水泥稳定砂砾基层（精选10篇）
水泥稳定砂砾基层 篇1
前言
水泥稳定砂砾基层整体强度高, 水稳性好, 成型快, 是中潮湿地区较为经济适用的路面基层结构。但作为半刚性基层结构, 水泥稳定砂砾基层容易产生裂缝, 一般还会反射到路面面层, 引起面层开裂, 影响路面的服务功能, 缩短路面使用寿命。如某工程, 施工里程长2 1 k m, 宽6m, 路面结构层为15cm+15cm厚4%～5%水泥稳定砂砾+0.5cm厚, 下封层+2.5cm厚沥青碎石, 当年3月开工, 7月底完成。面层每隔6～8m有一条横向通缝, 缝宽不一, 宽的有3～4mm, 坐在车上裂缝清晰可见, 经查看大都是基层裂缝反射引起。经过一冬一春的行车作用, 裂缝更为明显, 个别地方甚至冒出泥水, 说明路表水已通过裂缝下渗到路基。由此可见基层裂缝对整个路面质量的危害性, 必须采取措施进行防治。
1、裂缝产生的原因
水泥稳定砂砾基层裂缝主要是由结构本身干缩和温差变形引起。水泥稳定砂砾干缩性大小, 除与养护条件有关外, 还与水泥品种、强度等级、用量及混合料的含水量等因素有关, 水泥干缩性小、强度等级低、用量少、混合料含水量适当、养护条件充分的水泥稳定砂砾基层干缩性相对较小。水泥稳定砂砾的温差变形主要与施工季节温度、养护条件、水泥用量及品质等因素有关。当然, 车辆荷载作用也不可小视, 特别是裂缝的发展, 行车作用影响极大。
2、减少裂缝的措施
根据影响水泥稳定砂砾干缩和温差变形的因素, 从材料选择, 施工操作及养生等方面考虑, 减少或削弱裂缝发生发展应做到以下几点。
2.1 根据需要选择使用材料, 减少结构自身的干缩力
2.1.1 水泥的选择及用量
宜选用普通硅酸盐水泥, 矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥干缩性较大, 不宜选用。当然, 快硬早强、受潮变质的水泥更不能应用。水泥的初凝时间应不少于3h, 终凝时间应不小于6h, 水泥强度等级宜选用32.5MPa, 水泥用量由试验确定, 一般4%～6%的水泥用量足够达到1.5～3.5 M P a抗压强度标准。根据试验结果, 用满足抗压强度对应的水泥用量即可, 以降低水泥稳定砂砾的干缩性。
2.1.2 砂砾材料的选择
使用级配良好的砂砾可以提高水泥稳定砂砾的抗压强度, 减少水泥用量, 而且应尽量选用开式级配砂砾, 就是说适当增大粗集料粒径, 减少细集料用量, 用中粗砂, 禁止使用粉砂, 这样可提高混合料的热稳定性, 增强基层结构的抗变形能力。
2.2 精心施工, 避免偶然因素增大基层的干缩力
为减少偶然因素对水泥稳定砂砾基层强度的影响, 提高基层结构的抗变形能力, 就要精心操作, 认真施工, 不放过任何一个影响质量的细节问题。
2.2.1 严格控制含水量
水泥稳定砂砾混合料含水量大, 施工和易性好, 但强度偏低, 干缩性增大;含水量偏小, 又难以碾压成型。因此, 混合料拌和时应严格控制好最佳含水量。施工温度高时材料干燥, 水分蒸发快, 应注意增加用水量。下雨或所进砂砾材料偏湿时应减少用水量。
2.2.2 确定好施工延迟时间
施工中, 从加水拌和到碾压终了的延迟时间不得超过水泥的终凝时间, 否则混合料难以碾压密实, 强度降低, 容易引起干燥开裂。因此施工现场必须摆布清楚, 各工序衔接必须紧凑。
2.2.3 应注意的一些细节操作
1) 混合料应拌和均匀, 出现粗细分离现象应在摊铺时清底重新拌和。
2) 保证基层湿润, 避免下部混合料水分流失。
3) 分层铺筑的水泥稳定砂砾, 底层养生时间应不小于7d, 避免因养生不到出现裂缝, 在高温季节尤应如此。
2.3 加强养生, 减弱引起裂缝发展的动能
在水中或潮湿条件养护时, 水泥稳定砂砾干缩性和温差变形都会相对小些, 因此养生至关重要, 不管采取什么措施, 都应始终保持基层表面湿润, 否则就要放慢施工进度, 高温季节施工更应如此。为了保证养生效果, 可以覆盖一层5 m m厚左右的砂, 边施工边通车路段最好这样做, 防止基层直接遭受曝晒。为了减轻养护压力, 养生期一到, 经检测合格的基层应立即洒透层沥青或做下封层, 同时面层施工也要同步进行, 减少温差对基层的影响。在养生期间, 车流要进行管制, 一是要慢速行驶, 二是尽量不在施工路段停车、起步, 重车尤应如此。
3、裂缝的处治
对水泥稳定砂砾基层出现的裂缝进行一定的处治, 减少裂缝对整个路面的危害作用, 防治结合, 这从工程质量和养护角度看都是必须的。
1) 洒透层沥青或做下封层是封闭基层裂缝简单有效的方法, 就截断水源对成基层或土基的影响而言, 做下封层效果要好些, 还可以边施工边通车。
2) 铺设沥青碎石或级配碎石, 或铺设耐高温的土合成材料都可以有效阻断基层裂缝反射到面层, 具体做法和铺筑厚度应铺筑试验路, 根据效果来决定。
4、结语
水泥稳定砂砾基层裂缝影响路面工程质量, 施工经验证明通过选择材料、规范施工操作, 加强养生可有效减少裂缝的发生发展, 这一点对二级以下公路路面施工更具积极意义。所谓防治结合, 预防更重要, 也更经济。
摘要：水泥稳定砂砾基层裂缝影响路面工程质量, 本文提出通过材料选择、规范施工操作、加强养生等措施可有效减少裂缝的发生发展, 提高路面施工质量。
关键词：水泥稳定砂砾基层,裂缝,防治措施
参考文献
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水泥稳定砂砾基层 篇2
【内容摘要】随着水泥稳定碎石或砂砾在高速公路路面基层（底基层）的广泛应用，同时也暴露出许多强度不足、局部松散破碎、干缩裂缝等问题。本文从原材料试验、配合比设计、施工工艺及质量控制等方面分析了高等级公路路面基层的施工质量控制，提出了注意事项及质量控制措施。【关键词】 水泥稳定碎石或砂砾路面基层（底基层）质量控制 注意事项
一、前言
由于水泥稳定碎石或砂砾路面基层（底基层）具有良好的力学性能和整体性、稳定性（水稳定性和温度稳定性）、耐久性和抗冻性及与面层结合好的技术特点，且料源广泛，可就地取材，便于原材料和混合料的加工，易于机械摊铺操作，因此被广泛应用于修建高等级公路路面基层（底基层）。为了保证水泥稳定碎石或砂砾路面基层（底基层）满足设计要求和使用要求，除结构设计合理、路基强度满足要求外，重点是水泥稳定碎石或砂砾路面基层（底基层）的原材料选择、混合料组成设计和施工质量控制。
二、原材料的质量控制
原材料是路面工程的物质基础，严把材料质量关是保证工程质量的基础和重要环节。水泥稳定碎石或砂砾路面基层（底基层）的原材料主要有水泥、粗集料、细集料、矿粉。水泥应选用初凝时间3h以上和终凝时间较长（宜在6h以上）的低标号水泥，普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可采用，但不应采用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。各项技术指标应满足技术规范的要求，水泥初终凝时间是确定水泥稳定碎石或砂砾的施工控制时间的重要依据。粗集料的质量控制指标主要是根据结构层性能决定的碎石（砾石）压碎值和颗粒组成，确定出碎石（砾石）的强度和级配。细集料主要是控制好优质天然砂、石屑的颗粒组成和掺加量，保证级配连续。为了把好原材料质量关，应需加强对各类原材料的料源进行提前确定和检查，在使用过程中按规定频率抽样检验，不合格的材料不能用于工程中，并应及时清除出场。
