低剂量复合水稳在城市道路基层中的应用

2010-08-13李秀显

山西建筑 2010年20期

李秀显

当前城市道路普遍使用的是水泥稳定碎石基层,这是一种目前国内常见的半刚性基层,水泥掺量一般在5%左右,7 d的无侧限抗压强度可达5 MPa,较其他路基材料高,抗渗性和抗冻性较好。但是,由于水泥稳定混合料固有的干缩性和温缩性,裂缝无法避免,而裂缝一旦形成,必然降低使用寿命。

近年来,水泥稳定碎石基层裂缝问题日益突显,人们开始尝试

用多种方法减少水泥稳定碎石基层裂缝,其中主要有以下两方面:1)降低水泥剂量,从降低水泥稳定基层的模量着手;2)采用柔性基层。沧州市市政工程公司近几年在这方面做了大量的研究。2009年,在室内试验的基础上,在城市道路纬三东路道路基层采用了低水泥剂量并掺加RAP料的低剂量复合水稳的试应用,效果良好。

1 工程概况

纬三东路为沧州市东西方向主干路,全长快车道宽24 m,全长702 m,路面结构采用两步30 cm灰土+18 cm水泥稳定基层+下封层+6 cm中粒式+4 cm细粒式沥青混凝土面层,水泥稳定基层设计强度1.5 MPa～2.5 MPa。

2 原材料

2.1 RAP料

RAP料(Reclaimed Asphalt Pavement):本工程所用的RAP料是由铣刨机对旧沥青路面进行铣刨后回收的混合料。回收后同一类的RAP料堆进行充分混合,在使用前进行破碎、筛分处理,并将破碎筛分后的RAP料分类存放以减小材料的变异性。

2.2 水泥

水泥:沧州“神狮”牌水泥,在纬三东路道路工程中的水稳基层中选择了“神狮”牌P.S32.5硅酸盐水泥。

2.3 集料

在纬三东路道路工程中,水泥稳定集料采用的是20%新集料和80%RAP料混合的复合集料。新集料规格为10 mm～30 mm,RAP料为通过铣刨机回收的旧沥青路面铣刨料,其筛分试验结果如表1所示。

表1 筛分试验结果

3 配合比设计

在施工前首先进行了水泥稳定碎石组成设计,按照3.0%,4.0%,5.0%三个水泥剂量进行了标准击实试验和无侧限抗压强度试验。试验结果见表2。

表2 重型击实和无侧限试验结果

试验结果:三个不同水泥剂量的无侧限抗压强度能够达到设计要求。综合考虑温缩裂缝和经济因素,最终确定配合比为水泥∶碎石=3.0∶100,最佳含水量为6.0%,最佳干密度为2.30 g/cm3。

4 生产过程控制

4.1 混合料的含水量

含水量的大小直接影响到水稳基层压实度的保证和裂缝的产生。含水量偏小,基层表面容易松散、离析,难以压实;含水量偏大,碾压易粘轮,表面翻浆,而且基层成型后水分散失越多,越容易出现干缩裂缝。考虑到混合料在运输过程中有水分散失,在运输车辆上加设了土工布进行覆盖。另外,纬三东路道路工程是春季施工,大风天气居多,水分蒸发很快,因此施工过程中含水量控制在比最佳含水量大1%左右,即生产含水量为7.0%。同时,施工现场设专人实时观察检测混合料的含水量,当现场的含水量出现异常时,及时通知拌合厂调整含水量。

4.2 混合料拌和

由于掺加水泥剂量小,拌和时必须保证水泥连续均匀掺加,拌和必须要充分、均匀、稳定。拌合时间不足、拌和不均匀,易出现粗细料集中、离析等现象。在纬三东路道路工程中,采用的是厂拌法,拌合设备能够准确的控制各种材料的用量。另外,拌合现场设有专人随时检测水泥用量、含水量和各种集料的配比,保证了水稳混合料的质量。

5 施工过程控制

5.1 混合料摊铺与压实

混合料到场后要做到及时摊铺、及时碾压,尽量缩短从加水拌和到碾压终了的时间,在施工时可尽量采用多台摊铺机平行作业,同时要准备充足的压实设备,这样既能加快施工进程,又可以减少混合料的离析。根据以上措施要求,在纬三东路道路工程水稳施工中,混合料到场后,由ABG-423和中国镇江两台摊铺机一前一后联合摊铺,碾压组合为一台PT-240R胶轮压路机+一台YZ26E单钢轮振动压路机+两台26 t三轮压路机,碾压遍数及顺序为:先由胶轮压路机碾压2遍,然后单钢轮振动压路机振压4遍,最后由两台三轮压路机联合静压4遍,现场跟踪检测压实度、水泥剂量,出现异常马上进行处理,通过对该工程的跟踪观察,得出水泥稳定复合集料如下结论:施工过程与常规水泥稳定碎石相同,因为掺加了旧沥青路面铣刨料,混合料比常见的水泥稳定碎石颜色偏黑,其他外观与常规水泥稳定碎石无差别。

5.2 基层养生

碾压完毕后喷洒透层油、洒水养生,养生期不能少于7 d,养生期内保持表面湿润。在铺筑沥青面层之前尽量封闭交通,以减少车辆荷载的影响,并尽快铺筑面层。在铺筑面层前要对水稳基层彻底清扫,并进行下封层施工,加强基层与面层之间的结合。

5.3 指标检测

施工过程中,取拌合现场和施工现场的混合料检测,水泥剂量均为 3.1%,含水量5.8%,现场检测压实度为98%。24 h后,检测水稳基层外观质量良好,无脱粒、松散的现象,7 d后进行钻芯检测,共钻取两个芯样,芯样均完整,上表面平整,下表面稍有凹凸,切割面有轻微掉渣现象,对芯样进行室内修整后检测无侧限抗压强度分别为2.0 MPa和1.76 MPa,满足1.5 MPa～2.5 MPa要求。