淺談水泥穩定級配碎石基層施工的質量控制

趙治國

(大慶市華大道橋有限公司)

1 因混合料引起的裂縫

因為水泥穩定碎石是一種快凝的膠凝材料,和其他膠凝材料一樣也有收縮的性質,主要是干縮和冷縮。當發生收縮時,如受到底層或者其它因素限制,就有出現收縮裂縫的可能。水泥穩定碎石混合料的干縮是由水分的散失引起的,失水越多,收縮愈大。影響混合料干縮性質的因素有骨料數量、含水量和密實度等。導致裂縫出現的外因一般有:施工含水量過大。收縮裂縫的發生與發展和含水量有密切關系,含水量大則干縮和冷縮都大,因而施工中必須嚴格控制含水量。壓實度不夠,結構中存在大孔隙的結構才有可能產生較大的收縮孔隙,也是水分的藏身之處。施工期間重車行駛的影響:在混合料結晶結構形成后,車輪作用使結構破壞產生細微裂縫,收縮裂縫就有可能在這些地方出現。剛度增長的影響:混合料基層的剛度隨齡期的增大而增大,變形能力減少,容易因收縮而開裂,故混合料的剛度不宜過大。

2 水泥劑量控制不穩

水泥穩定級配碎石基層的主要膠結材料為水泥,且為了防止出現收縮裂縫以及經濟性的考慮,水穩碎石基層的配合比設計一般采用規范范圍內的低值進行水泥用量設計,而根據水泥穩定級配碎石的特性,水泥穩定級配碎石具有很高的水泥劑量敏感性。水泥用量低則膠結材料不足,不能形成足夠的強度;水泥用量高則膠結材料過剩,易出現過多的收縮裂縫;水泥用量高低不均則膠結材料分布不均勻,不能形成均勻板體結構。

為了控制水泥劑量控制不穩的問題,主要通過水穩拌合站進行控制。主要控制方法為:固定各冷料倉的開口寬度及開口高度,盡量保證各冷料倉倉口一致,各冷料倉的材料施工期間固定不變,并嚴格按照規范要求測定各冷料的轉速—數量曲線,確保混合料級配。根據確定好的冷料轉速級配,通過試驗段將水泥劑量從高到低調制至合格劑量并確定此時的水泥絞籠轉速,這樣固定各單質材料的轉速,并隨時監控劑量,是控制水泥均勻填加的最有效方法。但在施工中必須保證原材料運輸能力,不得隨意因運輸能力不足而頻繁調整冷料倉及水泥絞籠的轉速。

3 級配碎石混合料離析

(1)優化配合比設計,改進級配碎石混合料的特征,減少由于配合比設計不合理導致的離析

①優化級配碎石混合料配合比設計,使混合料中各粒徑顆粒分布均勻。

②混合料拌和時應根據當日天氣情況適當調整含水量。通過觀測級配碎石混合料發現,當混合料含水量較小(尤其低于最佳含水量)或過大(大于最佳含水量 3%以上)時,混合料的粘聚性降低極為顯著。分析其原因,是由于級配碎石混合料中不含有任何其它粘結材料,集料之間的相互粘結作用完全由集料表面水膜的表面張力來提供。當混合料含水量較低時,集料表面水膜較薄或不足以形成水膜,粗集料上表面水膜的表面張力不足以使細集料附著在其上;當混合料含水量較高時,集料表面水呈流動狀態,使集料之間產生潤滑作用,粗、細集料更易分離。只有當混合料含水量合適時,粗集料表面上的水產生的表面張力才能充分使細集料附著于粗集料表面,形成級配均勻的混合料。因此,在施工中應根據施工當日的天氣情況,使級配碎石混合料含水量較最佳含水量高 1.5%～3.0%。

(2)調整拌和、攤鋪設備的工藝參數,控制和減少由于機械設備產生的混合料離析

①改進穩定粒料拌和站計量系統,并在施工前對計量系統進行檢定。為了保證粒料拌和站計量準確、混合料級配穩定,項目部對粒料拌和站計量系統進行了改進:增加了電子計量感應設備,將計量精度較差的轉速計量方式改為精度更高的電子計量方式。在生產配合比調試前,對電子計量系統進行了檢定,結果顯示其計量誤差小于 1%,計量精度滿足施工要求。

②調整拌和時各種規格集料的計量順序。通過對比分析,在生產過程中根據進料斗與拌缸的距離,依次將粒徑較大的集料置于遠端,而將粒徑較小的集料置于近端,同時,根據橫向皮帶機轉速設定各料倉開啟時差,確保橫向皮帶上各處混合料級配符合規范要求。通過采取上述措施,不但有效地保證了混合料的拌和質量,而且節約了拌和時間。

③調整粒料攤鋪機的工藝參數,使之與所攤鋪混合料及鋪筑厚度相適應。

(3)優化施工組織設計,合理組織施工,從施工工藝上控制和減少混合料離析

采取合理的混合料裝料、運輸、卸料工藝。為了減少由于落差過大而發生的離析,在拌和機傳輸皮帶下安置一個可控制開啟、閉合且容量足夠大的盛料斗,使所拌制的混合料先存儲于盛料斗,再由盛料斗放入運輸車中。采取分層放料的方式降低了混合料放料時的落差,可減少由于落差過大產生的離析。為防止各粒徑集料進入盛料斗時由于落距不同產生的離析,在拌和機傳輸皮帶正前方一定距離,安置一塊略向傳輸帶傾斜的鋼板。同時,在盛料斗底部放料口處設置兩條相互垂直、寬度約為 30 cm的鋼板,使盛料斗在開啟時呈“田”字狀放料,進一步減小放料落差。運輸車輛在裝料過程中,要前后挪動車輛,呈“品”字狀接料。混合料運輸時,所有運輸車輛均采用尼龍蓬布覆蓋,并采取緊固措施,防止混合料在運輸途中水分損失過大,同時阻止表面粗集料在運輸過程中發生移動。運輸過程中應限制運輸車輛的行駛速度,保持勻速行駛,避免在運輸途中急加速、急剎車。現場設置專人指揮運輸車輛倒車、卸料,做到倒車時料車居于攤鋪機中央不偏位,卸料時分次起斗。通過采取上述措施,有效降低了混合料在裝料、運輸和卸料過程中的離析。