简析水泥稳定碎石的组成设计与施工控制论文_顾飞龙

简析水泥稳定碎石的组成设计与施工控制论文_顾飞龙

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摘要:本文通过对水泥稳定碎石组成设计和施工控制两方面的分析,提出了合理的方法来提高水稳碎石的施工质量。

关键词:水泥稳定碎石;组成设计;施工控制

水泥稳定碎石是一种半刚性基层,具有整体性强、承载力高、刚度大、水稳定性好而且较经济的特点,目前被广泛用于修建高等级公路路面基层或底基层。但水泥稳定碎石也有不足之处,强度形成后易产生干缩裂缝、施工时易离析、从拌和到碾压成型需要在较短的时间内完成等,尽管如此,我们只要在水泥稳定碎石组成设计和施工控制方面多加注意,一些问题还是可以避免的。

1、组成设计

水泥稳定碎石作为路面基层或底基层,设计厚度一般在15~20cm,7d强度为3.5Mpa以上。设计时既要满足设计要求,又要考虑施工条件、环境以及材料的特点。在较高温度下施工时,水泥剂量应用低限,同时应采用初、终凝时间更长的水泥;细集料(0. 075mm以下颗粒)含量可用中低限,以防止干缩裂缝;混合料含水量略高于最佳含水量0.5 %~1.0%。

1.1原材料选择

水泥应选择普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐、火山灰硅酸盐水泥,初凝时间较长大于3h,终凝时间大于6h,不能用早强和快硬水泥,同时应有合适的细度、较低的水化热。

集料采用级配碎石,可以用3种或3种以上单级配集料配制,可以根据进场材料的变化情况随时调整用料比例,使级配接近设计要求。集料的最大粒径控制在31.5mm以下为好,,压碎值不应大于30%,且控制0.075mm以下颗粒含量小于5%。

1.2确定级配组成

选定材料后用平衡面积法确定各种规格单级配集料的比例关系,调整接近规范级配中值,然后通过一定的筛分来验证和修正。

1.3 选定水泥剂量

根据室内无侧限抗压强度的试验结果并考虑施工的水平来确定水泥剂量。

1.4确定最大干密度和最佳含水量

通过试验,水泥稳定碎石的最大干密度一般在2.2~2. 4g/cm3之间,最佳含水量常在4.5%~6.5%之间。干密度与水泥剂量的关系表现为随着水泥剂量的增加干密度减小。

1.5无侧限抗压试验

在施工过程中,从拌和、摊铺到碾压成型需要一定的时间,所以在做无侧限抗压强度试验时,应考虑此段时间差对无侧限抗压强度的损失,以保证水泥稳定碎石实际强度。

2施工控制

2.1原材料控制

施工经验证明比较粗的水泥稳定碎石对施工不利,粗集料中大颗粒石子较多时在拌和、运输和摊铺过程中易产生大小分离的现象,在摊铺宽度大时,在送料轮两端易产生离析,过多的大石子散布在结构层表面,石子保水性差,水分散失快,使水泥缺水,水解作用减弱,与细集料不能硬结为整体,在荷载作用下容易被剥落和磨耗。当含粘土或0.075mm以下土的含量较多时,会直接导致水泥稳定层半刚性体干缩系数偏大,产生裂缝的几率变大,另外也会导致强度的降低。

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2.2施工控制

2. 2.1含水量控制

控制好施工时的含水量是达到压实的前提。含水量过大时,碾压易发生严重的粘轮现象,压实后的表面出现麻坑、小片的剥落,也使裂缝出现的机会增大。含水量过小时不但难以碾压成型,也会因为水泥缺水而不能正常水解、水化,使结构层不能形成强度,造成板体的松散。一般控制在略高于最佳含水量0.5%~1.0%时,有利于强度的形成。

2.2.2松铺系数控制

通过试验段的摊铺及试验数据测定松铺系数,摊铺机施工时的松铺系数一般控制在1. 25~1.35之间,但不同的摊铺机具有不同的振实系数,应分别测定;平地机施工时,松铺系数较小,一般为1. 05~1.10之间。

2. 2.3压实遍数控制

用胶轮压路机或振动压路机中速静压1遍,当含水量较大时可以等到含水量散失到合适的程度时用振动压路机轻碾1遍,达到稳压的目的,然后用20t以上的大吨位压路机碾压,在尽量短的时间内,碾压完成,效果比较好,因此工地应配备足够的压实设备。一般碾压4~6遍,即能达到压实要求。

2.2.4时间控制

计算加水拌和到达压实度后的碾压成型时间,控制在2h以内为好,不得超过水泥初凝时间。

2.2.5高程控制

一般情况下水泥稳定碎石虚铺厚度较大,如果厚度不均,压实后各点的沉降大小也会不一致,使得高程不易控制,尤其是在老路改造中水泥稳定层作为找平层时,表现更为突出。如果用平地机,施工情况则稍好,采用摊铺机施工时,应现场随时测高程,发现后不准当场处理,延误处理会影响施工质量。

2.2.6平整度控制

较大的虚铺厚度、机械性能、机械操作人员的技术水平以及其责任感都会直接影响到平整度的控制,因此需要施工人员技术过硬,质量意识浓厚。

2.3裂缝预防

水泥稳定碎石的裂缝一般有温差引起的温缩裂缝,干缩应变引起的干缩裂缝、反射裂缝以及外力破坏应变产生的疲劳裂缝等。这些裂缝随龄期的增长而增加。因此需要施工时采取比较全面的措施来预防。

①在达到规定的强度下水泥剂量采用低限

②碾压成型后养生要及时,防止忽干忽湿,炎热多风天气多洒水及时补充散失水分;

③集料级配稳定均匀,0.5mm以下细料质量应严格要求,限制其含量且塑性指数越小越好,若不能达到要求,可掺拌石灰处理;

④控制好下层的压实度、强度指标,当下层较薄弱,而水泥稳定结构的模量较大时,易产生疲劳裂缝;

⑤施工缝处应洒水湿润或涂水泥浆以利于结合,避免产生裂缝;

⑥提高工作效率,缩短延迟时间,减少裂缝出现几率;

⑦高温环境下控制结构层温度,防止早晚温差过大,减少温缩裂缝。

论文作者:顾飞龙

论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期

论文发表时间:2018/5/28

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