無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定基層應(yīng)用技術(shù)研究

苑亮

武漢中和工程技術(shù)有限公司 湖北 武漢 430080

引言

在道路建設(shè)中，使用的材料種類繁多，消耗巨大。不同的建筑環(huán)境，所使用的材料也是有區(qū)別的。無機(jī)黏結(jié)劑是目前基層常用的一種材料，如果使用效果不理想或工藝過程中出現(xiàn)問題，將會嚴(yán)重影響整個工程的質(zhì)量。在一些高速公路項目中，采用了無機(jī)黏結(jié)劑，并收到了較好的效果。在我國，水泥穩(wěn)定碎石已成為半剛性路面基層的基礎(chǔ)材料。在城市道路建設(shè)中，水泥穩(wěn)定碎石基層因其良好的物理力學(xué)性能、水穩(wěn)定性、抗凍性、抗侵蝕性和抗疲勞性而得到廣泛應(yīng)用。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，超重型車輛的數(shù)量不斷增加，路面結(jié)構(gòu)的破壞程度日益加劇。

1 無機(jī)結(jié)合料工藝以及常見類型

1.1 原料加工技術(shù)

在道路建設(shè)的基礎(chǔ)上，所采用的無機(jī)黏結(jié)劑必須經(jīng)過加工才能得到。在原料制造過程中，要注意控制配合比。長期以來，在我國的道路建設(shè)中，沒有使用無機(jī)復(fù)合材料。總之，這種材料比較新，缺乏足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。所以，必須加強(qiáng)生產(chǎn)過程的管理，確保產(chǎn)品的質(zhì)量，并嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程，盡量減少物料的損耗，從而更好地保障工程建設(shè)的質(zhì)量。在制作材料時，需要使用水泥、石灰、工業(yè)廢渣等。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，不僅要保證以上原料的配比，還要保證產(chǎn)品的品質(zhì)。如何有效地控制水泥水化熱，確保無機(jī)黏結(jié)劑的質(zhì)量，是建筑工人必須重視的問題。

1.2 常用的物料種類

無機(jī)黏結(jié)劑是高速公路工程基礎(chǔ)的一種總稱，其種類繁多。在早期的無機(jī)黏結(jié)劑中，可以采用的種類，是有限度的。但隨著技術(shù)的進(jìn)步，隨著對材料的研究越來越多，這種材料的種類也越來越多，越來越多的分支材料被用于工程中，并且在某些領(lǐng)域中起到了很好的作用。不同的材料，在性能上也有很大的差別，從各個方面來看，都是獨(dú)一無二的。了解各種不同類型的特殊情況，可以使其充分滿足建筑材料的要求，為路面基層的總體穩(wěn)定打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

石灰穩(wěn)定土、水泥穩(wěn)定土、石灰工業(yè)廢料穩(wěn)定土是三種常用的材料，它們的組成和比例各不相同。在實(shí)際工程中，只采用一種無機(jī)黏結(jié)劑，就可以確保地基的穩(wěn)定性。但是要注意，每種類型都有其適用范圍。所以，必須按照公路建設(shè)的要求，結(jié)合相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，合理地選用合適的材料。通常認(rèn)為，水泥穩(wěn)定土的穩(wěn)定性是比較差的。所以，在對建筑質(zhì)量有嚴(yán)格要求的情況下，不宜采用。石灰穩(wěn)定土的穩(wěn)定性比較好，但是使用這種無機(jī)黏結(jié)劑，很容易造成路面的不平整，影響到司機(jī)的使用。所以，對這種物質(zhì)的選擇也是十分必要的[1]。

2 使用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定基層的方法

本文通過一個具體的實(shí)例，簡單介紹了在基礎(chǔ)上采用無機(jī)黏結(jié)劑的方法。該項目位于我國某地區(qū)，具有廣泛的施工范圍性和高水平的施工質(zhì)量。道路擔(dān)負(fù)著運(yùn)送貨物和行人的任務(wù)。所以，必須保證工程的質(zhì)量，保證地基的穩(wěn)定性和承載能力。為此，本文從攤土施工和材料選擇兩個角度，對其應(yīng)用進(jìn)行了論述。

2.1 原料試驗(yàn)

2.1.1 水泥：通過研究，適宜使用32.5級P·C級水泥。

2.1.2 骨料：實(shí)驗(yàn)選擇了標(biāo)準(zhǔn)的石灰?guī)r骨料。粗集料粒徑范圍為4.75～9.5mm,9.5～26.5mm；集料0～4.75mm（機(jī)制砂），集料以中砂為主。

