浅谈水泥稳定级配碎石基层施工的质量控制

赵治国

(大庆市华大道桥有限公司)

1 因混合料引起的裂缝

因为水泥稳定碎石是一种快凝的胶凝材料,和其他胶凝材料一样也有收缩的性质,主要是干缩和冷缩。当发生收缩时,如受到底层或者其它因素限制,就有出现收缩裂缝的可能。水泥稳定碎石混合料的干缩是由水分的散失引起的,失水越多,收缩愈大。影响混合料干缩性质的因素有骨料数量、含水量和密实度等。导致裂缝出现的外因一般有:施工含水量过大。收缩裂缝的发生与发展和含水量有密切关系,含水量大则干缩和冷缩都大,因而施工中必须严格控制含水量。压实度不够,结构中存在大孔隙的结构才有可能产生较大的收缩孔隙,也是水分的藏身之处。施工期间重车行驶的影响:在混合料结晶结构形成后,车轮作用使结构破坏产生细微裂缝,收缩裂缝就有可能在这些地方出现。刚度增长的影响:混合料基层的刚度随龄期的增大而增大,变形能力减少,容易因收缩而开裂,故混合料的刚度不宜过大。

2 水泥剂量控制不稳

水泥稳定级配碎石基层的主要胶结材料为水泥,且为了防止出现收缩裂缝以及经济性的考虑,水稳碎石基层的配合比设计一般采用规范范围内的低值进行水泥用量设计,而根据水泥稳定级配碎石的特性,水泥稳定级配碎石具有很高的水泥剂量敏感性。水泥用量低则胶结材料不足,不能形成足够的强度;水泥用量高则胶结材料过剩,易出现过多的收缩裂缝;水泥用量高低不均则胶结材料分布不均匀,不能形成均匀板体结构。

为了控制水泥剂量控制不稳的问题,主要通过水稳拌合站进行控制。主要控制方法为:固定各冷料仓的开口宽度及开口高度,尽量保证各冷料仓仓口一致,各冷料仓的材料施工期间固定不变,并严格按照规范要求测定各冷料的转速—数量曲线,确保混合料级配。根据确定好的冷料转速级配,通过试验段将水泥剂量从高到低调制至合格剂量并确定此时的水泥绞笼转速,这样固定各单质材料的转速,并随时监控剂量,是控制水泥均匀填加的最有效方法。但在施工中必须保证原材料运输能力,不得随意因运输能力不足而频繁调整冷料仓及水泥绞笼的转速。

3 级配碎石混合料离析

(1)优化配合比设计,改进级配碎石混合料的特征,减少由于配合比设计不合理导致的离析

①优化级配碎石混合料配合比设计,使混合料中各粒径颗粒分布均匀。

②混合料拌和时应根据当日天气情况适当调整含水量。通过观测级配碎石混合料发现,当混合料含水量较小(尤其低于最佳含水量)或过大(大于最佳含水量 3%以上)时,混合料的粘聚性降低极为显著。分析其原因,是由于级配碎石混合料中不含有任何其它粘结材料,集料之间的相互粘结作用完全由集料表面水膜的表面张力来提供。当混合料含水量较低时,集料表面水膜较薄或不足以形成水膜,粗集料上表面水膜的表面张力不足以使细集料附着在其上;当混合料含水量较高时,集料表面水呈流动状态,使集料之间产生润滑作用,粗、细集料更易分离。只有当混合料含水量合适时,粗集料表面上的水产生的表面张力才能充分使细集料附着于粗集料表面,形成级配均匀的混合料。因此,在施工中应根据施工当日的天气情况,使级配碎石混合料含水量较最佳含水量高 1.5%～3.0%。

(2)调整拌和、摊铺设备的工艺参数,控制和减少由于机械设备产生的混合料离析

①改进稳定粒料拌和站计量系统,并在施工前对计量系统进行检定。为了保证粒料拌和站计量准确、混合料级配稳定,项目部对粒料拌和站计量系统进行了改进:增加了电子计量感应设备,将计量精度较差的转速计量方式改为精度更高的电子计量方式。在生产配合比调试前,对电子计量系统进行了检定,结果显示其计量误差小于 1%,计量精度满足施工要求。

②调整拌和时各种规格集料的计量顺序。通过对比分析,在生产过程中根据进料斗与拌缸的距离,依次将粒径较大的集料置于远端,而将粒径较小的集料置于近端,同时,根据横向皮带机转速设定各料仓开启时差,确保横向皮带上各处混合料级配符合规范要求。通过采取上述措施,不但有效地保证了混合料的拌和质量,而且节约了拌和时间。

③调整粒料摊铺机的工艺参数,使之与所摊铺混合料及铺筑厚度相适应。

(3)优化施工组织设计,合理组织施工,从施工工艺上控制和减少混合料离析

采取合理的混合料装料、运输、卸料工艺。为了减少由于落差过大而发生的离析,在拌和机传输皮带下安置一个可控制开启、闭合且容量足够大的盛料斗,使所拌制的混合料先存储于盛料斗,再由盛料斗放入运输车中。采取分层放料的方式降低了混合料放料时的落差,可减少由于落差过大产生的离析。为防止各粒径集料进入盛料斗时由于落距不同产生的离析,在拌和机传输皮带正前方一定距离,安置一块略向传输带倾斜的钢板。同时,在盛料斗底部放料口处设置两条相互垂直、宽度约为 30 cm的钢板,使盛料斗在开启时呈“田”字状放料,进一步减小放料落差。运输车辆在装料过程中,要前后挪动车辆,呈“品”字状接料。混合料运输时,所有运输车辆均采用尼龙蓬布覆盖,并采取紧固措施,防止混合料在运输途中水分损失过大,同时阻止表面粗集料在运输过程中发生移动。运输过程中应限制运输车辆的行驶速度,保持匀速行驶,避免在运输途中急加速、急刹车。现场设置专人指挥运输车辆倒车、卸料,做到倒车时料车居于摊铺机中央不偏位,卸料时分次起斗。通过采取上述措施,有效降低了混合料在装料、运输和卸料过程中的离析。