影响水泥稳定碎石基层强度控制的因素

2017-04-09李杰

四川水泥 2017年3期

关键词：集料碎石用量

李杰

影响水泥稳定碎石基层强度控制的因素

李杰

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本文从影响水泥稳定碎石基层强度的几个主要因素，水泥剂量、材料、级配等入手，结合自身的实践经验，探讨如何控制水泥稳定碎石的强度。

基层；强度；控制

水泥稳定碎石常被设计成公路路面的基层，由于基层质量不佳而导致路面早期破坏的现象屡见不鲜，笔者就多年来的施工经验，浅谈水泥稳定碎石基层强度控制的几个主要方面。

一、严格控制水泥剂量

水泥剂量是影响水泥稳定碎石强度的关键之一。因水泥剂量不能保证而引起的质量事故时有发生。如某二级公路，水泥稳定碎石基层龄期超过七天，钻芯取样后做抗压强度试验，发现强度大的能达到12MPa左右，小的却只有约3MPa，且芯样不完整，显然是水泥剂量不均导致的。因此，要保证水泥稳定碎石的强度，就必须严格控制水泥剂量。控制水泥剂量主要从以下几个方面入手。

（1）选用合格水泥。普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可用于水泥稳定碎石，但应选用初凝时间大于3小时，终凝时间较长（宜在6小时以上,10小时以内）的水泥，水泥标号为适宜的较低标号。

（2）按要求达到的强度进行混合料配合比试验，确定最佳水泥用量。水泥稳定碎石的强度在很大程度上取决于水泥用量的多少，一般随着水泥用量的增加，强度也会随着增大。但水泥用量又不可过高，一般水泥用量不可超过6%，过高的水泥用量非但不经济，并且可以引起较大的收缩和较多的裂缝。

（3）生产过程中，一定要保证水泥用量，严格控制在规范规定的范围内，水泥拌合要均匀。施工中影响水泥剂量的因素有很多，包括原材料含水量变化、级配变化、设备运行故障、后方供料状态，还有要经常根据前方施工情况调整拌和机出料能力，和水泥拌合不均匀也容易引起强度达不到。为保证拌和机拌合质量稳定，水泥剂量要进行严格的测试。在这个过程中，并不是水泥剂量只要大于设计配合比质量即可，而是按照规范要求每2000平方连续测六个试样，六个试样偏差不能太大，否则水泥剂量则为不合格。

二、选用合格的砂石材料

在保证水泥剂量的同时，砂石材料合格与否也是影响水泥稳定碎石基层强度的重要方面。集料的颗粒形状、表面特征及表面清洁程度是决定强度的重要因素。使用扁平或针片状颗粒集料不仅会增加集料的表面积，并增加混凝土空隙率，从而降低混凝土强度，覆盖在集料表面的杂质，如淤泥和粘土，以及风化和腐败层会降低界面粘强度。为了保障混合料施工的合宜性，需要有限控制被稳定材料的公称最大粒径及其含量。对此《公路路面基层施工技术规范》都有明确规定，高等级公路路面基层的最大公称粒径为26.5㎜，由于在实际施工过程中完全提出超颗粒集料是不现实的，所以大于26.5㎜的颗粒最多可达2%-3%。水泥稳定碎石基层0.0.75mm以下的细集料含量较高时，将影响基层的收缩性能，引起裂缝，因此对于高速公路和一级公路级配要求中，0.075mm的含量不得超过5%。另一方面为了保证混合料有较好的抗疲劳性，0.075mm以下的含量不宜为零。高速公路和一级公路相应级配的容许波动范围比较小，相应要求更严格。以4.75mm为例，容许的波动范围为10%，而二级及二级以下公路，4.75mm以下的波动范围为20%。高速公路和一级公路，水泥稳定碎石0.075mm以下粉尘含量不超过2%,集料压碎值不大于26%，针片状颗粒含量≤18%。以某一级公路为例，由于集料含泥量较大，最大可达到5.5%，严重超出规范要求，经拌合铺筑后，该段基层钻芯取样不完整，下部松散，最后只能用冷再生机重新加水泥拌和处理，有人认为集料含泥量大不是影响因素，因冷再生材料时里面同样含有较多泥块。这种观念是不正确的。冷再生的原料是由石灰和沥青面层组成的无机混合料，其强度形成机理是依靠离子之间的交换、吸附，以及一系列复杂的物理化学反应，而集料表面的土质只会降低界面粘结程度。