2.2 配合比設(shè)計

水穩(wěn)碎石基層可分為懸浮壓實(shí)、骨架壓實(shí)和骨架壓實(shí)三種類型。

集料級配的確定通過試驗(yàn)研究，骨料級配比例選擇為粗骨料9.5～26.5mm，粗骨料0～4.75mm=51%：22%：27%。

2.3 攤土施工

從鋪土法的觀點(diǎn)來看，鋪土工程的施工質(zhì)量是其施工質(zhì)量的關(guān)鍵。在公路建設(shè)中，經(jīng)常會出現(xiàn)土壤微粒，或含有多種有害物質(zhì)，如腐殖質(zhì)，對工程的質(zhì)量造成很大的影響。在鋪土過程中，如果不及時清理這些土壤，將會造成鋪土質(zhì)量的影響。今后，就算采用各種方法控制地基的質(zhì)量，也很難保證其滿足設(shè)計要求。可見，在鋪土過程中，應(yīng)及時清理過多的泥土和其他雜物。在進(jìn)行鋪土作業(yè)時，也要注意混凝土攤鋪問題，并要留意天氣情況。實(shí)際情況表明，在下雨的情況下，必須暫時停止施工，否則會造成路面基礎(chǔ)水分含量過高，從而對鋪土效果和提高基層的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。

2.4 選材

正確選用公路工程基礎(chǔ)材料，對確保基層的穩(wěn)定性具有重要意義。無機(jī)黏結(jié)劑是一種重要的原料。但是，僅采用這種材料仍不能完全滿足該項目的建設(shè)需要。在施工過程中，為了進(jìn)一步提高其機(jī)械性能，必須在施工期間添加一些礦渣。指出，在選用礦渣時，并不是所有的礦渣都能達(dá)到施工的要求，如果礦渣的濃度太低，不但不能保證工程的質(zhì)量，而且會對基層的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響。因此，對基礎(chǔ)材料的合理選用是十分必要的[2]。

水泥用量的確定。本試驗(yàn)擬出水泥用量為2.5%，3%，4%，5%，5.5%，7%，對于不同水泥用量的混合料。

在分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，綜合考慮路用性能、經(jīng)濟(jì)效益、施工性能等因素，對水穩(wěn)定性、抗壓回彈模量、在長期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)中，對配合比的抗凍性和收縮性進(jìn)行了測試和分析。

3 道路表現(xiàn)

3.1 無側(cè)限長期抗壓強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度

同一齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度隨水泥用量的增加而增加；在一定齡期內(nèi)，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度隨齡期的增加而增加。

3.2 壓縮回彈模量

水泥穩(wěn)定碎石基層的抗壓回彈值較高。壓縮回彈模量隨養(yǎng)護(hù)齡期的增加而增加。路面基層抗壓回彈模量過低，容易產(chǎn)生變形，導(dǎo)致公路整體養(yǎng)護(hù)水平下降；過大的壓縮回彈模量會導(dǎo)致表面因過大的拉伸應(yīng)力而開裂[3]。

3.3 水穩(wěn)定性

水泥穩(wěn)定碎石的水穩(wěn)定性系數(shù)隨齡期的增加而增大；各齡期的水穩(wěn)定性系數(shù)均在85%以上，水穩(wěn)定性良好。

3.4 抗凍性

水泥穩(wěn)定碎石的抗凍性隨齡期的增加相應(yīng)增加，當(dāng)它增加到一定值時，它不會隨著年齡的增長而增加。

4 建筑質(zhì)量管控

采用無機(jī)黏結(jié)劑可以在一定程度上提高混凝土的施工質(zhì)量。但是，在工程建設(shè)過程中，若沒有對工程質(zhì)量進(jìn)行有效的管理，將會對工程的最后結(jié)果產(chǎn)生不利的影響。這一節(jié)著重從各種無機(jī)黏結(jié)劑的種類入手，歸納了它們的質(zhì)量控制方法[4]。

4.1 水泥砂漿地基

對于這種無機(jī)黏結(jié)劑，在使用時，必須對其原料性質(zhì)進(jìn)行充分的保障。石灰是這種物質(zhì)的基本原料。如果石灰的品質(zhì)有問題，就會造成基礎(chǔ)材料的整體性能不合格。因此，應(yīng)嚴(yán)格選用石灰，以防止以上問題的發(fā)生。如果項目采購的石灰未達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，或者有關(guān)參數(shù)不合理，就不能使用，必須再次采購。此外，在施工過程中，當(dāng)?shù)氐臍鉁睾蜐穸纫矔λ喾€(wěn)定土的施工產(chǎn)生一定的影響。解決該問題的關(guān)鍵是盡量避免在天氣條件較差的情況下進(jìn)行施工。分層施工是公路建設(shè)中最重要的基礎(chǔ)施工技術(shù)。在施工過程中，要對各層的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。要確保一層一層的連接。實(shí)踐表明，在春、夏兩個季節(jié)進(jìn)行施工，一般都能收到較好的效果。鑒于項目的維修費(fèi)用和施工質(zhì)量問題，推薦在以上時間內(nèi)進(jìn)行施工。

