPa) 干密度(g/cm3) 5 干密度 2.3 4 强 度 2.2 3 2.1 2 2.0 1 1.9 0 1.8 0 1 2 3 4 5 6 7 时间(小时) 延迟时间对强度于密实度的影响图(图 3) 6、施工缝处理: 两工作段搭接部分应严格按照规范要求的横向施工缝处理的方式进行处理。施工 过程中如出现因故造成施工中断 2 小时以上, 也应该按照横缝的方式进行搭接处理。 横缝应与路中线垂直,其设置方法为: ①人工将混合料末端整理整齐,紧靠混合料放两根木方,高度应与混合料的压实 厚度相同,整平紧靠木方的混合料。 ②木方的另一侧采用沙砾或碎石回填约 3m 长,其高度应略高于混合料。 ③将混合料碾压密实。 ④在重新摊铺混合料前,将木方与砂石料除去,并将作业面清理干净。 7、养生 每一段碾压完成并经压实度检测合格的底基层,应立即进行养生。养生可采用不 透水薄膜或湿砂进行覆盖养生。也可以采用撒水养生。其中撒水养生不宜太早,防 止养护用水冲走水泥浆,影响底基层的质量。如气温过高,蒸发量过大,宜采用小 水量快行的撒水办法,尽量避免养护用水在底基层表面流淌。我们经理部采用的是 撒水养生。养生期间,应始终保持底基层表面潮湿。同时,应封闭交通,除撒水车

外,禁止其它车辆在养生的底基层上通行,养生期不少于 7d。 7、结语 在赣粤高速公路 A5-2 标的施工,我们抓住底基层的施工质量控制的两个难点: 一是混合料的级配;二是尽量减少底基层的裂缝。混合料级配的重要性及保证措施 在上文已经进行了论述。在施工中应尽量减少底基层的裂纹裂缝,以保证底基层及 各结构层的使用寿命。做好以下几点,有利于减少底基层的裂纹裂缝: a、尽量降低混合料中的含泥量; b、碾压时的含水量不宜超过最佳含水量 1%; c、严格控制好水泥用量; d、加强成型后底基层的养生。


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