三、混和料的配合比设计
通过对工程实际应用的矿料分别进行筛分试验和测定其相对密度，根据各种矿料的颗粒级配和计算用量比调配出合理的级配曲线。由于水泥剂量对干缩性的影响，随集料平均粒径的增大而减少，集料平均粒径越大，水泥剂量对干缩性的影响越小；在相同条件下，水泥稳定中粗粒土的收缩性较细粒土的收缩性要小得多；对大多数土混合料而言，随水泥剂量的增加，收缩性逐渐减少，并达到最小值，然随水泥剂量的增加，收缩性逐渐增大，水泥剂量过大，同样会产生收缩裂缝；混合料中若塑性细土的含量过大，采用水泥稳定时很容易产生干缩裂缝，并且随土含量的增大和塑性指数的增加而明显增加。因此为减少水泥稳定碎石或砂砾的收缩性和提高抗冲刷能力，级配曲线可成平顺圆滑的s曲线型，通过4.75mm筛孔的通过量应控制在35-39%；通过0.075mm筛孔的含量宜控制在2%左右，且应上粗下细，通过试验掺加减水剂或粉煤灰，在满足设计要求的情况下，用最少的水泥剂量，不宜超过6%。根据不同结构层及设计强度的要求，确定水泥用量，确定各种混和料的最佳含水量、最大干密度，以此矿料级配初步确定拌和机各料仓的供料比例。通过二次筛分，确定各料仓的比例，作为拌和机控制参数使用。应考虑各地材料性能不同而引起的差异，注意混和料的强度应能满足7-10d钻芯取样检测完整的要求。
四、现场试验段的施工
根据公路路面基层施工技术规范及国内外实践经验，高等级公路路面基层（底基层）施工前采用计划使用的机械设备和初步确定的混和料的配合比铺筑试验段是不可缺少的步骤。通过试验段的铺筑，获得最优化的生产配合比、合适的拌和时间、摊铺速度、压实机具的组合及碾压工艺、摊铺系数的确定及合适的作业长度等一系列控制参数，提出标准施工方法。除试验段强度及几何尺寸满足要求外，现场钻芯取样的完整性及强度也是控制的关键环节，试验段长度宜为100-150米，宜选用两种或多种不同的碾压组合，必要时可调整水泥用量及含水量试验。
五、混和料的拌和
按照技术规范的要求，高速公路的基层（底基层）水泥稳定碎石或砾石必须采用集中厂拌混和料，应注意以下三个方面的问题：
1、厂拌设备的选择
拌和设备的性能决定了混和料的配料精度和均匀性，应选用带有电子计量装臵的生产能力不小于400T/h的高性能稳定土拌和机，才能保证混合料的级配符合配合比要求，保证拌和料的稳定性，且生产能力应与摊铺能力应匹配。
2、严格控制水泥剂量
水泥剂量太小，不能确保水泥稳定碎石或砂砾的施工质量，而水泥剂量太大，既不经济、还会使基层的裂缝增多、增宽，从而引起沥青面层相对应的反射裂缝。考虑施工时各种损耗，工地实际采用的水泥剂量摊铺机摊铺时应比室内试验确定的剂量增加0～0.5%，底基层路拌时增加0.5～1%，以确保水泥稳定基层（底基层）的质量，但应控制不超过6%，以减少混和料的收缩性。
3、重视含水量对施工的影响
根据路面基层施工技术规范及国内外施工经验，一般情况下拌和含水量应比最佳含水量略高0.5%-1%，若气温较高或运输距离较长时应高1%-2%，以弥补混和料运输、摊铺和碾压过程中水分的损失，如果机械碾压性能较好且经验丰富时，控制现场含水量比最佳含水量略低0.5%，含水量过大，既会出现“弹软”、“波浪”等现象，影响混和料可能达到的密度和强度，也会增加混和料的干缩性，使结构层容易产生干缩裂缝。含水量过小，混和料易松散，不容易碾压成型，也会影响混和料可能达到的密度和强度。施工过程中要根据气温情况及运输距离及时调整含水量的大小，根据规范、经验及现场摊铺碾压的效果确定。
六、混和料的运输
运输混和料宜采用大吨位（15T以上）的自卸运输车，在卸料和运输过程中要尽量避免中途停车和颠簸，以确保混和料的延迟时间和混和料均不产生离析，此时，还要根据运输距离和天气情况，考虑混和料是否采用苫盖，以防水分过分损失及表层散失过大。混和料在卸入摊铺机喂料时，要避免运料车撞击摊铺机。运输车辆的数量按现场、拌和场各有五辆再加中途运输车辆考虑。
七、混和料的摊铺
1、摊铺现场的准备工作
（1）在摊铺底基层前一定要对路基的高程、宽度、横坡度、压实度、弯沉等进行全面的检测，高程轴线不少于3-4条，达到路槽的验收标准，凡不合格者必须采取适当措施进行补救，使其达到要求，同时要将其上的浮土、杂物清理干净，以免产生松散、起皮现象。有垫层时，在施工底基层（或基层）前要洒水碾压密实。开始摊铺时，要在下承层上洒水使其表面湿润。摊铺基层时，对底基层进行验收，有问题时，要及时处理，清理干净，并洒水湿润。
（2）准确施工放样。在全线路面施工前，要对全线的导线点、水准点进行复测，水准点设在附近的桥涵上，便于施工。为了避免由于基准钢丝绳的垂度影响基层（底基层）摊铺的平整度，其钢立柱纵向间距不宜过大，直线宜为10米，曲线宜为5米，并用紧线绳拉紧。同时要防止现场作业人员拢动钢丝绳，以免造成摊铺面波动，长度不宜小于150米，宜为200米左右为宜，并且在摊铺前及时进行高程、横坡等各项指标的检查，发现问题及时处理。
（3）由于水泥稳定土受摊铺时间的限制，在摊铺基层（底基层）前必须认真检查摊铺及碾压设备，确保其完好状态，以免由于机械故障造成中途停机，造成不必要的经济损失，同时要加强摊铺现场与拌和厂之间的联系，以应付紧急情况，拌和机拌和料必须征得现场的同意后方可开始。
（4）摊铺设备的选型。根据《技术规范》的要求，高等级公路的基层（底基层）必须采用摊铺机摊铺混和料。因此，摊铺设备的选型非常重要。应选择摊铺性能好的全自动找平摊铺机，尽可能整幅一次摊铺，可很好地控制摊铺厚度和表面平整度。摊铺机的摊铺效果必须满足摊铺料不离析、级配良好、稳定、平整度、横坡度均符合规范要求。
2、混料的摊铺
（1）拌和好的成品料运至现场应及时按确定的松铺厚度均匀、匀速的摊铺，摊铺过程中尽可能少收料斗，严禁料斗内混和料较少时收料斗。为确保摊铺机行走方向的准确性，可在路槽或底基层上洒白灰线，以控制摊铺机行走方向，摊铺机要保持适当的速度均匀行驶，不宜间断，以避免基层（底基层）出现“波浪”和减少施工缝，如因故中断2h时应设臵横向接缝，摊铺机应驶离混和料末端，试验人员要随时检测成品料的配合比和剂量，并及时反馈拌和厂。要有专人消除粗细骨料离析现象。如果发现粗集料窝应予铲除，并用新拌混和料填补，此项工作必须在碾压之前进行，严禁薄层贴补。基层分两层摊铺时应在摊铺上层前，进行表面拉毛或洒水泥净浆处理。
（2）若由于宽度较宽或级配原因为防止离析分两幅摊铺时，宜采用两台摊铺机（尽可能同型号）一前一后相隔约5-10米同步向前摊铺混和料，为保证标高和平整度，纵向接合部采用移动式基准线，并一起进行碾压，尽可能避免纵向接缝。在不能避免纵向接缝的情况下，纵缝必须垂直相接，严禁斜接。上下层纵向结合部位臵应错开距离不小于1米，尽可能避开行车道位臵。
