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        淺談抗裂性水泥穩(wěn)定碎石施工材料的質(zhì)量控制

        2014-12-23 09:02:18劉成剛
        中國高新技術企業(yè) 2014年24期
        關鍵詞:抗裂性施工材料水泥穩(wěn)定碎石

        摘要:水泥穩(wěn)定碎石施工的關鍵是由水泥穩(wěn)定碎石的材料質(zhì)量、施工工藝和合成級配選擇這三點組成的。干縮裂縫和溫縮裂縫是建筑施工中最為常見的問題,為了減少這兩種裂縫的出現(xiàn),施工技術人員應該全面加強石料質(zhì)量和石料配比的控制,從而轉(zhuǎn)換石料的級配形式,解決上述的裂縫問題。在所有的建筑材料中,水泥起到了碎石凝膠劑的作用,當在夏季施工作業(yè)中水泥的特性可以完全成為建筑指標。

        關鍵詞:抗裂性;水泥穩(wěn)定碎石;施工材料;質(zhì)量控制;干縮裂縫;溫縮裂縫

        中圖分類號:O213 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)36-0078-02

        1 概述

        我國目前的交通建設中,水泥穩(wěn)定碎石和二灰碎石是道路基層鋪設中最為常用的結構,但是由于這兩種建設機構鋪設的道路基層,會在日后的道路施工中大量產(chǎn)生溫縮裂縫和干縮裂縫,嚴重影響了瀝青路面的工作壽命和道路質(zhì)量。為了加強道路基層的整體鋪設機構和保證瀝青路面的使用壽命,我們應該積極探討道路基層鋪設結構的改進方向和方法。

        2 建筑石料的控制

        為了加強水泥穩(wěn)定碎石的施工,我們的目光應該首先看向施工原材料和施工技術方面,盡全力完善施工原材料質(zhì)量和施工技術質(zhì)量。

        2.1 碎石的選擇方面

        在選擇碎石方面,通常是選擇最大顆粒為31.5mm,其中16.0~31.5、4.75~16.0、2.36~4.75、0~2.36這四種規(guī)格,是碎石選擇方面最為主要的四種集料。為了檢測選擇好的石料,其檢測方式主要是以下六種:(1)顆粒篩分試驗;(2)壓碎值試驗;(3)針片狀顆粒含量試驗;(4)不大于0.075mm顆粒含量試驗;(5)砂當量檢測試驗;(6)合成級配的顆粒篩選分揀試驗。對于集料的選擇比選嚴格控制小于0.075mm篩孔通過的質(zhì)量值,在這當中粗集料和細集料的區(qū)分質(zhì)量也有所不同,其中細集料通過0.075mm篩孔的質(zhì)量值不能大于12%;粗集料的通過值不能大于1%。對石料的控制,施工單位在選擇方面應該注意到石料源頭、加工工藝和篩網(wǎng)配選這三方面。首先對我們來說石料源的控制方面,主要考慮的問題和因素應該有以下兩點:

        2.1.1 巖源宕口的選擇與石質(zhì)的辨別。在選擇宕口的時候,應該首先對所在地的毛石進行質(zhì)量的檢驗,我們通常使用的方法是使用鹽酸或者硫酸稀釋的方式進行質(zhì)量檢驗。石灰?guī)r材質(zhì)的集料,是我國目前水泥穩(wěn)定碎石施工中最常見的石材,在宕口的選擇上基本是比較好的。但是國內(nèi)的一些道路施工人員往往對水泥穩(wěn)定碎石的石材不予重視,在材料人員和檢驗人員的心中,對于石材的常規(guī)檢驗標準可以分為三種,分別為壓碎值、針片狀和小于0.075mm顆粒含量,其中也或多或少地包含了一些方解石和風化石的含量,就是我們通常所說的軟弱顆粒含量。水泥穩(wěn)定碎石的過程是要經(jīng)過七天的冷卻,才能對其進行瀝青層鋪設作業(yè),其中水泥穩(wěn)定碎石是要通過含水量拌和、壓實、灑水養(yǎng)護這幾個步驟進而完成的。

