【摘要】本文結合245省道宿遷段一級公路工程項目的水泥穩(wěn)定碎石基層的施工實踐,對水泥穩(wěn)定碎石基層開裂通病產(chǎn)生的原因進行分析,詳細分析水泥穩(wěn)定碎石基層施工中的材料、拌和、攤鋪、碾壓、養(yǎng)生等環(huán)節(jié)的施工工藝及質量控制要點。
【關鍵詞】水泥穩(wěn)定碎石;抗裂;施工工藝;質量控制
水泥穩(wěn)定碎石基層是一種半剛性路面結構,作為瀝青混凝土的下承層,具有裂縫少、整體性強、承載能力高、剛度大、水穩(wěn)性好、經(jīng)濟等特點而被廣泛運用于高等級公路,通過245省道宿迂段一級公路工程項目水泥穩(wěn)定碎石基層施工,探討和總結關于提高水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂性能的施工方法。
1. 水泥穩(wěn)定碎石開裂原因簡要分析
1.1水泥材料的影響。
(1)由于水泥穩(wěn)定碎石也可視作一種低強度等級的特殊混凝土,其7d的浸水抗壓強度可達3.0MPa以上,使得水泥穩(wěn)定碎石基層具有干縮特性。水泥穩(wěn)定碎石基層由于連續(xù)鋪筑,不設伸縮縫,當達到一定強度、具有剛性板體特性后,由其自身的干縮特性會引起開裂。這是水泥穩(wěn)定土基層產(chǎn)生早期裂縫的最主要原因。
(2)水泥穩(wěn)定碎石基層的早期開裂程度還與水泥品種和用量有關。水泥強度等級越高,水泥穩(wěn)定碎石基層的收縮越大;水泥摻量不準確,拌和不均勻,造成基層強度不均勻,易在強度低的地方產(chǎn)生應力集中而開裂。
1.2混合料的影響。若混合料含泥量過大或混合料過細含石粉量過多,混合料中的骨料與水泥漿的膠結力會下降,也會使這種基層的收縮量增大而產(chǎn)生裂縫;若碾壓成型時混合料的含水量過大,會因為基層本身失水而加劇干縮,進一步促成開裂:
1.3施工方法的影響。主要表現(xiàn)在施工配合比、拌制、運輸和攤鋪、碾壓、養(yǎng)護等各環(huán)節(jié)的施工方法未嚴格按照技術規(guī)范要求實施或未根據(jù)實際情況采用適當?shù)氖┕し椒ā?/p>
1.4水泥穩(wěn)定碎石基層形成板體后,因干縮或因溫度變化而產(chǎn)生伸縮變形時,受到其支承面的約束,由于接觸面大,約束程度也就高,基層不能自由伸縮而產(chǎn)生內應力,拉應力超過水泥穩(wěn)定碎石基層當時的抗拉強度便產(chǎn)生裂縫。
2. 水泥穩(wěn)定碎石開裂原因處理方法
2.1水泥普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽。水泥均可,采用32.5或42.5級緩凝水泥。不宜采用早強水泥,受外界影響而變質的水泥不得采用。水泥各齡期強度、安定性等應符合規(guī)定;水泥初凝時間應不小于4 小時、終凝時間不小于6 個小時。采用散裝水泥,在水泥進場入罐前,要停放七天,安定性合格后才能使用;夏季高溫作業(yè)時,水泥溫度不能高于50℃,否則,應采用降溫措施。研究與應用表明,低標號的水泥有利于降低水泥水化反應熱量,減少因此而產(chǎn)生的收縮變形,提高水泥穩(wěn)定碎石的抗裂性能。
2.2碎石壓碎值應不大于28%,粗集料針片狀含量宜不大于15%。碎石碎石的最大粒徑為31.5ram,宜按粒徑9.5~31.5mm、4.75~9.5mm、2.36~4.75ram和0~2.36ram四種規(guī)格備料。
2.3拌合用水遇到可疑水源,應委托有關部門化驗鑒定。