八、混和料的压实
混和料摊铺后，当混和料的含水量等于或略大于最佳含水量时，应及时根据试验段确定的碾压工艺，用轻型压路机并配合12T以上压路机在结构层全宽内进行碾压。碾压段长度根据试验段确定的长度及气温情况确定，气温高时，水分蒸发快，缩短碾压段长度，反之，可适当延长碾压段长度，以40-50米为宜，过短则易造成平整度较差。碾压方式初压一般采用胶轮压路机或钢轮压路机静压1-2遍，复压采用振动压路机弱振强度2-4遍，终压采用钢轮压路机或胶轮压路机静压1-2遍，碾压速度初、终压宜为1.5-1.7Km/h，复压宜为2.0-2.5Km/h，直线和不设超高的平曲线段，由两侧路肩向路中心碾压，设超高的平曲线段，由内侧路肩向外路肩进行碾压。碾压时，轮迹应重叠1/2轮宽。相邻两段的接头处，应错成横向45°的阶梯状碾压。严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上“调头”和急刹车。自拌和至碾压结束原则控制在2h以内。
九、水泥稳定碎石或砂砾基层（底基层）的养生
每一段碾压完成并经压实度检测合格后，应立即开始养生，养生宜采用不透水薄膜、湿砂、草袋、棉毯覆盖并洒水保湿养生，基层完成后也可采用沥青乳液养生，用量按0.8-1Km/m2（指沥青用量）选用，分两次喷洒，避免基层长期暴晒。
养生期不宜少于7天，并应封闭交通，除洒水车辆外，严禁其它车辆通行，保湿养生至下一层施工前。
合理的养生既是保证水泥稳定碎石（砂砾）强度的需要，又是减少和避免干缩裂缝的措施。新铺水泥稳定碎石（砂砾）基层随着混合料水分的减少产生干缩应力，水分减少的越快，产生的干缩应力越大，水分减少的慢，干缩应力缓慢产生逐惭增大，由于材料的松驰应力和温度随龄期增大，抗应变能力增强。如果铺筑后养生不及时或忽干忽湿，导致水分散失较快，干缩应力急剧增大而此时的抗应变能力还较低，就易产生干缩裂缝，并随时间增长裂缝增加。即使养生期结束后；如果不及时铺筑沥青封层（透层）和沥青面层让其曝晒，同样会散失水分产生干缩裂缝。
基层过冬时，应采取冬季覆盖保温措施，以防止基层开裂或表面受损，可采取先铺塑料薄膜后覆盖粘土措。减少和避免因气温的温差过大时产生温缩裂缝。温缩裂缝主要是受混合料中含土量的影响，并且气温越低时，含土量对其温缩系数影响越大，水泥剂量对其温缩系数也有一定影响。
十、注意事项
1、保持材料的均匀性和一致性；
2、优先采用先进的精度高的带有电子计量装臵的拌和设备和全自动找平摊铺机械，并根据设备的特点选择；
3、基层（底基层）施工时，通过试验段在横断面上间隔2-3米取样筛分试验，根据筛分结果判断摊铺机的性能及数量；
4、严格控制施工时间，尽量减少和避免各种原因造成的间断；
5、通过试验室成型强度和7-10d现场钻芯成型情况及强度判定基层（底基层）效果，根据气温情况调整和确定钻芯时间；
6、加强和重视保湿养生工作。
结束语：
本文通过施工实践总结了水泥稳定碎石或砂砾的施工工艺和质量控制，实践证明要严格执行《技术规范》要求，控制好原材料的质量，以及混和料的组成设计、拌和、运输、摊铺、碾压、养生等环节，组织管理到位，就能够确保工程质量。
参考文献：
1．《公路路面基层施工技术规范》北京：人民交通出版社，2000
水泥稳定砂砾基层 篇3
关键词：公路施工；水泥稳定砂砾基层；裂缝原因；途径
中图分类号：U416.213 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）15-0154-02
随着技术的发展，各种施工材料层出不穷，在公路施工中，水泥稳定砂砾发挥着相当重要的作用。它主要由砂砾、水泥、水及其他材料按一定比例混合而成，成本较低，便于生产，而且抗压强度较高，具有良好的耐久性，是公路施工常用的材料。但经常伴有裂缝出现，此现象较为普遍，对公路的美观、质量都有很大影响，且裂缝容易降低土层的承载能力。因此，必须采取相关方法对裂缝问题加以解决。
1 裂缝的危害
影响公路的使用寿命，当水泥稳定砂砾基层出现裂缝，公路的承载力会有所降低，耐久性遭到破坏，影响其寿命，不能充分发挥其应有的作用，以至于某些功能不能完全实现。
由于水泥稳定砂砾的开裂，会对其本身的强度和质量产生一定的影响，而且缝隙过多、裂缝过大，会影响到公路整体的美观性和建设成本，甚至对其安全性也会产生一定程度的不利影响。
2 裂缝产生的原因
2.1 人员施工
由于现场施工比较复杂，工作人员可能会相对缺乏质量意识，对关键环节控制不严，加上现场的职责不明确，难以将责任具体落实。在施工中，有些施工人员对新机械设备的性能和用途不太了解，或操作中没有按照规定的要求进行等，都会引起水泥稳定砂砾基层出现裂缝。
2.2 外部环境因素的影响
水泥稳定砂砾的温度受许多外部因素影响，包括天气变化、季候更替等，浇注温度指的是在运输、卸货浇筑等环节后的水泥稳定砂砾拌合物的温度，直接受外界温度的影响。如果前者小于后者，则混合物内会聚集大量的温度，难以释放导致裂缝出现。如果前者大于后者，混凝土内部外部会形成巨大温差，也会引起开裂的现象。
2.3 水泥稳定砂砾的收缩作用
在水泥稳定砂砾的拌合过程中，水分会有一定的蒸发，混合物凝固过程中，发生冷却，体积缩减，一旦收缩应力比其抗拉应力大时，很容易引起表层收缩，出现开裂的现象。关于水泥稳定砂砾的收缩，受很多因素影响，如：在外暴露时间、砂砾含量、水泥剂量以及含水量、失水量等。
水泥剂量通常控制在3%～5%，在此范围内，水泥剂量越高，其稳定性和强度越高，干缩现象越来越不明显，一旦超过了这个范围，很容易影响到水泥稳定砂砾的强度，特殊情况除外。当混合物成型时，如果含水量过多，会降低基层的密实度，所以应对含水量有严格的控制。成型后需要有一定的养生期，通常为一周左右，若养生期过长，能够增加抗拉应力，缩短裂缝之间的距离，但裂缝宽度会有所增加。如果在空气中暴露时间过长，失水量会有所增加，以至于引起干缩裂缝。
2.4 荷载型裂缝
主要受以下几个因素影响：①结构层厚度。水泥稳定砂砾基层的结构层厚度越大，路面施加的荷载压力的受力面积越大，对基层底部产生的压强和拉应力就越小。②弹性模数。当基层的弹性模数逐渐变大时，相应的弹性下降就小，底部变形较轻，拉应力也相对较小。③车辆的速度和荷载。车辆越重，造成基层的沉降量越大，而速度能够加推力，使得基层的拉应力也不断扩大，为了减少沉降量，在养护时应尽量控制行车。
3 裂缝控制
3.1 材料选择
在实际施工过程中选择水泥时，常用的有两种，一是热硅酸盐水泥，二是地热矿渣水泥，它们的水热化值都表较低，另外，在选择时，应保证水泥的细度有所降低；采用粉煤灰，因为在粉煤灰的构成中，存在一些特殊物质，和水泥之间能够发生有效反应，代替其部分的活性来源，能对水泥稳定砂砾的内部进行优化，增大其反应后的密度，从而减小一定的收缩值；一般情况下，骨料有两种，一是粗骨料，可相应的加大其粒径，在实际施工时，粗骨料一般都是粒径在5～40 mm的石子，含沙量应控制在1.5%以内，对碎石针片状颗粒含量的控制如上；二是细骨料，尽量采用中砂，因为中砂较为干净，并且含沙量低。
