刍谈公路工程水泥稳定基层的施工与质量控制
2018-07-09采宏标
采宏标
摘 要:目前我国经济高速发展,为了适应新形势的需求,针对车辆交通量大、吨位大的问题,公路建设部门积极采取措施,提高公路设计标准,推广使用高强度高稳定结构。水泥稳定路面基层就这样得到了很快的普及。
关键词:水泥基层 施工质量 控制
1 前言
目前我国经济高速发展,为了适应新形势的需求,针对车辆交通量大、吨位大的问题,公路建设部门在积极采取措施,提高公路设计标准,推广使用高强度高稳定结构。水泥稳定路面基层就这样得到了很快的普及。
2 水泥稳定基层的特性
(1)强度高:在基层混合料水泥剂量不超过6%的情况下,强度可以达到6MPa以上。
(2)水稳性好:这种结构一旦钙化成型,便不怕水的长期侵蚀。它具有水泥混凝土的一些性质。
(3)易操作:基层混合料易生产,拌和容易。水泥剂量、含水量在级配一定的情况下易控制,根据监测情况随时可以调整。
(4)抗疲劳能力强:因为强度高,比其它结构更稳定、持久。
(5)远期成本低:使用寿命长,相应较少了建设成本。
(6)半刚性:因它不同于水泥混凝土,不存在因收缩而产生裂纹。
3 施工中的质量控制
(1)材料选择。水泥稳定基层这种结构对原材料要求比较严,所用材料必须要到达设计要求。如碎砾石的粒径、针片状含量及压碎值等,各种原材料配比拌和后必须在级配范围之内。
(2)材料堆放:各种材料分别堆放,不得混杂、积水。
(3)水泥稳定基层混合料的生产。根据试验室提供的目标配合比,计算生产配合比。拌和站配制混合料,水泥剂量、含水量、级配都要符合设计值。由于机器运行误差、气候等因素的影响,混合料各种指标会偏离设计值,混合料含水量或大或小,水泥剂量或高或低,通过百分率或超上限或超下限。质量检测人员应及时监测、调整,使之保持在设计范围值内。
(4)水泥剂量的控制。水泥剂量太小,不能保证水泥稳定土的施工质量;而剂量太大,既不经济,还会使基层的裂缝增多、增宽,从而引起沥青面层的相对应的反射裂缝。所以,必须严格控制水泥用量,做到经济合理,精益求精,以确保工程质量。
(5)控制混合料含水量、厂拌混合料现场,每天由后场专职试验人员在早上、中午、下午分别测定各种集料的含水量,根据施工配合比设计的最佳含水量指标,结合当天的气温、湿度、运距情况确定混合料拌和时的用水量。在前场负责检测压实度的专职试验人员,在混合料摊铺整型过程中应及时测定混合料的含水量,及时指挥压路机碾压,力求在最佳含水量条件下碾压,尽量避免由于含水量过大出现“弹软”、“波浪”等现象,影响混合料可能达到密度和强度,增大混合料的干缩性,使结构层容易产生干缩裂缝;或由于含水量偏小使混合料容易松散,不易碾压成型,也会影响混合料可能达到的密度和强度。所以只有严格按规范施工,加强每一施工环节的质量控制,才能保证施工质量。
(6)水泥稳定基层混合料的运输。混合料的运输应避免车辆的颠簸,以减少混合料的离析。在气温较高、运距较远时要加盖毡布,以防止水分过分损失。摊铺、碾压时,摊铺系数控制在1.3——1.5之间,并根据摊铺机的行驶速度调整松铺厚度。施工中必须贯彻“宁高勿低、宁刮勿补”的原则,全部施工工作力争在水泥终凝时间前完成。碾压完毕立即做密实度试验,若试验结果达不到规定标准应立即重新进行碾压。
(7)水泥稳定基层混合料的摊铺。在规定的时间内,完成拌和、运输、摊铺、碾压、整平等。不得使用时间超过水泥终凝时间的混合料。
(8)混合料的压实。混合料经摊铺机摊铺成型后,即可用压路机碾压,碾压长度需根据施工现场的实际情况确定。如果实测混合料的含水量高于最佳含水量,且气温较低时可适当延长碾压长度;如果混合料已接近最佳含水量且温度较高蒸发快时,应缩短碾压长度,确保在最佳含水量时进行碾压。为了保证基层压实度,缩短延迟时间,应采用大吨位的压路机组合,一般组合形式为:
初压:振动压路机1台(CA30型),前静后振1遍。
复压:振動压路机2台(YZJ-18型),前振后振各1遍。
终压:30T胶轮压路机1台,各稳压1遍。
无超高路段由两边到中间碾压,在保证边部压实的同时要防止混合料侧向位移,碾压速度一般为1.8km∕H~2.2km∕H;压路机换档要平顺,严禁急刹车、急启动,避免推挤结构层。在摊铺机方向换档位置要错开形成齿状且原路返回。
(9)混合料的养生。对已完成碾压并经压实度检测合格后应立即进行养生,不能延误。养生可用不透水的塑料薄膜覆盖或用湿砂覆盖进行养生,也可用沥青乳液进行养生,还可以在完成的基层上即时做下封层,利用下封层进行养生,同时也可在已完成碾压成型的混合料上直接洒水养生。按技术规范要求,养生期应不小于7天,在养生期间应由专人负责限制车辆行驶,除洒水车外,绝对禁止重型车辆行驶。
4 水泥稳定基层的质量事故成因及解决办法
(1)平整度差:由于水泥稳定基层混合料含水量不一致,级配变化,再加上摊铺机履带轮下有垫物,这几个原因导致混合料压实度系数不一致。因此应保持混合料的各种指标一致性,提高碾压工艺水平。压路机的操作水平高低,也可影响基层的平整度。
(2)厚度(或高程)不够:这也是混合料含水量、级配变化造成的。含水量和级配的改变,使压实系数相应改变,测量人员不可能不断改变压实系数。最终致使基层厚度不均,高程超过容许偏差。
(3)压实度不够:许多人认为主要是碾压的问题,据我通过长期检测发现,造成基层压实不够,还与混合料的含水量、级配等因素密切相关。在同等碾压条件下(以含水量为例),以一段混合料含水量低于最低含水量1%,对比另一段混合料含水量高于最佳含水量1%,混合料含水量低的一段基层的压实度为97%,而另一段能达到99%。
(4)强度不够:直接表现为取不出完整样芯,或取得出但表面粗糙、不密实,试压强度低。造成基层强度不够的因素很多,主要是混合料水泥剂量不够、级配不合理造成的。因混合料水泥剂量偏小,起粘结作用的细颗粒偏少,导致基层成型、钙化后有一定的空隙,不密实。在基层混合料中,水泥起到主要的钙化作用,细颗粒起着粘结的作用。因此在混合料配比中,要严格控制细颗粒的通过百分比,减少空隙以增大密度。
5 水泥稳定基层施工,必须注意几个问题
(1)加强施工管理,加大机械化施工程度。由于水稳施工要求时间紧迫,同时要求一次达到质量标准,否则形成板体不易修整。所以必须加强施工管理,加大机械化施工程度,形成大规模、标准化作业方式,才易满足水稳的施工要求。
(2)水泥用量用水量的控制。在拌和水稳混合料时水泥用量一定要控制准确,用量太少减少胶凝作用,用量太大加大水化热反应温度,极易形成裂缝,另外在振动式压路机振动时,极易形成一层水泥浆覆盖在水稳表面,阻止水稳水化热的挥发,不利于压路机作业。
(3)调整好摊铺设备,在摊铺的过程中不得停车检修,以免混合料因长时间放置,影响碾压密实度和强度。
(4)压路机手必须在混合料可塑状态下,即水泥的终凝时间之前完成碾压成型。
(5)在摊铺及碾压过程中,应派专人跟机找平、处理基层平整度。
(6)碾压成型后及时洒水养生,使基层混合料始终保持在潮湿的状态下。
6 结束语
水泥稳定基层有诸多优点,但也不能忽视它的缺陷。水泥稳定基层混合料的级配对其强度是非常重要的,级配的好坏对水泥剂量的使用多少具有绝对的控制作用。同时施工时一定要注意控制基层混合料水泥剂量、含水量和级配范围,完善施工工艺。另外,组织协调施工机械的好坏也是保证工程质量的重要手段。只有不断的总结经验,才能在水泥稳定碎石施工中对各项技术指标进行更好的控制。