2.4混合料的組成設計為減少基層裂縫,應做到三個限制:在滿足設計強度的基礎上限制水泥用量;在減少含泥量的同時,限制細料、粉料用量;根據(jù)施工時氣候條件限制含水量,含水量宜不超過最佳含水量的1%。試驗室取一定數(shù)量的工地實際使用的水泥及集料試驗。進行配合比設計、擊實實驗,確定最大干密度和最佳含水量。以此配比制成試件,在標準條件下保濕養(yǎng)護6天,浸水l天后,進行無側限抗壓強度實驗。經(jīng)試驗得知,水泥劑量4.0%,最佳含水量4.6%,最大干密度2.3879/era3。不但強度能滿足要求(>3.5MPa),也能有效地減少基層的早期裂縫。
2.5施工注意事項。
2.5.1混合料的拌和方法每天攪拌前計算施工配合比,開始攪拌后,按規(guī)定取混合料試樣檢查級配和水泥劑量、配比、含水量是否變化。拌和機出料要配備帶活門漏斗的料倉,成品混合料先裝入料倉內,由漏斗出科裝車運輸,裝車時車輛前后移動,分三次裝料,避免混合料離析。
2.5.2混合料的運輸方法運輸車輛裝料前將車廂清掃干凈。車上的混合料應覆蓋,減少水分損失。如運輸車輛中途出現(xiàn)故障,必須以最短時間排除故障,當混合料不能在水泥初凝時間內運到工地攤鋪壓實,予以廢棄。
2.5.3下基層攤鋪施工前將下承層頂面的雜物、浮土清除干凈,并灑水濕潤。
2.5.4松鋪系數(shù)按照試驗段總結的松鋪系數(shù)進行控制。攤鋪機采用。兩臺ABG423 攤鋪機梯進攤鋪,每臺攤鋪機作業(yè)寬度為6.5m,前后相距5~10m 梯隊排列式同時向前攤鋪。在施工過程中要保證兩臺攤鋪機前進速度、振動頻率、松鋪系數(shù)、松鋪厚度、橫坡度和平整度一致。
2.5.5混合料的攤鋪方法調整好傳感器臂與控制線的關系。攤鋪機連續(xù)攤鋪。攤鋪機的攤鋪速度在1m/min左右。采用兩臺攤鋪機梯隊作業(yè),保證其速度、攤鋪厚度、松鋪系數(shù)、路拱坡度、攤鋪平整度、振動頻率一致等,兩機攤鋪接縫平整。攤鋪機的螺旋布料器應有2/3埋入混合料中。設專人消除離析現(xiàn)象,鏟除局部粗集料“窩”,并用新拌混合料填補。
2.5.6混合料的碾壓方法碾壓長度為50~80m。碾壓段落層次分明,設置明顯的分界標志。碾壓應遵循試鋪路段確定的程序與工藝。穩(wěn)壓要充分,振壓不起浪、不推移。遵循穩(wěn)壓一振壓一膠輪穩(wěn)壓的程序,壓至無輪跡為止。碾壓過程中,初查壓
實度,不合格時,重復再壓。壓路機碾壓時應重疊1/2輪寬。壓路機碾壓第1~2遍為1.5~1.7Km/h,以后各遍應為1.8~2.2Km/h。碾壓宜在水泥初凝前及試驗確定的延遲時間內完成。基層邊緣及用方木或型鋼模板支撐時應有一定的超寬。
2.5.7橫縫設置方法橫縫應與路面車道中心線垂直設置,接縫斷面應是豎向平面。定出基層面離開3m的點作為接縫位置,沿橫向斷面挖除坡下部分混合料,清理干凈后,攤鋪機從接縫處起步攤鋪。壓路機沿接縫橫向碾壓,由已完工的壓實層上逐漸推向新鋪層,碾壓完畢再縱向正常碾壓。
2.5.8養(yǎng)生及交通管制方法檢查合格后開始養(yǎng)生。將麻布或透水。無紡土工布濕潤,然后人工覆蓋在碾壓完成的基層頂面。覆蓋2小時后,再用灑水車灑水,28天內正常養(yǎng)護。在養(yǎng)生期間應封閉交通。
3. 結束語
通過對本項目水泥穩(wěn)定碎石基層進行的全面質量檢查發(fā)現(xiàn),基層取芯基本完整,粘接緊密:落錘式彎沉試驗檢測結果合格,強度達到要求;基層收縮裂縫較少,調查統(tǒng)計整條路的裂縫平均間距達l道/300米以上。由此表明,雖然水泥穩(wěn)定碎石基層施工受人、機、料、法、環(huán)等各方面因素的綜合影響,但只要嚴格按以上一些施工方法進行質量控制,能有效的提高水泥穩(wěn)定碎石基層的抗裂性能,從而提高路面整體結構層的使用功能和使用壽命。