此外，加入适量的膨胀剂、减水剂等，也能降低开裂频率。例如加入减水剂，对水对水泥都能起到节约的作用，从而使水泥稳定砂砾的性能发生改变。膨胀剂的加入，能产生预压应力，和固有的拉应力相抵消，在一定程度上也能减少裂缝的出现。
3.2 施工工艺控制
①在运行拌制工作时，应对拌合物的温度进行有效控制，如夏天在选择水源时，尽量选取地下水，因为地下水的温度较低，还需对砂石、骨料增加一些降温手段；冬天需要加热水和防冻剂等。为避免资源浪费或资源短缺，对原材料的使用，尽量做到不多不少。
②基层的全部施工工序在水泥终凝时间内必须完成，在保证施工质量的基础上尽量加快施工速度，缩短时间；在运输材料设备时，必须结合工程的实际情况选择合适的车辆行驶速度，禁止随地停车现象的出现；混合物搅拌成功后，在运输之前，对路线进行检查，清除各种障碍，保证车辆的畅通。
③施工拌合工作通常采取厂拌法进行拌合，摊铺机摊铺，确保混合物的均匀。配合比例要适当，尽量缩短时间。对于车辆的碾压速度和时间，应严格控制，按照规定的程序进行。
④当浇筑工作结束后，应使水泥稳定砂砾表面处于一个湿润的状态，而且需采取有效的预防措施防止出现突然干燥的情况，为使其不与干燥环境产生直接的碰触，可在其表面覆盖一层薄膜。
3.3 路面施工
摊铺机对混合物进行摊铺时，需保持摊铺的连续性，中间尽量不中断。如果出现特殊情况发生终断且终断时间大于初凝的时间，必须设置施工缝。保持摊铺机匀速行驶。如果是宽幅摊铺，螺旋两端20～40 cm范围内会发生混合物的离析情况，此时应使用人工换料。路基上尽量不要出现松散的浮土区，以及路基反弹区。如遇这些情况，可选择“园洞方补法”，将其挖成矩形形状，厚度通常要大于10 cm，使用同层或上层材料回填压实。最为关键的是，应建立合理的施工组织，保持各项工序紧密衔接，促使整个施工的顺利进行。
4 结 语
水泥稳定砂砾的作用十分重要，在公路施工过程中务必要保证良好的抗裂性能。导致出现裂缝的因素有很多，不过在实际操作中，这些问题并不难解决，所以有必要从材料、施工等方面做好控制工作，尽量减少裂缝出现的频率，从而保证工程的整体质量。
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水泥稳定砂砾基层 篇4
1.1 裂缝产生原因
半刚性基层沥青路面的裂缝形式多种多样, 但形成的主要原因可以分为2大类, 即荷载型结构性破坏裂缝和非荷载型裂缝, 包括反射裂缝和对应裂缝。荷载型结构性破坏裂缝是由汽车动态荷载产生的垂直或水平应力, 在基层内部产生超过材料的容许抗拉极限应力的拉应力所造成;非荷载型裂缝则是环境作用的结果, 主要是湿度和温度的影响, 由干缩、温缩和疲劳作用导致, 个别情况下也可能是由于路基不均匀沉陷造成。此外, 在冰冻地区的沥青路面上, 还可能发现由路基冻胀引起的裂缝。
1.2 裂缝形成过程
对于半刚性基层, 裂缝往往不是由交通荷载作用引起的。水泥稳定碎石基层由于水分蒸发及温度变化的影响, 很容易产生裂纹, 在承受荷载之前, 就已经存在大量的微细裂纹和孔洞。因此, 实际上它是在带有裂纹的状态下承受交通荷载作用的, 基层的温缩和干缩是引起裂缝的内因。
2 水泥稳定砂砾 (碎石) 基层收缩裂缝的防治途径
作为优质基层, 水泥稳定砂砾 (碎石) 最大的问题就是如何降低收缩裂缝。减少基层裂缝的产生可从以下几方面着手:
2.1 材料组成设计
首先是原材料的优选。选用合适的水泥, 一般来说, 细度较细、石膏含量不足及S03含量小的水泥收缩较大。选用含泥量小、结构致密、吸水率小、弹性模量较大的骨料。在普通骨料范围内, 砂岩骨料的收缩最大, 石灰岩和石英岩的干缩都较小。掺用质量好、颗粒细的粉煤灰。加入新型外加剂, 如能减少混凝土收缩率的外加剂——减缩剂。
2.2 配合比设计
实践证明, 将水泥稳定砂砾 (碎石) 基层设计为骨架密实结构可有效防止基层裂缝产生, 其设计方法如下:
2.2.1 主骨料级配确定
(1) 确定骨料规格D0 (一般选取2-4cm料) , 将一定质量的此粒径的骨料分三次放入击实筒中, 每次按重型击实98次, 然后量测其击实后的高度, 利用公式ρ=M/V计算其击实密度, 算出空隙率:
空隙率=1-击实密度/视密度。
(2) 以D0用量为100, D0的下一级为l/2 D0 (1-2cm) , 以D0用量的5%为步长, 将D1逐次掺入D0中, 每次掺入后, 击实, 测定击实密度, 建立填充数量与击实密度关系曲线。
(3) 选择D1的合理用量, 测得最佳的填隙率。
(4) 以此类推, 进行二、三、四、五级填充, 最后分别得到各级粒径的最佳填充比例, 即主骨料的级配。
2.2.2 混合料的组成设计
(1) 组成设计原则:
①水泥稳定碎石底基层、基层级配应达到骨架密实结构, 集料粒径大于4.75mm的骨料含量宜在65%以上, 粒径大于2.36mm的集料含量宜大于80%, 粒径小于0.075mm颗粒含量宜接近0, 最大不应超过3%。
②在达到强度的前提下, 采用较小水泥剂量, 但应考虑施工的不均匀性。
③改善集料级配, 减少水泥用量, 使水泥用量不宜大于4.2%。
(2) 水泥剂量的配制可采用:2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%五种剂量。
(3) 每种剂量的试件制取13个 (最小数量) 。
(4) 试件必须在规定的温度 (20±2℃) 保湿养生6天, 浸水养生1天后进行无侧限抗压强度, 计算试验结果的平均值、偏差系数, 并计算RX (1-1.645Cv) 是否大于Rd (具体工程设计强度) 。
(5) 根据设计剂量做水泥延迟时间对混合料强度的影响试验, 并通过试验确定应该控制的延迟时间。
2.3 骨架密实结构水泥稳定砂砾 (碎石) 底基层在凤翔路口—永寿高速公路的应用
作为国道主干线银武高速公路在陕西境内的重要组成部分——凤翔路口—永寿高速公路, 由于地方气候、交通等具体情况, 设计上路面底基层采用水泥稳定砂砾。级配组成设计突破规范要求, 采用骨架密实结构进行设计施工, 设计强度为2.5MPa。本标段在施工过程中一方面对骨架密实结构级配进行试验分析, 选择合理的级配组成配比;另一方面, 从填料、结合料入手, 改变传统观念, 摸索出了一些在保证强度的前提下有效的降低水泥用量, 同时减少裂缝的途径。在施工过程中的取芯检测时发现, 基本上在4-7天均可取出完整的芯样, 且骨架结构、密实度较好。同时, 在对已竣工20公里底基层的裂缝检查中, 发现按此方法施工的底基层路面裂缝很少见, 通常一公里仅有几条干缩裂纹, 没有贯通裂缝。
参考文献
[1]公路路面基层施工技术规范 (JTJ034-2000) [S].2000, (10) .
