水泥穩(wěn)定碎石路面基層施工分析
水泥穩(wěn)定碎石路面基層施工分析
【摘要】水泥穩(wěn)定碎石路面基層作為路面的下承層, 因其具有良好的板體性、水穩(wěn)性和抗凍性, 力學(xué)強度可視因需要而調(diào)整以及整體承載能力強等優(yōu)點。本文具體分析了水泥穩(wěn)定碎石路面基層施工。
【關(guān)鍵詞】水泥穩(wěn)定路面基層施工
Abstract :The cement stable macadam as the bearing underlayer of roadbase , because of its good plate bodyPerformance , water stability and freeze resistance, mechanical strength visible because need and adjustment and overall carrying capacity is strong, etc. This paper analyses the of the cement stable macadam roadbase construction.
key words :the cement stable ,pavement ,basic construction
水泥穩(wěn)定碎石基層是公路基層施工的一種半剛性路面結(jié)構(gòu)型式。作為路面的下承層, 因其具有良好的板體性、水穩(wěn)性和抗凍性, 力學(xué)強度可視因需要而調(diào)整以及整體承載能力強等優(yōu)點。但因其材料級配、水泥劑量, 攤鋪碾壓、離析處理、成活時間及工后養(yǎng)生在實際施工中較難控制, 稍有不慎, 就會產(chǎn)生裂縫, 厚度、強度不能滿足設(shè)計要求等缺陷, 導(dǎo)致路面面層龜裂破壞, 造成不可估量的損失。
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一、水泥穩(wěn)定碎石路面基層施工前期工作
1、材料準備
首先,進行有代表性的水泥、砂礫取樣,并做原材料試驗,經(jīng)檢驗合格后方可進場。水泥要求采用初凝時間3 h以上、終凝時間宜小于6 h的散裝水泥,在水泥進場時要了解出爐天數(shù)。剛出爐的水泥要停放7 d以上,且安定性合格后才能使用。水泥人罐溫度不能高于50℃,否則將降低水泥的流動性,影響混合料的水泥劑量。其中集料中小于0.6mm的顆粒必須做液限和塑性指數(shù)試驗。要求液限小于25%,塑性指數(shù)小于6。其次要進行基層配合比設(shè)計,確定目標配合比和生產(chǎn)配合比,選定合理經(jīng)濟的配合比方案。但要注意的是,在篩分時要讓4.75 mm、0.007 5 mm的通過率接近級配范圍的中值,另外還要通過標準擊實試驗確定混合料的最大干密度和最佳含水量,以便控制施工壓實度。
2、準備下承層
下承層完成后,經(jīng)各方檢測合格,可進行基層施工,具體檢測內(nèi)容如下:
(1)檢查高程、平整度、寬度、坡度;
(2)進行壓實度和彎沉值檢查。
3、施工放樣工作
施工放樣每10 m一個斷面,中間5 m設(shè)一加樁以便保證攤鋪鋼線的穩(wěn)定性。
4、對攤鋪機械的要求
為防止混合料在攤鋪過程中產(chǎn)生離析現(xiàn)象,底基層和基層要求使用2臺攤鋪機階梯式攤鋪。
二、水泥穩(wěn)定基層的基本特點
1、強度高
在基層混合料灰劑量不超過6%的情況下,強度能達到6MPa以上。
2、水穩(wěn)性好
這種結(jié)構(gòu)一旦鈣化成型。便不怕水長期侵蝕。它具有水泥混凝土的一些性質(zhì)。
3、易操作
基層混合料易生產(chǎn),拌和容易;覄┝、含水量在級配一定的情況下,易控制,根據(jù)監(jiān)測情況隨時可以調(diào)整。
4、抗疲勞能力強
因為強度高,比其它結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、持久。
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5、遠期成本底
使用壽命長,相應(yīng)較少了建設(shè)成本。
6、半剛性
半剛性基層具有一定的板體性、剛度、擴散應(yīng)力強,具有一定的抗拉強度、抗疲勞強度、良好的水穩(wěn)定特性。
三、水泥穩(wěn)定基層施工的注意事項
1、水泥穩(wěn)定基層強度不足
齡期為7d 的無側(cè)限抗壓強度是比較確定的參數(shù),一般把這一指標作為研究穩(wěn)定土性質(zhì)及施工質(zhì)量控制的主要指標。施工中水泥穩(wěn)定基層強度不足產(chǎn)生的主要原因如下。
(1)水泥穩(wěn)定骨料級配不合理表現(xiàn)為粗細骨料搭配不合理,產(chǎn)生的主要原因是前期對骨料的試驗研究不充分或是現(xiàn)場拌合時送料不當。
