水泥穩定碎石基層施工控制

孫健 劉偉

水泥穩定碎石基層因具有良好的板體性、水穩性,以及力學強度高、整體承載能力強等特點,在我國高等級公路中得到廣泛推廣應用。室內試驗及一些工程實踐證明:通過調整混合料中粗集料的級配,使各級混合料形成骨架密實型結構,可以改善和提高水泥穩定碎石基層抗裂性能[1,2]。粗集料形成骨架結構后,石料之間的相互嵌擠,能夠有效提高混合料的內摩擦角,從而提高強度,改善抗裂性能[3]。盡管水泥穩定碎石基層優點很多,應用也很廣泛,但若施工控制不好,容易產生收縮裂縫[4],也就無法保證其剛度和板體特性。本文結合工程施工,探討水泥穩定碎石基層的施工技術與控制措施。

1 原材料質量控制

1.1 水泥的選擇

水泥質量是影響水泥穩定碎石基層內在質量的主要因素之一。為便于施工及減小基層產生干縮、溫縮裂紋的危害,應選用終凝時間較長、干縮率較小的品種,水泥進場車檢驗,并留樣備查,以便施工中質量問題的分析研究。

1.2 礦料的控制

1)進場材料質量及存放優劣、上料過程都會造成混合料質量的波動。在以往工程施工過程中,常因料源混雜,運輸車輛混亂,甚至運輸車輛為追求經濟利益存在不同規格礦料混裝的現象,這給收料工作帶來極大的困難。即使車輛進行檢測,也因試驗檢測取樣的局限性難以保證進場材料的全部合格性,致使拌制出的混合料產生大的級配波動或不符合要求。針對這種情況,采取選擇固定料廠、給料廠統一制作、更換套篩、獨自組織運輸車輛、加大試驗檢測力度的方式,從料源、運輸著手,試驗部門、材料部門密切配合,對材料進場進行有效控制。2)原材料存放嚴格做到不同規格分別堆放,中間設置隔離設施,料堆插放標示牌,細集料篷布覆蓋,加高拌合機喂料倉的間隔壁板。

2 施工控制要點

2.1 拌合廠的控制

1)控制混合料級配。對每種規格的集料要建立不同規格集料的進場驗收制度,要規定幾個關鍵篩孔的通過量和超尺寸顆粒的含量以及各篩孔通過量的允許誤差。必須事先計算各種不同粒級集料的需要量,計劃進料的時間,并計算各種不同粒級集料所需堆放場地的面積,不同粒級的集料要分別堆放。堆放場地應事先整平、碾壓并作適當的硬化處理,不同粒級集料應采取適當措施隔開,避免料多時互相交錯,保持同一粒級集料顆粒組成無大變化。細集料包括石屑和砂,如生產的是二灰穩定粒料,則石灰和粉煤灰均需要用篷布覆蓋,防止雨淋。若細集料含水量不大,則細集料在輸送帶上為不均勻的間隔分布;若細集料含水量過大,則料斗中的細集料不會順暢地通過甚至不能通過原定的下料口落到輸送帶上。各個下料斗的上口要用隔板隔開。2)嚴格控制水泥用量。通過試驗可以知道水泥用量不但影響水泥穩定碎石基層強度,而且還會對基層的抗裂性有很大影響。因此,有必要改進輸送水泥的裝置并增設電子稱量裝置,嚴格控制水泥劑量。3)嚴格控制混合料的含水量。由拌合廠運出的混合料的含水量對現場施工及施工后混合料的強度和干縮應變或基層干縮裂縫的多少都有很大影響。若混合料的含水量過大,則碾壓過程中容易產生“彈簧”現象,此時混合料不能壓實,表面會留下很深的輪胎印,使斷面不平整;再則會將水泥混合料中的水泥漿提到上面,使碾壓表層結合料過多并光滑,而下部結合料過少,強度差,使基層在使用過程中容易破壞,而且還容易產生嚴重的干縮裂縫。4)混合料的拌和。混合料拌和過程中攪拌機應連續穩定作業,并嚴格控制攪拌時間。拌和完畢后,需要將混合料通過皮帶輸送機送入卸料倉,混合料傳送皮帶的角度應盡可能取小值。此外,還可以采用“槽式”傳送皮帶或在傳送皮帶上加設橫板。拌和好的混合料不要采用其他措施隨意擾動。混合料采用重力卸料時可在出料口加設導向板,使物料在導向板分阻力作用下翻轉某一角度,迫使粗、細落到設定的中心位置,這樣可以減輕離析現象。在不影響車輛進出和正常卸料的情況下,出料口距車廂的高度應盡可能的小一些。在裝料時使自卸汽車前后移動,應在自卸車車廂的前方和后方2處堆裝,或3處堆裝混合料。