三、级配要合理

集粒级配对混合料，特别是水泥稳定碎石混合料的强度有显著影响。为保证生产过程中混合料的级配满足要求，需要严格控制以下几个方面：

1.做好原材料的进场验收制度

按照规范要求对不同颗粒级的原材料都要进行试验，对严重超出规范要求的集料应杜绝进场。原材料的不均匀性是影响混合料性能稳定性的重要因素，为了全面掌握各档原材料的级配情况，需要从拌合场料堆的不同位置和每一批次进料中分别取料、筛分，然后分别统计各档料通过率的平均值和变异系数。

2.不同粒度的原材料要分别堆放

对堆放不同粒级原材料的场地，应采取适当措施隔开，避免料多时互相交错，保持同一粒度级集料颗粒组成无大变化。每种规格的粒料最好有明显的标牌、标识。

3.细集料要覆盖

细集料包括石屑和砂需要用篷布覆盖，防止雨淋。如果细集料潮湿或含水量太大，就不能顺畅通过下料口到达输送带，不得不采用人工捅料的方法，这样下料必然会不均匀，导致级配受影响，从而影响水泥稳定碎石的强度。

4.下料上口之间要用隔板隔开

拌料机通常有4个下料斗，可放4种不同粒级的集料，但由于4个料斗的上口紧靠在一起，一字排列、上口齐平，在下料过程中，造成相邻料斗的两种集料相混，使生产配合比发生显著变化。如果在下料斗上口之间用隔板隔开，同时下料斗的上口不要紧靠在一起，装载机装料斗的宽度小于上口，则可避免这种现象。

四、拌和要均匀

在用拌合机进行拌和时，需要检查拌合机具是否存在拌和不稳定情况。拌合设备要严格保证各个料仓进料的稳定，按设计确定的比例进料，不得随意调整，并应随时进行检查。出现问题，应停止生产。如果拌合机长时间闲置，在使用之前一定要做检查，拌锅要做到经常清理。

拌和时间对强度影响也很大。现在拌合工程中大多数拌合设备的拌缸长度不大于5M,混合料在拌缸中的拌合时间不超过10s,有的仅有5s-6s,难以保证混合料拌合的均匀性。因此现在规范要求必须进行二次拌合。

拌合过程中的加水仓也要严格控制流量。天气炎热或运距较远时，应该稍微加大水泥稳定碎石的含水量，一般比最佳含水量增加0.5-1个百分点。水泥稳定中、粗粒料对含水量的变化非常敏感，所以不可过度加水，以免引起“弹簧”。

五、严格按规范施工

应按工程量的大小和运距的长短，配置足够数量的运输车。运输过程中车厢应覆盖，防止表层混合料含水量损失过多，如混合料已变白，通过摊铺和摊铺后会造成强度偏低；混合料摊铺应保证足够的厚度，碾压成型后每层的摊铺厚度不小于16cm，最大厚度不易大于20cm。混合料摊铺过程中，应保持连续。碾压要及时，压实要在施工确定的水泥延迟时间内完成，否则延迟时间过长，会直接影响可能达到的压实度及强度。碾压过程中，要保持水泥稳定碎石表面湿润，天气炎热时，要及时补水，以防止“起皮”。碾压过程中，对有“弹簧”、“起皮”和“松散”路段，要及时翻开重新拌合或处理。