崔健(山西省运城公路管理段)
摘要:结合侯风公路大修工程中水泥稳定碎石基层配合比设计、施工控制过程,从施工工艺和施工组织的角度,探讨了水泥稳定碎石的施工质量控制过程和控制要点。
关键词:水泥稳定碎石配合比施工质量控制
引言
侯风公路大修工程,旧路龟裂严重,设计采用沥青混凝土路面10cm,水泥稳定碎石20cm厚。水泥稳定碎石具有良好的力学性能和板体性,它的水稳定性和抗冻性都较石灰稳定土好。水泥稳定碎玫瑰初期强度高,并且强度随龄期增长。随着我国公路的发展和技术等级的不断提高,水泥稳定碎石已成为高等级道路基层的稳定碎石加以控制以使其发挥最佳性能,还需要更好地进行研究和探讨,以避免其不足之处对路面产生的危害。尤其本工程水泥稳定碎石质量的好坏将直接影响道路质量与使用。本文从组成设计和施工控制两个方面,对如何控制水泥稳定碎石的施工质量问题进行论述。
1组成设计近年来的实践表明,水泥稳定碎石作为路面基层应综合考虑其强度、回弹模量、收缩和抗冲刷能力等指标选择集料级配、水泥剂量和含水量等。在施工过程中,要想发挥水泥稳定碎石的优良性能,首先应通过其配合比组成设计予以保证。水泥稳定碎石其组成设计大体步骤1。
1.1集料级配对抗压强度的影响对于半刚性基层路面结构,基层要承受荷载应具有一定的荷载扩散能力。集料自身强度及级配组成都对水泥稳定碎石基层的承载能力有重要的影响。设计规范中所规定的级配范围是总结了全国各地的实践经验而得来的,该级配范围是很广泛的。但我们在具体应用中并不是只要在这个范围内的级配就能满足要求,要因地制宜、根据当地的实际情况确定级配范围。
表1给出了4个级配,前3个级配参照规范围,选取上、中下限作为设计标准进行集料组成设计,级配四为S型级配。
表1水泥稳定碎石级配组成
按照每种混合料的最佳含水量和压实度要求制作试件,试件在标准养护条件下,养生6天,浸水1天,然后进行测试,其具体结果见表2表中平均值说明,级配1和级配2和级配4满足规范要求的混合料7天、强度≥4.0Mpa的要求;强度代表值说明,级配1和级配2满足规范要求,这是由于混合料形成的结构密实、粒料间黏结力增强、材料的整体强度得到提高。
1.2水泥剂量对抗压强度的影响根据规范要求,对水泥稳定碎石基层选择强度值较高的级配中值,按照5个不同的惨量(3%、4%、5%、6%、8%)进行强度试验。通过试验对比发现,同样的级配组成和水泥标号、水泥剂量对混合料的强度影响很大,其强度随水泥剂量的增加而提高(但水泥剂量超过7%容易出现收缩裂缝)。
1.3混合料的缩裂特性水泥稳定碎石的收缩分为干缩和温缩两种,其中的干缩是指材料内部水分蒸发而引起的体积收缩现象,主要发生在工程完工后初期阶段;当基层上铺筑面层后,基层的含水量一般变化不大,此时基层的收缩转化为以温缩为主。
侯风公路大修工程施工之前,进行了室内试验,采用级配2和5%、6%这两种水泥剂量进行制件,经过7天养护后进行干缩试验,经过14天养护后进行温缩试验。通过对比发现:干缩应变随着时间的延长而增加,但到后期增长缓慢;随着时间的增长,失水率不断增加,但在失水初期1周后增加迅速,随后渐趋平缓;水泥剂量对干缩应变有影响,且温缩应变随着温度的增加而增大。与干缩应变相比,在正温度范围内由温度引起的温缩应变要小得多,而水泥剂量对水泥稳定碎石温缩特性却影响不大。
1.4延迟时间的影响水泥稳定碎石从加水拌和到碾压终了,延迟时间对混合料强度及所能达到的干密度有明显的影响。延迟时间越长,混合料的强度和干密度的损失越大。因此,大水泥稳定碎石基层施工过程中,既要采用凝时间较长的水泥以延长凝结时间,又要控制施工的延迟时间以减少强度的损失。
2施工控制
水泥稳定碎石基层材料主要由粗集料、细集料、水泥等拌和而成,防止不合格材料进场是质量控制的关键。
集料是水泥稳定碎石基层的主体,对强度的影响取决于集料本身的性质。集料应坚硬、耐久并具有足够的强度。粗集料应符合规范要求,当大石料较多时,在拌和、运输、摊铺过程中易产生大小料分离现象,碾压成型后易形成“粗集料窝”,对质量不利。因此,在施工过程中,粗集的最大粒径应控制在31.5mm之内。
水泥质量更是关键。施工时应选取初凝时间3h40min。
2.1严格控制水泥剂量在施工过程中,要严格控制好水泥稳定碎石的水泥剂量。水泥剂量太小,水泥稳定碎石强度不能满足承载力要求;水泥剂量太大时,既浪费材料,又会使基层产生裂缝,对面层构成局部破坏,所以在施工过程中,要把水泥用量控制在经济、合理的目村上。
2.2含水量控制
2.2.1含水量对压实度的影响。混合料的含水量对水泥稳定碎