        道路施工過程中的天氣因素往往是多變的,伴隨著施工中天氣因素的變化,路面基層中出現(xiàn)的溫縮裂縫和干縮裂縫形成的速度和方式是不一樣的。在通常的情況下,生產(chǎn)瀝青的石材是完全沒有問題的,但是在水泥穩(wěn)定碎石的石材加工中,就會發(fā)生不一樣的情況,一些生產(chǎn)石料不僅能生產(chǎn)瀝青,還能進行碎石層的鋪設,其中煤矸石就是典型石料,煤矸石的生產(chǎn)過程中是混合集料中生成的,如果碰上天氣良好的施工時間,那么煤矸石的各項指標都能達標,而且使用煤矸石鋪設基層的話,在其成形之后也是比較美觀的。但是,煤矸石也和其他石材有著相同缺點,在水泥穩(wěn)定碎石七天過后,掀開場土工布,太陽會對成形后的路面進行照射進而使其水分蒸發(fā),導致路面表層的干縮裂縫和溫縮裂縫就會開始成形,隨后開始發(fā)展,洗水后軟化、膨脹是其主要表現(xiàn),路面在經(jīng)過軟化和膨脹之后,路面變得干燥時隨之出現(xiàn)裂縫。無論是采用什么樣配比方式,煤矸石材質(zhì)的路面都會開裂,尤其是在經(jīng)過壓路機壓實過后,其裂痕程度會越發(fā)明顯。所以經(jīng)過以上幾點看來,在宕口的選擇上還是要進行毛石的5cm×5cm×cm泡水抗壓強試驗,這樣才能保證所選宕口整體石料的質(zhì)量,從而避免在水泥穩(wěn)定碎石施工過后,出現(xiàn)集料被壓碎和鋪設成型后的效果

        不佳。

        2.1.2 宕口的開采作業(yè)。宕口在進行石料開采的初期,應該重點注意對山皮土的清理,如果山皮土的清理不夠嚴謹,會直接影響后期開采出的石料材質(zhì)。選定礦源→山體清理→炸土開山→石料運輸→加工集料→出料,這是一個國內(nèi)最為常用的石料開采流程,從這個流程中我們可以看到,基層材料的源頭得不到傳統(tǒng)開采流程的重視。傳統(tǒng)的開采流程中我們看到,在炸土開山到石料運輸之間沒有石料分揀和清洗環(huán)節(jié),缺少這一環(huán)節(jié)就有可能導致一些質(zhì)量不達標的石料進入加工環(huán)節(jié),導致加工好的石材不能與水泥更好地產(chǎn)生粘結力,使得基礎鋪設成型后的表面不能形成一個完美的整體。

        2.2 水泥穩(wěn)定碎石的級配選擇

        作者經(jīng)過長時間和不同地域的問卷調(diào)查看出,近幾年全國各地的水泥穩(wěn)定碎石的施工過程中總體偏向于比較粗的級配形式,其重大問題是大小為4.75mm的石材不能通過抬高的級配。根據(jù)作者的級配問卷調(diào)查,作者主要總結出以下兩大問題:(1)4.75mm通過級配的要求明顯偏低,對于混合料的整體均勻性造成影響;(2)0.075mm的通過率慢慢減少。因為近幾年的施工工藝與壓實設備逐漸得到成熟和完善,所以在對施工中產(chǎn)生的各種因素進行科學管理。