4.2 水泥加固地基

本項目施工中，質(zhì)量控制的關(guān)鍵是確保混凝土的配比合理，并對建筑工地的溫度、濕度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。從原理上說，質(zhì)量控制程序和內(nèi)容與石灰穩(wěn)定土是一樣的。從水泥的角度來看，必須要達(dá)到合適的水化熱等性能指標(biāo)。混凝土的用量，要控制在6%左右。如果超出這個范圍，就會使基礎(chǔ)的穩(wěn)定性降低。在選擇不同的季節(jié)時，推薦選用春天和夏天，氣溫和濕度都比較合適，這樣可以有效地確保水泥穩(wěn)定的地基，提高工程的質(zhì)量[5]。

4.3 水泥工業(yè)廢料的穩(wěn)定土

針對石灰行業(yè)的廢渣（常用的是石灰粉煤灰穩(wěn)定土），其質(zhì)量控制的關(guān)鍵是石灰、粉煤灰的摻入量、最大干重和最佳含水率、穩(wěn)定土攪拌的均勻性。在對所使用的物料進(jìn)行品質(zhì)控制時，必須確保所使用的物料達(dá)到了國家有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。最大粒徑不得大于38mm，粒子含量應(yīng)為建筑物料總重量的75%。在此基礎(chǔ)上，在進(jìn)行混凝土的摻和、拌和時，要做到混凝土的最佳含水率和干密度，以滿足城市道路、高速公路的總體要求。

4.4 本研究案例建筑質(zhì)量管控

4.4.1 測量。所有使用的材料的成分應(yīng)準(zhǔn)確，通常在質(zhì)量方面應(yīng)嚴(yán)格把控。

4.4.2 混合料。攪拌水泥穩(wěn)定碎石混合料時，要做到首選在工廠攪拌。詳細(xì)觀察水泥穩(wěn)定碎石混合料的拌和程度是否達(dá)到均勻，混合料顏色標(biāo)準(zhǔn)，沒有離析、結(jié)塊的情況，測試水泥用量和含水量。混合料顏色一致，混合均勻，無夾層、結(jié)塊、骨料離析現(xiàn)象。攪拌結(jié)束時不得出現(xiàn)離析現(xiàn)象[6]。

4.4.3 攤鋪。水穩(wěn)碎石路面基層采用穩(wěn)定土攤鋪機(jī)或平地攤鋪。使用平地機(jī)攤鋪混合料時，根據(jù)路面厚度和要求的壓實(shí)密度計算每輛車混合料的攤鋪面積；當(dāng)混合物在道路寬度的中寬處均勻卸載時，混合物也可以卸載成兩條線；根據(jù)松鋪系數(shù)用平地機(jī)攤鋪混合料，從試驗(yàn)段確定松鋪系數(shù)。攤鋪機(jī)或平地機(jī)后面應(yīng)派專人消除粗細(xì)骨料離析，特別是清除局部粗骨料的“窩”，用新拌混合料填充，或加入拌和良好的細(xì)混合料，然后加入粗骨料，使其混合均勻。

4.4.4 施工縫和裂縫處理。①混合料基層作業(yè)不要讓其縱向接縫。作業(yè)過程，縱向接縫要垂直連接，不可以斜接。②同一天完成的兩個工作段的接縫應(yīng)重疊。前一段施工時，施工端預(yù)留0.5～0.8m進(jìn)行碾壓。后一段施工時，應(yīng)將前一段的未壓實(shí)部分留下，摻入一些水泥。③如果隔天不在進(jìn)行工程，那結(jié)束的前一天的最后項工作縫的混合料拌和完成后，沿穩(wěn)定層在攤鋪層的全寬和全深上挖一個約10～15cm的臺階，以避免接縫處出現(xiàn)貫穿縫。在繼續(xù)施工之前，應(yīng)將松散顆粒分散并回收，直到將適當(dāng)?shù)乃嗪退尤霐嚢枵静⒒旌暇鶆颉＝涌p部分澆水后，攤鋪混合料。④如果需要將機(jī)械轉(zhuǎn)移到水泥穩(wěn)定層上，應(yīng)采取措施保護(hù)轉(zhuǎn)彎作業(yè)段。

5 結(jié)束語

水泥穩(wěn)定碎石基層具有良好的物理力學(xué)性能、水穩(wěn)定性、抗凍性和抗收縮性。當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)城一期路面基層工程已成功應(yīng)用，給予今后現(xiàn)實(shí)施工應(yīng)用理論的支持。為了提升公路的使用壽命和服務(wù)水平，本課題結(jié)合某城市當(dāng)?shù)夭牧系奶攸c(diǎn)，編制了無機(jī)結(jié)合料路面穩(wěn)定基層的施工方法，對工程技術(shù)和施工質(zhì)量管控闡明了詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)。

總之，該項目在基礎(chǔ)層穩(wěn)定、維修費(fèi)用低、行車安全、延長道路使用壽命方面，均采取了無機(jī)復(fù)合材料。今后，可以借鑒這方面的經(jīng)驗(yàn)，采用無機(jī)黏結(jié)劑進(jìn)行施工。在確定好的材料種類后，要按照項目的要求和公路的質(zhì)量水平來確定，在選定后要主動地進(jìn)行質(zhì)量控制，從而使公路工程的整體質(zhì)量得到提高。