水泥稳定砂砾基层 篇5
根据公路局统一安排，现将局属500型拌和站拆迁并安装至和谐砂石场。拆迁和安装费用明细如下：
一、吊装、搬运费用：10000.00元
二、基础建设费用：36800.00元
三、人工费、临时用电耗材、毛料、杂支等：59240.00元
四、地磅：39000.00元
以上费用合计：壹拾肆万伍千零肆拾元整。145040.00元
请局领导批示。
机械设备公司
水泥稳定砂砾基层 篇6
某高速公路主线按照双向四车道高速公路标准设计, 该公路设计车速为120 km/h。其中公路的主线断面组成为: (0.75 m土路肩+3.5 m硬路肩+2×3.75 m行车+0.75 m路缘带+1.5 m 1/2 中央分隔带) ×2=28 m。主线路面结构为:4 cm沥青混凝土 (AC-13C) +5 cm沥青混凝土 (AC-20C) +7 cm沥青混凝土 (AC-25C) +1 cm沥青表处+34 cm 5%水泥稳定砂砾+26 cm天然砂砾。
2水泥稳定砂砾拌合及摊铺设备的确定
(1) 水泥稳定砂砾拌合站的确定。本次施工中, 施工总量为258 000 m3。其中水泥稳定砂砾总量Q = 258 000 m3。施工以2013年3月1日的摊铺施工正式开始, 施工总时长为274 天。水泥稳定砂砾拌合站为500 型两座, 每座额定生产率Qb = 500 t h。根据公式Qb ≥ Qd = QD/TKt, 式中Qd为计划实际摊铺量, D为水泥稳定砂砾压实密度, 取D =2.45 t/m3;K为时间利用系数, 取K= 0.8;t每天水稳拌合站实际运转时间, 取t = 8 h。计算得Qd =QD/TKt = 258 000×2.45/ (274×0.8×8) =360.5 t/h, Qb = 2×500 t/h = 1 000 t/h ≥ Qd =360.5 t/h, 所以两座500型的水稳拌和站满足施工要求。
(2) 水泥稳定砂砾摊铺机的的确定。本工程二级公路路段采用两台摊铺机全幅摊铺, 一级及高速公路路段以中央分隔带划分为左右幅面, 左右幅面分别摊铺, 左幅、右幅均采用两台摊铺机前后错开摊铺。沥青混凝土摊铺机的摊铺能力Qt应为计划摊铺量Qd的1.2~1.3倍, 即Qt = C×Qt ≥ (1.2~1.3) Qd, Qt为摊铺机的额定生产率, C为机械利用效率, 由于有桥涵分隔, 水稳摊铺段落较多, 功效较低, 时间利用效率低, 取C=0.5。Qt=0.5×4×500=1 000 (t/h) ≥1.3×360.5=468.65 (t/h) , 由此可知, 沥青混凝土摊铺机达到了此次施工要求。此外, 为了达到施工要求标准, 水稳所使用的拌合摊铺设备详见表1所示。
3水泥稳定砂砾基层施工技术
考虑到本次工程中水稳层的设计厚度达到了20 cm, 所以分层摊铺的施工质量将直接影响到整个水稳层的质量。施工时, 先进行下层水稳操作, 7 天养生后方可继续上层水稳施工。当然, 两层的水稳施工间隔不得超过30天, 且上下层的粘结程度应达标。通过对以往施工经验的总结, 本次工程中需要在上基层摊铺前1 h内, 晒水湿润下基层表面。下基层表面湿润度达标后, 再来喷洒水泥浆。为保证上下层粘结度, 水泥浆的洒布长度应为摊铺机前30 m~40 m。考虑到水稳施工的要求, 施工时气温不得低于5℃, 禁止在雨天施工。
3.1施工准备技术
(1) 进行高程测量
水稳施工应先进行下承层的施工准备, 下承层的施工要求为平整压实, 具路拱特征。高程测量时, 人员应先恢复好中线, 在直线段每20 m处立一个中桩, 以平曲线为依据, 每10 m设一个中桩。距基层设计宽度30~40 cm的两侧外立木桩。测量时, 使用的标高控制线应是Φ2~3 mm的钢丝基线, 长度一般在100~200 m。张拉时长度要控制好, 同时控制好钢丝的紧度, 减少挠度, 如可以在钢丝两端使用紧线器来控制钢丝。Φ16~18 光圆钢筋加工成钢钎后, 用丝扣固定好固定架, 直线状态下每隔10 m布钢钎, 曲线状态下每隔5 m布钢钎。为保证钢钎的测量精度, 应把其钉设在距铺设宽外30 cm~40 cm的位置。
(2) 采用合适的配合比
结合当前规范以及设计图纸要求采取配合比设计, 同时在整个配合比设计过程中还应当要求监理旁站或验证, 从而定取出材料比例、进行表面振动试验, 确定最大干密度、最佳含水量, 同时还应当对混合料采取强度的延迟试验, 延迟试验应在拌合机机口取样试验, 按规定程序报批。
(3) 选取试验段
在正式施工基层前, 应当选取试验段, 通过选取试验段, 达到施工要求的砂砾配合比, 土层最佳含水量要求。确定试验的每层都达到施工要求后, 才可开始铺筑。拟摊铺基层靠中分带一侧支槽钢模板, 靠边坡一侧培土模或模板的施工方法, 模板可采用钢模或方木。下基层培土模高度同水稳虚铺高一致, 上基层培土模的压实后高度和设计高度一致, 土模必须拉线控制线形。
(4) 施工期间的环境保护措施
对涉及到居民区的路段, 严格控制施工时间段, 降低施工对居民生产生活造成的影响。在施工现场建设临时排水系统, 对雨水进行疏导, 降低水土流失。及时清理施工现场使用完毕的废料, 定时进行洒水处理, 降低沙尘飞扬。对废石废料, 存放在指定位置, 避免对造成周围环境造成污染和破坏, 见图1所示。
3.2水稳拌和、运输
本工程水泥稳定砂砾采用集中厂拌法, 结合试验段的实验结果进行混合料的拌合施工, 同时为了有效地确保混合料运输到施工现场后, 其含水量能接近最佳含水量, 本工程拌合混合料时控制含水量略大于确定含水量的1%~2%。混合料在运输过程中应当采取塑料蓬布进行覆盖。混合料运输到施工现场后, 应当及时进行摊铺以及碾压施工, 自加水拌和至碾压终止时间控制在4 小时以内。
3.3摊铺和压实
以试验段的数据为依据, 来确定松铺系数。摊铺时混合料的粒度应满足要求, 且下承层应洒水湿润。摊铺作业时, 其行进速度要根据拌和机的产量, 摊铺进度和摊铺厚度, 施工状态进行调整。总的来说, 应慢, 应匀, 不能断。使用自卸车运输、摊铺机摊铺, 压路机碾压, 如图2。
对于粗料集中的地段, 可以配合人工来耙松并补以级配良好的混合料, 以保证施工时的平整度。而在桥头10 m内, 利用挂线, 使用人工来利用装载机找平。采用试验路段确定的碾压机械和压实参数进行碾压, 碾压时按“先边缘、后中间、先静压、后振动、先弱振、后强振”。
压实采用方案一般如下:
初压先用一台压路机静压一个来回, 复压采用3 台压路机进行振动碾压3 个来回 (其中第一和第三个来回采用弱振, 第二个来回采用强振) 。最后用一台胶轮压路机碾压一个来回, 以消除轮迹提高密实度。
在平曲路段, 一般都是直线和不设超高的。碾压时应坚持从两侧路肩向路中心的方向施工。而在曲线路段, 则要根据施工要求, 从内测向外侧进行施工。所有的碾压都要重叠1/3 轮宽, 这样才能让整个压实度达到要求。大型机械不能压实的地方, 采用小型机械薄层压实到规定的压实度。
若上下层不连续施工, 宜在下基层清扫干净后, 头天晚上洒水, 第二天铺筑前洒一层水泥浆以保证上下基层的粘结, 水泥浆采用水灰比0.4, 每平米洒布1.0~1.2 kg, 用小型车辆拉灰浆机均匀喷洒。
3.4接缝和“调头”的处理
