水泥稳定碎石基层施工控制

2010-08-15孙健刘伟

山西建筑 2010年27期

孙健刘伟

水泥稳定碎石基层因具有良好的板体性、水稳性,以及力学强度高、整体承载能力强等特点,在我国高等级公路中得到广泛推广应用。室内试验及一些工程实践证明:通过调整混合料中粗集料的级配,使各级混合料形成骨架密实型结构,可以改善和提高水泥稳定碎石基层抗裂性能[1,2]。粗集料形成骨架结构后,石料之间的相互嵌挤,能够有效提高混合料的内摩擦角,从而提高强度,改善抗裂性能[3]。尽管水泥稳定碎石基层优点很多,应用也很广泛,但若施工控制不好,容易产生收缩裂缝[4],也就无法保证其刚度和板体特性。本文结合工程施工,探讨水泥稳定碎石基层的施工技术与控制措施。

1 原材料质量控制

1.1 水泥的选择

水泥质量是影响水泥稳定碎石基层内在质量的主要因素之一。为便于施工及减小基层产生干缩、温缩裂纹的危害,应选用终凝时间较长、干缩率较小的品种,水泥进场车检验,并留样备查,以便施工中质量问题的分析研究。

1.2 矿料的控制

1)进场材料质量及存放优劣、上料过程都会造成混合料质量的波动。在以往工程施工过程中,常因料源混杂,运输车辆混乱,甚至运输车辆为追求经济利益存在不同规格矿料混装的现象,这给收料工作带来极大的困难。即使车辆进行检测,也因试验检测取样的局限性难以保证进场材料的全部合格性,致使拌制出的混合料产生大的级配波动或不符合要求。针对这种情况,采取选择固定料厂、给料厂统一制作、更换套筛、独自组织运输车辆、加大试验检测力度的方式,从料源、运输着手,试验部门、材料部门密切配合,对材料进场进行有效控制。2)原材料存放严格做到不同规格分别堆放,中间设置隔离设施,料堆插放标示牌,细集料篷布覆盖,加高拌合机喂料仓的间隔壁板。

2 施工控制要点

2.1 拌合厂的控制

1)控制混合料级配。对每种规格的集料要建立不同规格集料的进场验收制度,要规定几个关键筛孔的通过量和超尺寸颗粒的含量以及各筛孔通过量的允许误差。必须事先计算各种不同粒级集料的需要量,计划进料的时间,并计算各种不同粒级集料所需堆放场地的面积,不同粒级的集料要分别堆放。堆放场地应事先整平、碾压并作适当的硬化处理,不同粒级集料应采取适当措施隔开,避免料多时互相交错,保持同一粒级集料颗粒组成无大变化。细集料包括石屑和砂,如生产的是二灰稳定粒料,则石灰和粉煤灰均需要用篷布覆盖,防止雨淋。若细集料含水量不大,则细集料在输送带上为不均匀的间隔分布;若细集料含水量过大,则料斗中的细集料不会顺畅地通过甚至不能通过原定的下料口落到输送带上。各个下料斗的上口要用隔板隔开。2)严格控制水泥用量。通过试验可以知道水泥用量不但影响水泥稳定碎石基层强度,而且还会对基层的抗裂性有很大影响。因此,有必要改进输送水泥的装置并增设电子称量装置,严格控制水泥剂量。3)严格控制混合料的含水量。由拌合厂运出的混合料的含水量对现场施工及施工后混合料的强度和干缩应变或基层干缩裂缝的多少都有很大影响。若混合料的含水量过大,则碾压过程中容易产生“弹簧”现象,此时混合料不能压实,表面会留下很深的轮胎印,使断面不平整;再则会将水泥混合料中的水泥浆提到上面,使碾压表层结合料过多并光滑,而下部结合料过少,强度差,使基层在使用过程中容易破坏,而且还容易产生严重的干缩裂缝。4)混合料的拌和。混合料拌和过程中搅拌机应连续稳定作业,并严格控制搅拌时间。拌和完毕后,需要将混合料通过皮带输送机送入卸料仓,混合料传送皮带的角度应尽可能取小值。此外,还可以采用“槽式”传送皮带或在传送皮带上加设横板。拌和好的混合料不要采用其他措施随意扰动。混合料采用重力卸料时可在出料口加设导向板,使物料在导向板分阻力作用下翻转某一角度,迫使粗、细落到设定的中心位置,这样可以减轻离析现象。在不影响车辆进出和正常卸料的情况下,出料口距车厢的高度应尽可能的小一些。在装料时使自卸汽车前后移动,应在自卸车车厢的前方和后方2处堆装,或3处堆装混合料。

