水泥稳定碎石基层施工质量影响因素及控制措施
2015-05-07姜伟
摘 要:随着改革开放的不断深入,我国的经济持续高速增长,公路事业也发展迅速,人们对公路的要求也越来越高。公路平整度和行车舒适度会受到公路基层质量的影响,所以应该加强公路基层的质量。由于水泥稳定碎石基层的刚度大、强度高、承载能力强,而且其整体稳定性以及水稳定性较高,所以在近些年来的公路建设中被广泛的应用。文章从实际出发,结合工作经验,对水泥稳定碎石基层施工质量影响因素以及控制措施进行说明,旨在为同行提供参考和帮助,共同提高我国的水泥稳定碎石基层的施工质量。
关键词:水泥稳定碎石;施工质量;控制措施
水泥稳定碎石成型后遇雨不泥泞,表面坚实,是高级路面的理想基层材料。水泥稳定碎石主要是由粒料和灰浆体积组成。一般来说,粒料为级配碎石,灰浆体积包括水和胶凝材料,而胶凝材料一般是由水泥和混合材料共同组成的。级配碎石作为骨料,而骨料的空隙则是采用胶凝材料以及灰浆体积填充,最后摊铺压实。所以,其压实度基本接近于密实度。水泥稳定碎石的初期强度高,并且随着龄期的延长,其强度会有所增加,最终结成板体,抗渗度和抗冻性都会加强。文章主要对水泥稳定碎石基层施工质量的影响因素进行了探究,并针对影响因素给出了控制措施。
1 水泥稳定碎石的特点
作为近些年来广泛应用的公路基层,水泥稳定碎石的特点明显。首先水泥稳定碎石基层的强度和刚度较好,这是由于水泥的水化作用,所以水泥稳定碎石基层能满足公路上层荷载对下层强度和刚度的要求;其次水泥稳定碎石基层的水稳定性较好,与混凝土结构向相同,虽然该种基层的强度与含水量、温度等多种因素有关,但是并不受降水等的影响,因此该种基层的水稳定性较好;另外,该种基层的抗冲刷能力较好,即使受到外界水的冲刷,但是并不易渗透到基层,所以其具备优良的抗冲刷能力;除此之外,水泥稳定碎石基层还具有较好的平整度,由于在具体的施工过程中,所有材料均可以使用机械完成,所以其平整度极易控制,完工后能保持较高的平整度。以上皆为水泥稳定碎石的优良特点,基于这些特点,使其成为一种高级的公路基层,满足人们对公路的要求,所以得到广泛的应用。
2 施工质量的影响因素分析
虽然水泥稳定碎石基层的优势明显,但是其也有诸多不足之处,如抗变形能力较差、脆性较差等,这些均会对公路的寿命造成影响。下面先对水泥稳定碎石基层的施工质量的影响因素进行分析。
2.1 混合料的组成
混合料的组成的首要因素就是水泥的含量,水泥剂量对于混合料的强度的影响较大,一般来说,水泥剂量越多,混合料的强度也就越高,但是水泥剂量也是有其峰值的,一旦水泥剂量过高,虽然强度增加了,但是同时会引起较大的收缩和较多的裂缝,这样一来,就会对基层的整体质量产生影响,而且水泥剂量如果过高也不符合经济性的原则。由此可见,控制水稳基层强度以及稳定性的关键是水泥,一般来说,普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥均可作为水稳碎石的结合料,但是其初凝时间应该在3小时以上,终凝时间应该在6小时以上,但是初、终凝时间过长的水泥也并不稳定。所以要想做出较为合格的水稳层,水泥质量也是关键,应该对水泥的各项特性进行检测。除了水泥之外,集料级配也是重要的因素之一,对于水泥稳定碎石基层而言,集料的自身强度以及级配组成会对基层的承载能力造成影响,根据相关的工作经验,粗集料应该占混合料的60%以上,而细集料一般在0~40%为宜。除此之外,混合料的最大粒径也会造成影响,一般来说,最大粒径越大,混合料也就越容易离析,最终对铺筑层的平整度造成影响。
2.2 含水量
除了混合料组成之外,含水量也是水泥稳定碎石基层施工质量的影响因素之一。一般来说,含水量会对水泥稳定碎石基层的强度、压实度以及延迟时间造成影响。如果含水量较小,基层在碾压成型过程中比较难以达到要求,而且,一旦水量不足,水泥也不会正常的水解和水化,最终对结构层造成影响,使得板体松散。在另外一个方面,含水量较少的话,水泥浆就会粘稠,凝结会加快,反之,如果含水量较大则会延长凝结时间。此外,含水量的多少还会与是否开裂有关,一旦含水量达到一定程度,出现裂缝的几率就会增加。除此之外,含水量还影响着压实度,经过相关的实验证明,含水量不同会导致压实度的不同,所以控制含水量对于压实度的达标是十分有意义的。