施工中合理安排, 避免出现纵向接缝。为减少基层横向工作缝, 以两个构造物 (桥或涵) 间的路段为一工作段进行施工;在接头位置, 将已压实成型的接头做成垂直断面联接, 用3 米直尺在摊铺端部沿纵向搭设直尺, 其一端必须呈悬臂状, 以摊铺层与直尺紧密接触处定出接缝位置, 用锯缝机割齐后铲除或人工切除。
继续摊铺时, 应将锯切时留下的基层料等残渣清扫干净, 洒上少量水, 摊铺熨平板从接缝后起步摊铺;碾压时用振动压路机进行横向压实, 从先铺基层上跨缝逐渐移向新铺基层。上下两层和相邻行程之间横向接缝在均应错开1 m以上, 并采用平接缝方式。
3.5养生及检验
在养生时, 前提是每个路段的碾压达标, 压实达标。达标后要马上盖上土工布, 基层表面要根据当地的气温和气候使用洒水车来养生, 其原则是保证水稳沙砾表面湿润。
养生时使用的洒水车喷头必须是喷雾式的, 尤其禁止使用高压式来喷水。一般来说, 基层的养生期最少要7 天。养生时, 除洒水作业外, 整个路面
不得通行其它车辆, 如图3。
3.6粘层、封层的施工
开工时, 试铺路段是由监理工程师选出来的。粘层油水要以沥青洒布车施工, 喷嘴的选择应根据施工要求来选, 洒布速度和量要平稳。如果是用手工式喷洒, 技术上的要求比较好, 要保证其喷洒的均匀度。在洒布时, 气温至少要在l0℃以上, 且路面必须干燥。如果原路面有水, 还要等待其干燥, 再清洁好表面后才能继续洒布。
在喷洒时, 粘层由应是雾状, 均匀分布在路面, 在路面形成一层薄油层, 没有遗漏也没有堆积。过少过薄处要补洒, 过量处则要适当刮匀。喷洒过后, 路面不得受破坏。当天洒布后, 要确定整个路面的乳化沥青破乳、水分蒸发完成后, 再进行沥青层铺筑施工。把握好时间, 无缝衔接, 以保证粘层的洁净。
对于沥青的表层, 在进行封层时要使用沥青洒布车及集料撒布机两者结合行施工作业。其中, 沥青洒布车的施工重点是保证其稳定和喷洒量。为了保证沥青均匀分布在路面, 其喷洒的宽度要控制好。同时洒布的喷嘴要结合施工时使用的沥青稠度来选择, 保证喷洒时沥青呈雾状。
喷洒时, 其沥青要与洒油管成15°~25°的夹角, 其设计的洒油管高度应能保证同一处同时受到2 ~3 个喷嘴的喷洒。喷洒应均匀, 禁止有花白条。喷洒时, 考虑到施工周边的外露部分, 要提前做好防污染遮盖, 如路缘石等。考虑到喷洒施工的特殊性, 每一个作业段的长度应重点考虑施工的质量和效率, 保证当天完成一个施工段的喷洒。
4结语
综上所述, 通过对于生态公路的设计研究, 文中重点分析了生态公路的设计要点, 提出了若干生态公路物设计建议, 并对施工中的公路进行了施工要点阐述。在施工中, 应严格控制施工质量标准, 细化各质量关键点, 才能有效达成施工目标。
摘要：当前生态节约型的公路设计已经成为公路设计的重要方向之一, 本文通过结合S248线呼图壁-芳草湖公路设计实例, 以生态节约型的设计理念来进行该公路整体设计, 系统地总结出公路的具体设计实施, 为同类工程提供参考借鉴。
关键词：公路设计,生态节约型,路线设计,路基设计
参考文献
[1]张华.浅析生态公路设计中的环保理念[J].山西建筑, 2013, (04) :30-31.
[2]王晓莉.基于环保理念的生态公路设计研究[J].科技创新导报, 2010, (07) 28-34.
水泥稳定砂砾基层 篇7
1 裂缝形成机理
1.1 裂缝产生原因
半刚性基层沥青路面的裂缝形式多种多样, 但形成的主要原因可以分为2大类, 即荷载型结构性破坏裂缝和非荷载型裂缝, 包括反射裂缝和对应裂缝。荷载型结构性破坏裂缝是由汽车动态荷载产生的垂直或水平应力, 在基层内部产生超过材料的容许抗拉极限应力的拉应力所造成;非荷载型裂缝则是环境作用的结果, 主要是湿度和温度的影响, 由干缩、温缩和疲劳作用导致, 个别情况下也可能是由于路基不均匀沉陷造成。
1.2 裂缝形成过程
对于半刚性基层, 裂缝往往不是由交通荷载作用引起的。水泥稳定碎石基层由于水分蒸发及温度变化的影响, 很容易产生裂纹, 在承受荷载之前, 就已经存在大量的微细裂纹和孔洞。因此, 实际上它是在带有裂纹的状态下承受交通荷载作用的, 基层的温缩和干缩是引起裂缝的内因。
2 水泥稳定砂砾 (碎石) 基层收缩裂缝的防治途径
作为优质基层, 水泥稳定砂砾 (碎石) 最大的问题就是如何降低收缩裂缝。减少基层裂缝的产生可从4方面着手: (1) 降低基层材料的收缩系数, 提高基层材料的抗拉强度; (2) 采用补偿收缩措施, 如掺加膨胀剂; (3) 采用限制收缩措施, 如掺加纤维、土工织物等; (4) 改善约束条件, 如预锯缝、造成许多微细裂缝以及让基层先开裂等。
水泥稳定砂砾 (碎石) 基层收缩裂缝的防治措施, 具体来说, 主要包括以下几方面。
2.1 材料组成设计
首先是原材料的优选。选用合适的水泥, 一般来说, 细度较细、石膏含量不足及S03含量小的水泥收缩较大。选用含泥量小、结构致密、吸水率小、弹性模量较大的骨料。在普通骨料范围内, 砂岩骨料的收缩最大, 石灰岩和石英岩的干缩都较小。掺用质量好、颗粒细的粉煤灰。
2.2 配合比设计
实践证明, 将水泥稳定砂砾 (碎石) 基层设计为骨架密实结构可有效防止基层裂缝产生。
混合料的组成设计。
(1) 组成设计原则:水泥稳定碎石底基层、基层级配应达到骨架密实结构, 集料粒径大于4.75mm的骨料含量宜在65%以上, 粒径大于2.36mm的集料含量宜大于80%, 粒径小于0.075mm颗粒含量宜接近0, 最大不应超过3%。推荐级配要求详见表1;在达到强度的前提下, 采用较小水泥剂量, 但应考虑施工的不均匀性;改善集料级配, 减少水泥用量, 使水泥用量不宜大于4.2%; (2) 水泥剂量的配制可采用:2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%五种剂量; (3) 每种剂量的试件制取13个 (最小数量) 。 (4) 试件必须在规定的温度 (20±2℃) 保湿养生6天, 浸水养生1天后进行无侧限抗压强度, 计算试验结果的平均值、偏差系数, 并计算RX (1-1.645Cv) 是否大于Rd (具体工程设计强度) 。 (5) 根据设计剂量做水泥延迟时间对混合料强度的影响试验, 并通过试验确定应该控制的延迟时间。
2.3 骨架密实结构水泥稳定砂砾 (碎石) 底基层在凤翔路口~永寿高速公路的应用
作为国道主干线银武高速公路在陕西境内的重要组成部分——凤翔路口-永寿高速公路, 由于地方气候、交通等具体情况, 设计上路面底基层采用水泥稳定砂砾。级配组成设计突破规范要求, 采用骨架密实结构进行设计施工, 设计强度为2.5MPa。本标段在施工过程中一方面对骨架密实结构级配进行试验分析, 选择合理的级配组成配比;另一方面, 从填料、结合料入手, 改变传统观念, 摸索出了一些在保证强度的前提下有效的降低水泥用量, 减少裂缝的途径。在施工过程中的取芯检测时发现, 基本上在4-7天均可取出完整的芯样, 且骨架结构、密实度较好。同时, 在对已竣工20公里底基层的裂缝检查中, 发现按此方法施工的底基层路面裂缝很少见, 通常一公里仅有几条干缩裂纹, 没有贯通裂缝。
2.3.1 级配组成
采用骨架密实设计思路和方法, 并参照《凤永高速公路施工细则》的建议级配, 经工地试验室的反复试验, 最终选定的级配如表1所示。
2.3.2 水泥用量
