浅谈水泥稳定土基层质量控制

白金明

[摘要]随着我国经济高速发展,水泥稳定土基层得到了很快的推广应用,同时也暴露出许多质量问题。强度不足、局部松散破碎、干缩裂缝等问题严重影响了公路的使用寿命。文章结合工程实际,从原材料、配合比设计、施工工艺及施工过程控制等方面浅析质量控制。

[关键词]材料质量 稳定土基层 质量控制

一、材料的质量控制

水泥稳定基层这种结构对原材料要求较严,严把材料质量关是保证工程质量的基础和重要环节。水泥稳定土路面基层的原材料主要有水泥、粗集料、细集料、矿粉。水泥应选用初凝时间3h以上和终凝时间较长的低标号水泥,且不应采用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。各项技术指标应满足技术规范的要求,水泥初终凝时间是确定水泥稳定稳定土的施工控制时间的重要依据。粗集料的质量控制指标主要是根据结构层性能决定的稳定土压碎值和颗粒组成,确定出稳定土的强度和级配。

二、配合比设计

配料准确是保证水泥稳定土内在质量的关键环节。配料准确的基本前提是两种原材料要合格。通过对工程实际应用的矿料分别进行筛分试验和测定其相对密度,根据各种矿料的颗粒级配和计算用量比调配出合理的级配曲线。由于水泥剂量对干缩性的影响,随集料平均粒径的增大而减少,集料平均粒径越大,水泥剂量对干缩性的影响越小;在相同条件下,水泥稳定中粗粒土的收缩性较细粒土的收缩性要小得多;对大多数土混合料而言,随水泥剂量的增加,收缩性逐渐减少,并达到最小值,随水泥剂量的增加,收缩性逐渐增大,水泥剂量过大,同样会产生收缩裂缝。

三、混和料的拌和

在水泥稳定稳定土混合料拌和过程中,均匀性是影响水泥稳定稳定土结构强度的关键因素。基层水泥稳定稳定土必须采用集中厂拌混和料,混合料的拌制可从以下方面控制:

1.厂拌设备的选择

拌和设备的性能决定了混和料的配料精度和均匀性,应选用带有电子计量装置的高性能稳定土拌和机,以保证混合料的级配符合配合比要求,保证拌和料的稳定性。

2.水泥剂量控制

水泥的用量对水泥稳定层质量起着关键作用,剂量太小,不能确保水泥稳定稳定土施工质量,而剂量太大,既不经济、还会使基层的裂缝增多、增宽,从而引起面层相对应的反射裂缝。考虑施工时各种损耗,工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量增加0～0.5%,以确保水泥稳定基层的质量,但应控制不超过6%,以减少混和料的收缩性。

3.含水量控制

根据路面基层施工技术规范及国内外施工经验,一般情况下拌和含水量应比最佳含水量略高0.5%～1%,若气温较高或运输距离较长时应高1%～2%,以弥补混和料运输、摊铺和碾压过程中水分的损失。含水量过大,既会出现“弹软”、“波浪”等现象,影响混和料可能达到的密度和强度,也会增加混和料的干缩性,使结构层容易产生干缩裂缝。施工过程中要根据气温情况及运输距离及时调整含水量的大小,根据规范、经验及现场摊铺碾压的效果确定。

四、混和料的运输和摊铺

长距离运输,混合料含水量容易损失,产生离析,造成摊铺碾压后,基层局部平整度差,长距离运输,应通过试验,采取措施,及时摊铺,在水泥的终凝时间内,完成运输、摊铺、碾压、整平。

1.摊铺现场的准备工作

(1)摊铺前必须清除垫层上的浮土、杂物清理干净,以免产生松散、起皮现象。开始摊铺时,要在垫层上洒水使其表面湿润。

(2)准确施工放样。在全线路面施工前,要对全线的导线点、水准点进行复测。为了避免由于基准钢丝绳的垂度影响摊铺的平整度,其钢立柱纵向间距不宜过大,直线宜为10米,曲线宜为5米,并用紧线绳拉紧。

(3)由于水泥稳定土受摊铺时间的限制,在摊铺前必须认真检查摊铺及碾压设备,确保其完好状态,以免由于机械故障造成中途停机,造成不必要的经济损失,同时要加强摊铺现场与拌和厂之间的联系,以应付紧急情况。

(4)摊铺设备的选型。公路的基层宜采用摊铺机摊铺混和料。应选择摊铺性能好的全自动找平摊铺机,尽可能整幅一次摊铺,可很好地控制摊铺厚度和表面平整度。摊铺机的摊铺效果必须满足摊铺料不离析、级配良好、稳定、平整度、横坡度均符合规范要求。

2.混料的摊铺

拌和好的成品料运至现场应及时按确定的松铺厚度均匀、匀速的摊铺,摊铺过程中尽可能少收料斗。为确保摊铺机行走方向的准确性,可在路槽或底基层上洒白灰线,以控制摊铺机行走方向,摊铺机要保持适当的速度均匀行驶,不宜间断,以避免出现“波浪”和减少施工缝,在摊铺机后面设专人消除局部细集料离析现象。

五、混和料的压实

用振动压路机配合重型轮胎压路机紧跟混合料的摊铺面进行碾压。开始用振动压路机不挂振进行碾压1～2遍,然后挂振碾压。直线段由两侧路边向路中心或自横坡度低的一侧向高的一侧碾压,碾压范围应较基层边缘宽出10cm,碾压时重叠1/2轮宽,碾压速度1.5～1.7km/h。用振动压路机在前轮胎压路机在后配合继续碾压。碾压速度2.0~2.5km/h。碾压顺序同前,碾压至要求的压实度为止。碾压过程中如气温高或风天基层表面易风干,可利用轮胎压路机自动喷水装置边喷水边碾压。

六、养生

碾压完成并经压实度检测合格后,应立即开始养生,养生期不宜少于7天,并应封闭交通,除洒水车辆外,严禁其他车辆通行,保湿养生至下一层施工前。合理的养生既是保证水泥稳定稳定土强度的需要,又是减少和避免干缩裂缝的措施。新铺水泥稳定稳定土基层随着混合料水分的减少产生干缩应力,水分减少的越快,产生的干缩应力越大,水分减少的越慢,干缩应力缓慢产生逐渐增大,由于材料的松驰应力和温度随龄期增大,抗应变能力增强。铺筑后养生不及时或忽干忽湿,导致水分散失较快,干缩应力急剧增大而抗应变能力还较低,易产生干缩裂缝,并随时间增长裂缝增加。

七、结语

水泥稳定基层有诸多优点,但也不能忽视它的缺陷,这种结构如果操作不好,容易出现裂纹,影响整体强度。实践证明只要严格执行《技术规范》要求,抓住关键环节,加强控制,组织管理到位,就能够确保工程质量。

参考文献:

[1]沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面.北京:人民交通出版社,1998.

[2]杨文渊.道路施工工程师手册(第二版).北京:人民交通出版社,2004.