2.2 混合料的运输

1)防止混合料在运输过程中发生离析。混合料在运输过程中应注意尽量不使车辆颠簸,建议采用混合料转运车供料,除可有效减少混合料离析以外,还可以避免运料车对摊铺机的冲撞。2)防止混合料在运输过程中水分蒸发。运料车装料出厂时的车厢必须覆盖,防止表层混合料含水量损失过多。尤其在气温较高季节、阳光好和有风的气候条件下,更应该重视防止水分蒸发。

2.3 混合料的摊铺

目前,我国高等级公路的半刚性基层施工中,多采用集中厂拌和摊铺机摊铺,考虑到水泥的凝结时间、延迟时间对施工质量的影响,施工机械设备应合理搭配,配合使用,必须采用流水作业,各工序紧密衔接,尽量缩短从拌和到完成碾压的延迟时间,宜采用摊铺机摊铺。

2.4 混合料的压实

碾压是混合料充分密实、形成稳定基层的主要工序。施工中,碾压应及时,从加水拌和到碾压终了的延迟时间尽量控制在3 h以内。碾压应按照先轻后重、先边后中、由内到外的原则进行。碾压过程中,水泥稳定碎石基层的表面应始终保持湿润。碾压过程中,如发生“弹簧”、松散起皮等现象,应及时铲除并换以新混合料,使其达到质量要求。为避免在压实过程中出现混合料被推移的问题,初压时最好是选用全轮驱动的钢轮压路机进行碾压。

2.5 养生措施

养生措施:在下基层碾压成型并经压实度检验合格后,即采用复合材料养生膜覆盖进行保湿养生。上基层碾压结束表面稍干,随即洒布透层沥青和摊铺稀浆封层进行养生。薄膜覆盖养生可以保证有充足的水分让水泥充分水化,并且可以防止因失水过多而引起干缩裂缝。养生期间,应封闭交通。如不能封闭交通,应禁止重车通行,其他车辆的车速不得超过30 km/h,并避免在主车道上集中行驶。上基层采用透层油和稀浆封层养生时,透层油采用慢裂、渗透性好的洒布型乳化沥青,稀浆封层采用慢裂快凝的拌和型乳化沥青。气温低于10℃或大风、即将降雨时,不得喷洒透层油。

3 施工中减少收缩裂缝的措施

1)尽量选用不含塑性土的细集料,减少含泥量,减少4.75mm以下细料含量,同时确保4.75mm筛孔的通过率在级配范围中值。2)在确保水泥稳定碎石无侧限抗压强度合格的前提下尽量降低水泥用量,一般宜控制在4.5%～5%之间,随着水泥剂量的增大,会导致水泥稳定碎石混合料的干缩系数明显增大。3)严格控制施工时混合料的含水量,一般比最佳含水量提高1%左右,以补偿混合料运输中的损失。施工时含水量越大则蒸发的水分越多,造成的干缩应变也越大。4)尽量减少基层暴露时间,基层施工完后应尽可能采用薄膜或封层油覆盖养生。5)应注意保温,因为基层施工在昼夜温差较大时易产生温缩裂缝。