根据规范水泥用量设计方法确定水泥用量。
在本标段的设计施工过程中, 对填料的使用也取得了很好的效果和经验。
(1) 减少砂砾料的含泥量。针对大多数地区砂砾含泥量均较大的情况, 建议采用砂砾分级或通过5mm筛孔控制集料中细料的含量和塑性指数, 以减少水稳集料中的粘土含量; (2) 掺加石屑。石屑一般具有粗糙、棱角性强、含粉量高等特点, 并且通常料场为了满足石屑在面层中的使用, 含泥量很小。 (3) 严格控制施工含水量 (略大于最佳含水量1%) 和保证养生水分的保持; (4) 加强拌和、摊铺控制, 保证混合料的均匀性, 达到有效、有保证的降低水泥用量的目的。
2.4 施工控制
实践证明, 水泥稳定碎石基层开裂的几率和程度, 受现场施工控制的影响, 在一定程度上也是施工组织管理、施工工艺水平的反映。只有在良好的施工前提下, 减缩措施的效果才能得到反映。施工控制的主要内容是加强集料的组织管理, 保证集料级配与试验室配合比相符、水泥剂量准确, 保持基层材料强度的均匀性, 控制碾压层的厚度和含水量, 提高基层的压实度和整体稳定性, 并注意合理的养生。
3 结语
水泥稳定砂砾基层 篇8
一、严格控制原材料质量
1. 天然砂砾。
天然砂砾级配对混合料特别是水泥稳定类基层的强度有着显著影响。通过近几年在信阳地区多条公路上的实践及工程试验检测数据的分析可知, 水泥稳定最佳级配砂砾的强度应比稳定天然砂砾的强度高50%~100%。例如, 对于级配不好的缺细集料的天然砂砾, 要用7%~8%的水泥来稳定, 才能达到规定的强度, 而添加部分细集料使其达到最佳级配后, 只需要4%~5%的水泥来稳定, 就可以达到要求的强度。因此, 天然砂砾应尽可能选取级配良好的料源, 施工中可采用在运料车、拌和机料仓上加装十字筛网的办法选料。
在天然砂砾的选用中还应注意其最大粒径和含泥量等指标的控制。对于用作高等级公路路面基层的集料, 其最大粒径为31.5cm, 最大粒径过大, 不仅会加大对拌和机和摊铺机的磨耗, 同时还会影响基层的平整度和表面的均匀性。砂砾中的含泥量也不应过大, 如果过大, 施工中容易出现“弹簧”现象。根据工地实践, 砂砾中0.5mm以下细粒土有塑性指数时, 小于0.075mm的颗粒含量不应超过5%;细粒土无塑性指数时, 小于0.075mm的颗粒含量不应超过7%;细土的塑性指数应尽可能小, 不宜大于4。
2. 粉煤灰。
粉煤灰是一种火力发电厂的副产品, 是一种硅质的或硅铝质材料, 它本身粘性很小或没有, 但是当它以细分散的状态与水和水泥混合时, 在常温下与氢氧化钙反应能形成一种具有粘结性的化合物。在大量稳定砂砾中添加部分粉煤灰有利于提高混合料的强度, 减少其干缩性, 并可节省水泥用量。粉煤灰中Si02、Al2O3、Fe203的总含量应大于70%, 粉煤灰的比表面积宜大于2 500cm2/g (或90%通过0.3mm筛孔, 70%通过0.075mm筛孔) , 湿粉煤灰的含水量不宜超过35%。
3. 水泥。
可以采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥, 但应选用初凝时间在3h以上和终凝时间在6h以上的水泥, 不应使用快硬水泥、早强水泥以及受潮变质的水泥, 并尽量选择旋窑生产的水泥。
二、认真进行混合料组成设计
设计标准的确定。
应符合水泥、粉煤灰稳定砂砾类基层7天抗压强度设计标准:二级以下公路取2.5MPa, 但对行驶重载车辆的公路取2.75MPa;二级公路取2.75MPa, 但对行驶重载车辆的公路取3.0MPa (最好按设计累计标准轴次划分) 。对于高速公路和一级公路设计累计标准轴次小于12×106的公路取3.0MPa, 12×106~40×106的公路取4.0MPa, 大于40×106的公路取5.0MPa。
2. 原材料试验。
(1) 对水泥的标号和终凝时间等指标进行水泥复试试验。
(2) 检验粉煤灰的化学成分、细度及烧失量。
(3) 天然砂砾。二级公路取过37.5mm筛的料做颗粒分析, 并做塑性指数和含泥量检验;高速公路和一级公路取过31.5mm筛的料做颗粒分析, 并做塑性指数和含泥量检验, 必要时做砾石压碎值试验。
3. 混合料的设计步骤。
(1) 水泥与粉煤灰的比例为1∶1~1∶3。根据材料、施工季节、强度要求, 选择粉煤灰所占的比例。按水泥剂量4%、5%、6%, 分别制备水泥、粉煤灰稳定砂砾混合料, 确定各混合料的最佳含水量和最大干密度。
(2) 按规定压实分别计算不同剂量的试件应有的干密度。
(3) 按最佳含水量和计算得出的干密度制备试件, 进行强度试验。作为平行试验的最少试件数量应不少于规范要求。
(4) 试件在规定温度下 (18~22℃) , 保温6d、浸水24h后, 按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》 (JTG E51-2009) 进行无侧限抗压强度试验。
(5) 计算实验结果的平均值和偏差系数。
(6) 计算不同剂量的试件结果的平均抗压强度R。R应符合公式R>Rd/ (1Za Cv) 的要求。
(7) 如几种配比强度均能满足设计强度要求, 应选择水泥剂量小、强度低的配比。
(8) 工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量多0.5%~1.0%。采用集中厂拌法施工时, 只可增加0.5%;采用路拌法施工时, 宜增加1%。
三、试验段施工
1. 试验段的指导思想及目的。
根据《公路路面基层施工技术规范》 (JTJ034—2000) , 结合以往施工经验, 拟定混合料松铺厚度;根据既有的压实机械组合, 通过试验段的铺筑, 确定适宜的碾压程序和碾压速度;试验不同的压实度要求时的压实遍数, 确定最佳压实厚度和混合料的松铺系数;验证设计配合比, 确定配合比, 以及控制结合料、集料数量、含水量的方法;根据现有的机械, 确定整平和整形的方法, 协调配合拌和、运输、摊铺和碾压机械;通过严密组织, 缩短从加水拌和到碾压成形的延迟时间, 确定允许的拌和时间、密实度的检查方法及每一作业段的合适长度。
2. 水泥、粉煤灰稳定砂砾最大干密度的确定。
由于天然砂砾级配的不均匀性, 其混合料的最大干密度不是一个定值, 因此需要在实验室, 根据设计配比及砂砾的不同含石量, 绘出混合料的最大干密度曲线, 从而求出此种配比下的最大干密度曲线方程。根据此方程, 每次检测时确定混合料的最大干密度, 并定期对此方程进行检查复核, 以更好地控制压实效果。
3. 做好试验段, 得出试验结果。
根据试验完成后所记录的数据, 分析确定合理的压实工艺、松铺厚度、转速和延迟时间等, 直至达到试验目的, 写出试验总结, 编制出切实可行的施工技术方案。
四、施工过程中的质量控制
1. 拌和。
(1) 高速公路和一级公路, 应采用集中厂拌机械拌制混合料。集中拌和时, 应控制天然砂砾、粉煤灰的含水量, 如二者含水量较大, 混和料的含水量远大于最佳含水量时, 不能开机, 而应根据集料和混合料含水量的大小, 及时调整加水量。通常实际拌和时的含水量应较最佳含水量大1%~2%, 以弥补混合料在运输和摊铺过程中的水分损失。配料准确, 拌和均匀, 原集料的颗粒组成发生变化时, 应重新调试设备。通过试拌, 确定各种料的转速及拌和时间。