2.3 压实度
除了以上两点,水泥稳定碎石基层的强度的影响因素还有压实度,由于水泥稳定碎石属于半刚性稳定材料,其强度形成是基于压实的基础,所以,一旦压实度不够,将会直接影响到路面强度。一般来说,压实度需要达到98%以上。
2.4 养护
最后,养护工作的优劣也会对其造成影响。一般来说,养护工作主要包括两个方面的内容,第一是保湿养护,第二是龄期养护。在实际的养护工作中,在混合料形成初期应该进行保湿养生,这样才能保证水泥在水化的作用中使水量能得到满足;养护工作做得好能有效的减少失水过多,能减少干缩应变加剧,最终能避免过早的产生干缩裂缝。
3 质量控制措施
上文对影响水泥稳定碎石基层的施工质量影响因素进行了说明,现针对上述影响因素,提出质量控制的具体措施。
3.1 混合料组成的控制
针对上文所述的混合料组成会影响水泥稳定碎石基层的施工质量的现象,应该对混合料的组成进行控制。首先应该控制水泥剂量,在保证所用水泥质量的前提下,应该严格的控制水泥剂量这对水泥稳定碎石基层的施工有较大影响。对于拌合站水泥剂量的控制,由于取料的均匀性很难掌握,再加之不同滴液配置的误差,所以在实际的过程中,水泥剂量滴定结果的离散性会很大,这并不能很客观的反映出拌合站的水泥剂量情况,所以应该充分做好拌合站的调试工作,使得计量准确,误差应该严格控制在-50kg~50kg之间,此外,还应该通过采用电子称对水泥剂量进行多次校核标定,得到结果后输入数据试拌,并在稳定时进行EDTA滴定。在实际的施工过程中,由于水泥稳定碎石容易受气温影响,根据经验,平均气温在20℃以上时,4.2%~4.5%的水泥剂量完全可以达到强度3.0~5.0Mpa的要求,而且成型较好;如果温度在30℃以上时,4.0%左右的水泥剂量完全可以保证取芯完整,强度能达到3.0Mpa以上;温度在0~10℃之间,水泥剂量应该稍微提高,一般来说为4.8%~5.0%为宜,而当气温低至零度以下时,则不宜施工。所以根据气温控制水泥剂量,能在一定程度上保证基层强度的同时,还能有效地减少由于水泥原因带来的水稳基层裂缝。其次应该科学的选择最大粒径,根据我国的相关规定,集料的最大粒径不能超过31.5mm,这样能有效的减少离析现象的发生。此外,还应该合理进行集料级配,一般来说,混合料应该以接近级配中值为宜,在这个情况下,强度最高且水泥剂量最低而且在经济性上也具有优势。
3.2 含水量的控制
含水量会对水泥稳定碎石基层的施工质量产生一定的影响,因此应该对含水量进行控制。由于在实际的工作过程中,水稳混合料的运输以及施工中碾压过程的滞后,所以会有部分水分损失,因此,经过相关的试验,碾压混合料的合理含水量应该比最大含水量大0.5%~1.0%,这样才能使实际过程中满足水泥水化的要求,形成的路面质量也较好。
3.3 压实度控制
由于压实度也会影响到水泥稳定碎石基层的施工质量,所以应该对压实度进行控制。在压实度的测定中,相关人员应该尽力避免出现误差,而且应该定期对实验所用的标准砂进行清洗筛选,并且要定期标定标准砂密度和锥体砂的质量。在进行含水量的测定时,最佳处理方法是将挖出的全部混合料烘干后在进行测定含水量的工作,如果用部分试样测定含水量,试样中粗集料的多少将会对混合料的含水量产生影响。
3.4 加强养护工作
在水泥稳定碎石路面施工完毕后,土工布覆盖应该及时,与此同时,还要进行洒水养护,路面的强度会因此增大,裂缝也会减少。路面养护在高温条件下更是应该特别注意。另外,基于现场养生对路面水稳基层强度的形成的意义重大,所以在施工中,应该加强基层养生相关工作的力度。
4 结束语
总而言之,水泥稳定碎石基层的优势较为明显,比如刚度大、强度高、承载能力强,而且其整体稳定性以及水稳定性较高,能满足人们关于平整度和行车舒适度的要求,因此在最近几年的公路施工中得到了推广使用,但是在水泥稳定碎石基层的实际施工过程中,往往会有施工质量不达标的问题,文章针对水泥稳定碎石基层的施工质量的影响因素进行总结,并给出了相关的控制措施,希望可以提高施工质量,为今后相关工程施工提供参考。
参考文献
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作者简介:姜伟(1976-),男,江苏海门人,工程师,大专学历,研究方向:公路与桥梁。