(2)水泥的礦物成分和分散度對強度的影響由于水泥穩(wěn)定材料中含有有機質(zhì)與硫酸鹽雜質(zhì),破壞穩(wěn)定土的膠結(jié),使其強度降低!豆仿访婊鶎邮┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》規(guī)定:對于有機質(zhì)> 2. 00%的材料,要綜合處理;硫酸鹽> 0. 25% 的材料,不能用于水泥穩(wěn)定。水泥在土中分布的均勻程度,對水泥穩(wěn)定土的強度影響很大。水泥分散度影響強度主要是水泥含量少的位置,其穩(wěn)定土強度不足;對于水泥含量多的位置,又會造成裂縫的增加。
(3)含水量不合適穩(wěn)定土混合料中的水分是水泥水化的需要,也是穩(wěn)定土壓實的需要。如果含水量不足,水泥就會與土顆粒爭水;如果含水量過大,混合料不易壓實。
(4)施工因素的影響在施工階段影響強度的兩大因素是碾壓與養(yǎng)護。不在最佳含水量下壓實,施工碾壓延遲時間拖得過長,破壞了已結(jié)硬水泥的膠凝作用,使水泥穩(wěn)定土強度下降;施工季節(jié)不同和晝夜溫差大小都會影響到養(yǎng)護的效果。碾壓完成后沒能及時地保濕養(yǎng)護,或是養(yǎng)護環(huán)節(jié)沒有保證必要的溫度與濕度,都會導(dǎo)致強度的減低。試驗表明,在一定濕度條件下養(yǎng)護的試件,其強度高于空氣中養(yǎng)護的試件強度,當水泥劑量較大時影響程度則更大。
2、水泥穩(wěn)定基層裂縫
水泥穩(wěn)定基層屬于半剛性基層結(jié)構(gòu),而半剛性基層的主要特點是抗裂性能差,易產(chǎn)生干縮裂縫和溫度收縮裂縫。
(1)干縮裂縫水泥與各種骨料加水經(jīng)拌合、攤鋪及碾壓成型后,水分的蒸發(fā)及混合料內(nèi)部發(fā)生水化作用,使原本較潮濕的達到密實狀態(tài)的基層骨料結(jié)構(gòu)逐漸通過水泥的固化作用趨于干燥,由于混合料水分的減少而發(fā)生的毛細管作用、吸附作用、分子間力的作用等引起基層材料體積在一定程度上趨于減小而收縮,收縮量偏大則會使基層出現(xiàn)較嚴重的拉裂現(xiàn)象,直至產(chǎn)生裂縫。對于含有土量多或細骨料較多的混合料產(chǎn)生的裂縫,主要以干縮為主。
(2)溫度收縮裂縫基層材料內(nèi)部的不同礦物顆粒組成的固相、液相和氣相,在降溫變化過程中相互作用的結(jié)果,使基層材料產(chǎn)生體積收縮。對于含骨料較多的材料產(chǎn)生的裂縫,主要是溫度收縮裂縫。
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四、水泥穩(wěn)定基層施工措施
1、基層強度不足的預(yù)防措施
選用優(yōu)質(zhì)水泥水泥的礦物成分和分散度對其穩(wěn)定效果有明顯影響,優(yōu)先選用硅酸鹽水泥,盡量不使用鋁酸鹽水泥。采用“路拌法”施工時,必須加強控制,盡量要達到均勻分布,要特別注意消除拌合層底部素土,不能出現(xiàn)夾層是提高穩(wěn)定土強度的關(guān)鍵。
水泥、骨料、水拌合均勻在最佳含水量下充分壓實,使之干密度最大,強度和穩(wěn)定性增高。保濕養(yǎng)護用濕砂或潮濕的帆布、草簾等覆蓋;也可用瀝青乳液或水車灑水養(yǎng)護。
2、基層裂縫的防治措施
(1)充分重視原材料的選用及配合比設(shè)計
水泥品種的選擇普通硅酸鹽水泥干縮性很小,火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥次之,礦渣水泥較大。因此,選用合適的水泥在一定程度上能減少干縮裂縫。
降低土中有機質(zhì)含量用水泥穩(wěn)定含有少量有機質(zhì)的土,水泥的凝結(jié)將被延緩;而用水泥穩(wěn)定不含有機質(zhì)土層,強度一開始就增長,而且其強度最高;因此,用水泥穩(wěn)定土做底基層時,土中有機質(zhì)的含量應(yīng)≤2. 0%;做上基層時有機質(zhì)的含量應(yīng)≤0. 5%,有機質(zhì)含量> 2. 0%時,必須先用石灰處理,再用水泥穩(wěn)定,土中硫酸鹽含量> 0. 25%,則不能用作水泥穩(wěn)定土。
(2)施工時間的選擇
基層施工時的溫度與冬季溫度之間的溫差愈大,基層就越容易產(chǎn)生溫縮裂縫,在夏季高溫季節(jié)到來之前施工的基層不但強度高,而且可以減少由于溫度降低而產(chǎn)生的收縮裂縫;夏季施工基層雖然具有很高的強度,但是夏季與冬季溫差過大,容易產(chǎn)生溫縮裂縫。應(yīng)根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件合理安排上基層、底基層的施工時間,工期條件允許時最好選在夏季高溫季節(jié)到來之前。若在夏季高溫季節(jié)施工時,最好選在上午或夜間施工,加強覆蓋養(yǎng)護,北方地區(qū)避免在秋末組織基層施工。
(3)控制含水量
施工時嚴格按照施工配合比,控制最佳含水量,水泥穩(wěn)定土粗骨料出廠時的含水量應(yīng)比最佳含水量大0. 5% ~ 1. 0%;水泥穩(wěn)定土細骨料出廠時的含水量應(yīng)比最佳含水量大1. 0% ~ 2. 0%。以補充在運輸、攤鋪、碾壓過程中的水分損失,保證碾壓時的最佳含水量。
參考文獻:
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注:文章內(nèi)所有公式及圖表請用PDF形式查看。