淺談抗裂性水泥穩(wěn)定碎石施工材料的質(zhì)量控制

摘要：水泥穩(wěn)定碎石施工的關(guān)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(diǎn)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(shù)人員應(yīng)該全面加強(qiáng)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(dāng)在夏季施工作業(yè)中水泥的特性可以完全成為建筑指標(biāo)。

關(guān)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(xiàn)標(biāo)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(shè)中，水泥穩(wěn)定碎石和二灰碎石是道路基層鋪設(shè)中最為常用的結(jié)構(gòu)，但是由于這兩種建設(shè)機(jī)構(gòu)鋪設(shè)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(yán)重影響了瀝青路面的工作壽命和道路質(zhì)量。為了加強(qiáng)道路基層的整體鋪設(shè)機(jī)構(gòu)和保證瀝青路面的使用壽命，我們應(yīng)該積極探討道路基層鋪設(shè)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方向和方法。

2 建筑石料的控制

為了加強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石的施工，我們的目光應(yīng)該首先看向施工原材料和施工技術(shù)方面，盡全力完善施工原材料質(zhì)量和施工技術(shù)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(yàn)；（2）壓碎值試驗(yàn)；（3）針片狀顆粒含量試驗(yàn)；（4）不大于0.075mm顆粒含量試驗(yàn)；（5）砂當(dāng)量檢測試驗(yàn)；（6）合成級配的顆粒篩選分揀試驗(yàn)。對于集料的選擇比選嚴(yán)格控制小于0.075mm篩孔通過的質(zhì)量值，在這當(dāng)中粗集料和細(xì)集料的區(qū)分質(zhì)量也有所不同，其中細(xì)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(yīng)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(yīng)該有以下兩點(diǎn)：

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(yīng)該首先對所在地的毛石進(jìn)行質(zhì)量的檢驗(yàn)，我們通常使用的方法是使用鹽酸或者硫酸稀釋的方式進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。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(yàn)人員的心中，對于石材的常規(guī)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)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(jìn)行瀝青層鋪設(shè)作業(yè)，其中水泥穩(wěn)定碎石是要通過含水量拌和、壓實(shí)、灑水養(yǎng)護(hù)這幾個步驟進(jìn)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(jìn)行碎石層的鋪設(shè)，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(xiàng)指標(biāo)都能達(dá)標(biāo)，而且使用煤矸石鋪設(shè)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(diǎn)，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(jìn)行照射進(jìn)而使其水分蒸發(fā)，導(dǎo)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(jī)壓實(shí)過后，其裂痕程度會越發(fā)明顯。所以經(jīng)過以上幾點(diǎn)看來，在宕口的選擇上還是要進(jìn)行毛石的5cm×5cm×cm泡水抗壓強(qiáng)試驗(yàn)，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(shè)成型后的效果

不佳。

2.1.2 宕口的開采作業(yè)。宕口在進(jìn)行石料開采的初期，應(yīng)該重點(diǎn)注意對山皮土的清理，如果山皮土的清理不夠嚴(yán)謹(jǐn)，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(yùn)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(yùn)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(dǎo)致一些質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的石料進(jìn)入加工環(huán)節(jié)，導(dǎo)致加工好的石材不能與水泥更好地產(chǎn)生粘結(jié)力，使得基礎(chǔ)鋪設(shè)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(jié)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?yàn)榻鼛啄甑氖┕すに嚺c壓實(shí)設(shè)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(jìn)行科學(xué)管理。

3 施工中對于水泥的控制方向和注意重點(diǎn)

施工中水泥的選取是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊患ぷ鳎瑧?yīng)該得到極大重視。在選擇水泥的時候應(yīng)該滿足以下要求：水泥的強(qiáng)度等級要為42.5級旱強(qiáng)、緩凝水泥中的普通硅鹽酸水泥、復(fù)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(qiáng)度都不能小于16MPa。水泥的凝期強(qiáng)度和凝期穩(wěn)定性一定要符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)入施工工地需要進(jìn)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(jìn)行時，可以對水泥進(jìn)行水冷降溫處理。但是在實(shí)際的施工作業(yè)中，對水泥廠的水泥生產(chǎn)進(jìn)行控制才是關(guān)鍵。

夏季和秋季是水泥穩(wěn)定碎石開始鋪設(shè)的主要時間，對于水泥的需求量是非常大的，往往就是因?yàn)檫@樣，在質(zhì)量控制方面會出現(xiàn)一定的問題，其中水泥的強(qiáng)度、初凝時間、終凝時間和體積安定是最容易出現(xiàn)計(jì)算偏差的點(diǎn)，所以要盡可能地發(fā)現(xiàn)問題，我們應(yīng)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(chǔ)得到滿足的同時，建設(shè)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(dāng)中總結(jié)了以下四個方面：

3.1 強(qiáng)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(yīng)與室內(nèi)的水化反應(yīng)相對較快，如何在夏季施工中科學(xué)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(diǎn)：（1）延遲水泥的初凝時間，在原有的3小時基礎(chǔ)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(yùn)輸車輛能夠及時到達(dá)，高效地進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)；（5）水泥實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中應(yīng)該加大試驗(yàn)檢測力度，從而制定施工的方向和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

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(biāo)準(zhǔn)，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(yàn)人員要有良好的責(zé)任心，對進(jìn)入施工現(xiàn)場的水泥要細(xì)心檢測，確保水泥有足夠的放置期。

3.3 實(shí)驗(yàn)室研究調(diào)查

實(shí)驗(yàn)室工作人員應(yīng)該根據(jù)國家頒發(fā)的規(guī)范，對施工中的水泥進(jìn)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(shí)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(dāng)中充滿極其不穩(wěn)定的因素。

4 結(jié)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(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，致使從原料開始就出現(xiàn)重大錯誤，導(dǎo)致施工進(jìn)度減慢，也讓基層施工質(zhì)量得不到保證。

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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。