        3 施工中對于水泥的控制方向和注意重點

        施工中水泥的選取是非常嚴謹?shù)囊患ぷ?,應該得到極大重視。在選擇水泥的時候應該滿足以下要求:水泥的強度等級要為42.5級旱強、緩凝水泥中的普通硅鹽酸水泥、復合硅鹽酸水泥、礦渣硅鹽酸水泥和火山石灰質(zhì)硅鹽酸水泥,這些水泥的強度都不能小于16MPa。水泥的凝期強度和凝期穩(wěn)定性一定要符合質(zhì)量標準,水泥的初期凝固時間不得低于3小時,最終凝固時間不能超過6.5小時。靜放7天和放置期間溫度不得超過50℃,是水泥初期進入施工工地需要進行的沉淀工作,如果不能滿足以上沉淀需求,工程在繼續(xù)進行時,可以對水泥進行水冷降溫處理。但是在實際的施工作業(yè)中,對水泥廠的水泥生產(chǎn)進行控制才是關鍵。

        夏季和秋季是水泥穩(wěn)定碎石開始鋪設的主要時間,對于水泥的需求量是非常大的,往往就是因為這樣,在質(zhì)量控制方面會出現(xiàn)一定的問題,其中水泥的強度、初凝時間、終凝時間和體積安定是最容易出現(xiàn)計算偏差的點,所以要盡可能地發(fā)現(xiàn)問題,我們應該在水泥穩(wěn)定碎石的配合比得到滿足的同時,盡量使水泥的使用量得到減少;在級配基礎得到滿足的同時,建設集料的使用;在施工工地用水量滿足時,降低施工過程中的含水量。在施工中有很多因素都可以影響水泥穩(wěn)定碎石的質(zhì)量,作者在眾多因素當中總結了以下四個方面:

        3.1 強度因素

        在夏季炎熱的施工環(huán)境中,水泥產(chǎn)生的水化反應與室內(nèi)的水化反應相對較快,如何在夏季施工中科學控制水泥的初凝時間,避免過早凝固造成不必要的損失,主要做到以下五點:(1)延遲水泥的初凝時間,在原有的3小時基礎上可以更改為4小時;(2)施工時間的選擇上,盡量地避開高溫時間段,如果各種條件允許,可以考慮在凌晨時間施工;(3)在施工階段的含水量一定要控制在1%以內(nèi);(4)保證運輸車輛能夠及時到達,高效地進行運輸作業(yè);(5)水泥實驗室當中應該加大試驗檢測力度,從而制定施工的方向和技術標準。

        3.2 體積安定方面的因素

        雷氏夾法是水泥穩(wěn)定碎石施工中的主要標準,但是根據(jù)水泥的不同特性,檢測施工時間也相對較為靠后,這就要求我們的施工現(xiàn)場的檢驗人員要有良好的責任心,對進入施工現(xiàn)場的水泥要細心檢測,確保水泥有足夠的放置期。

        3.3 實驗室研究調(diào)查

        實驗室工作人員應該根據(jù)國家頒發(fā)的規(guī)范,對施工中的水泥進行采樣,檢測采樣水泥的含水量、水泥劑量、混合料顆粒和壓實度。

        3.4 夏季施工

        夏季的施工環(huán)境是極其惡劣的,所以夏季對于施工集料和水泥的防水與防曬有極高的要求,如果不能滿足防水與防曬的施工環(huán)境,那么就有可能使水泥穩(wěn)定碎石當中充滿極其不穩(wěn)定的因素。

        4 結語

        從基層施工的總體來看,近幾年對于水泥穩(wěn)定碎石的檢測手段和檢測頻率逐漸加大,然而對于石料的源頭我們的控制力度還是遠遠不夠的,致使從原料開始就出現(xiàn)重大錯誤,導致施工進度減慢,也讓基層施工質(zhì)量得不到保證。

        參考文獻

        [1] 趙彥華.水泥穩(wěn)定碎石混合料抗裂性能的研究[D].同濟大學,2013.

        [2] 張云帆,閔斌,查旭東.郴寧高速公路水泥穩(wěn)定碎石配合比設計與施工質(zhì)量控制[J].公路工程,2013,38(1).

        [3] 鄭曉波.高速公路SMA-13瀝青路面施工質(zhì)量控制

        [D].長沙理工大學,2013.

        作者簡介:劉成剛(1975-),男,江蘇邳州人,江蘇省邳州市公路管理站工程師,研究方向:公路與橋梁。

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