2.2 混合料的運輸

1)防止混合料在運輸過程中發生離析。混合料在運輸過程中應注意盡量不使車輛顛簸,建議采用混合料轉運車供料,除可有效減少混合料離析以外,還可以避免運料車對攤鋪機的沖撞。2)防止混合料在運輸過程中水分蒸發。運料車裝料出廠時的車廂必須覆蓋,防止表層混合料含水量損失過多。尤其在氣溫較高季節、陽光好和有風的氣候條件下,更應該重視防止水分蒸發。

2.3 混合料的攤鋪

目前,我國高等級公路的半剛性基層施工中,多采用集中廠拌和攤鋪機攤鋪,考慮到水泥的凝結時間、延遲時間對施工質量的影響,施工機械設備應合理搭配,配合使用,必須采用流水作業,各工序緊密銜接,盡量縮短從拌和到完成碾壓的延遲時間,宜采用攤鋪機攤鋪。

2.4 混合料的壓實

碾壓是混合料充分密實、形成穩定基層的主要工序。施工中,碾壓應及時,從加水拌和到碾壓終了的延遲時間盡量控制在3 h以內。碾壓應按照先輕后重、先邊后中、由內到外的原則進行。碾壓過程中,水泥穩定碎石基層的表面應始終保持濕潤。碾壓過程中,如發生“彈簧”、松散起皮等現象,應及時鏟除并換以新混合料,使其達到質量要求。為避免在壓實過程中出現混合料被推移的問題,初壓時最好是選用全輪驅動的鋼輪壓路機進行碾壓。

2.5 養生措施

養生措施:在下基層碾壓成型并經壓實度檢驗合格后,即采用復合材料養生膜覆蓋進行保濕養生。上基層碾壓結束表面稍干,隨即灑布透層瀝青和攤鋪稀漿封層進行養生。薄膜覆蓋養生可以保證有充足的水分讓水泥充分水化,并且可以防止因失水過多而引起干縮裂縫。養生期間,應封閉交通。如不能封閉交通,應禁止重車通行,其他車輛的車速不得超過30 km/h,并避免在主車道上集中行駛。上基層采用透層油和稀漿封層養生時,透層油采用慢裂、滲透性好的灑布型乳化瀝青,稀漿封層采用慢裂快凝的拌和型乳化瀝青。氣溫低于10℃或大風、即將降雨時,不得噴灑透層油。

3 施工中減少收縮裂縫的措施

1)盡量選用不含塑性土的細集料,減少含泥量,減少4.75mm以下細料含量,同時確保4.75mm篩孔的通過率在級配范圍中值。2)在確保水泥穩定碎石無側限抗壓強度合格的前提下盡量降低水泥用量,一般宜控制在4.5%～5%之間,隨著水泥劑量的增大,會導致水泥穩定碎石混合料的干縮系數明顯增大。3)嚴格控制施工時混合料的含水量,一般比最佳含水量提高1%左右,以補償混合料運輸中的損失。施工時含水量越大則蒸發的水分越多,造成的干縮應變也越大。4)盡量減少基層暴露時間,基層施工完后應盡可能采用薄膜或封層油覆蓋養生。5)應注意保溫,因為基層施工在晝夜溫差較大時易產生溫縮裂縫。

4 結語

通過對實際施工過程中的原材料質量把關、混合料配合比組成設計、施工質量控制等關鍵環節作深入的分析與研究,提出施工中減少收縮裂縫的措施,從而對水泥穩定碎石基層質量的提高具有重要意義。

[1] 王 輝,姜永昌.骨架密實型水泥穩定碎石基層抗裂性能試驗研究[J].交通科技,2008(4):81-84.

[2] 楊瑞華,許志鴻.水泥穩定碎石基層級配研究[J].公路工程,2007,32(4):76-78.

[3] 孫兆輝.基于抗裂性能的水泥穩定碎石級配組成研究[J].公路,2006(8):34-40.

[4] 翟本超,周篤榮.骨架密實型水泥穩定碎石基層施工與質量控制[J].公路與汽運,2008(4):121-123.

[5] 崔志珍.淺議水泥穩定碎石基層的施工技術[J].山西建筑,2009,35(8):307-308.