(2) 采用固定式拌和机时, 应设专人在传送带旁拣去大料。应尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场, 运输时间一般控制在30min内, 车上的混合料应覆盖, 以减少水分损失。
2. 摊铺。
(1) 高速公路和一级公路应采用摊铺机摊铺, 拌和机与摊铺机的生产能力应互相匹配, 拌和机的产量宜大于400t/h。如拌和机的生产能力较小, 在用摊铺机摊铺混合料时, 应采用低速度摊铺, 以减少摊铺机停机待料等情况的发生。用摊铺机铺筑时, 为保证基层的平整度, 应采取下列措施:保持整平板前的混合料的高度不变, 保持螺旋分料器有80%的时间处于工作状态, 尽可能减少停机或开动的次数, 避免运料卡车碰撞摊铺机。一次铺筑厚度不超过25cm, 分层摊铺时, 上层厚度取10cm。经常检验高钢丝和高速传感器, 保持摊铺机处于良好的工作状态。在摊铺机后应设专人消除粗细集料离析现象, 特别应该铲除局部粗集料“窗”, 并用新拌混合料填补。路基较宽时, 最好采用两台摊铺机同时摊铺, 一前一后相距5~10m错列前进;只有一台摊铺机时, 相邻工作道上任一地点摊铺混合料的间隔时间不能超过25min。
(2) 在二级以下公路上, 没有摊铺机时, 可采用平地机摊铺混合料。但应注意以下几点:根据铺筑层的最大限度和要求达到的压实干密度, 计算每车混合料的摊铺面积, 根据试验段结论划格 (每车料面积) 放料, 辅以人工消除粗集料窝, 用摊土机将混合料按松铺厚摊铺, 用平地机铺平。辅以人工拣除超粒径骨料, 设一个3~5人小组, 携带一辆装有新拌混合料的小车, 跟在压路机后面及时铲除粗集料窝 (带) , 补以新拌的均匀混合料, 严禁用薄层贴补法进行找平。
(3) 集中厂拌法施工时横向接缝的处理要点。用摊铺机摊铺混合料时, 不宜中断, 如因故中断时间超过2h, 应设横向接缝, 如未及时设置, 应将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除, 并将己碾压密实且高度和平整度符合要求的末端挖为与路中心线垂直向下的断面, 然后再摊铺新的混合料。
(4) 避免纵向接缝。高速公路和一级公路的基层应分两幅摊铺, 采用两台摊铺机一前一后相隔约5~10m同步向前摊铺混合料, 并一起进行碾压。在不能避免纵向接缝的情况下, 纵缝必须垂直相接, 严禁斜接, 并符合下列规定:在前一幅摊铺时, 在靠中央的一侧用方木或钢模板做支撑;方木或钢模板的高度应与稳定土层的压实厚度相同;养生结束后, 在摊铺另一幅前, 拆除支撑土 (板) 。
3. 压实。
(1) 在混合料含水量达到要求时, 可按照试验路段得出的试验成果、压实机械的组合碾压。碾压时, 应使各部分碾压的次数尽量相同, 路面的两侧应多压1~2遍。整形后应立即用压路机不开震动在结构层全宽内进行碾压, 碾压时应重叠l/2轮宽。后轮必须超过两段的接缝处, 后轮压完路面全宽时, 即为一遍。碾压过程中, 混合料的表面始终保持湿润, 如水分蒸发过快, 应及时补洒少量的水, 但严禁洒大水碾压。严禁在正在碾压的路段上调头或急刹车, 以保证基层表面不受破坏。实践证明, 碾压时含水量愈大, 竣工后干缩裂缝也愈严重, 因此施工中必须严格控制含水量。碾压过程中, 如有“弹簧”、松散、起皮等现象, 应及时翻开重新拌和 (事先准备水泥、粉煤灰混合干料) , 使其达到质量要求。从加水拌和到碾压终了的延迟时间, 如超出水泥的初凝时间, 应找出原因并改进工作方法, 以确保质量。在碾压的最后阶段, 要轻压, 尤其是在压路机过重的情况下, 要开小振动甚至关掉, 或者换12~15T双钢轮 (三钢轮) 压路机, 以避免稳定砂砾遭受过大的压力。同时, 也要注意避免碾压时间过长。
(2) 压实度的检测。施工过程中为确保工程质量, 压实度可提高l%~2%进行控制。碾压结束后, 应立即进行压实度的检测。一旦压实度不够, 若不超过水泥初凝时间, 可继续碾压直到合格。在压实度检测中应注意:测出含石量, 确定其最大干密度, 若有超粒径骨料出现, 应事先挑出, 并在灌砂前预先放入试坑中, 以确保检测结果的准确性。
五、公路养生及交通管制
1. 公路养生。
每一段碾压完成后, 对于压实度的检查不应少于7天。宜采用湿砂进行养生, 砂层厚7~10cm。砂铺匀后, 应立即洒水, 并在整个养生期间保持砂的潮湿状态, 不得用湿砂黏土覆盖。养生结束后, 必须将覆盖物清除干净。如无上述条件, 也可用洒水车经常洒水养生, 整个养生期间应始终保持基层表面潮湿。还可采用沥青乳液进行养生。沥青乳液的用量按0.8~1.0g/m2 (指沥青用量) 选用, 宜分两次喷洒。如不能避免施工车辆在养生层上通行, 应在乳液分裂后布撒3~8mm的小碎 (砾) 石, 做成下封层, 以防止基层干缩开裂。同时, 为使基层免遭施工车辆破坏, 宜在铺设下封层10~30天内开始铺筑沥青底面层。如为水泥砼面层, 也不宜让基层长期暴晒, 以免开裂。
2. 交通管制。
在养生期间未采取覆盖措施的水泥、粉煤灰稳定砂砾土, 除洒水车外, 应封闭交通。在采取覆盖措施的水泥、粉煤灰稳定砂砾上, 不能封闭交通时, 应限制重车通行, 车速不应超过30km/h。
水泥稳定砂砾基层 篇9
我国天然砂砾蕴藏丰富、分布范围广, 尤其是西部地区天然砂砾贮量很大。修建高速公路时如果就地取材采用天然砂砾, 不仅可以节省运输费用和材料费用, 降低公路建设成本, 另外还避免了开采岩石, 有利于环境保护和实现交通行业的可持续发展。
水泥稳定粒料类半刚性基层在我国高速公路工程中应用广泛, 但半刚性基层沥青路面的开裂、水损害等早期破坏现象十分严重。这些问题的存在与当前半刚性基层材料设计方法和评价标准有关, 主要因素为目前的击实法和静压成型法不能够有效模拟基层实际施工条件。针对这些问题, 开发了一套水泥稳定砂砾基层振动成型技术, 该技术能够有效减少路面裂缝, 其经济、社会效益显著。
1 施工工艺流程
水泥稳定砂砾基层施工工艺流程见图1。
2 原材料选择及配合比设计
2.1 原材料选择
在实地调研的基础上, 本着就地取材原则选择原材料, 所用原材料应符合国家技术标准要求。各种材料运至现场后必须抽样检验, 合格后方可使用, 并分批量检验和储存, 试验检测不合格材料必须及时清理出场。
(1) 水泥。所用水泥应符合国家技术标准要求, 基层采用缓凝硅酸盐水泥, 凝结时间的要求应满足施工高温季节从加水搅拌到碾压终了的时间, 初凝时间应大于4h, 终凝时间应在6h以上, 严格限制快硬水泥、早强水泥以及受潮变质水泥的使用。
(2) 集料。集料应选用较坚固岩石, 综合压碎值小于30%, 最大粒径不超过31.5mm, 集料应洁净、无风化、无杂质, 所用集料应预先筛分成3-5个不同粒级, 配合后颗粒组成应符合级配范围要求。
(3) 水。拌合用水采用洁净饮用水。
2.2 配合比设计
在工程开工前一个月, 提出混合料配合比设计报送监理工程师批准。混合料配合比设计结果应符合设计及技术规范要求。
(1) 设计符合级配设计范围要求的集料级配曲线, 确定集料组成比例, 骨架密实型级配范围宜符合表1要求。
(2) 使用振动击实仪确定混合料室内最大干密度和最佳含水量。
(3) 选择4-5个水泥剂量制作圆柱体试件, 确定符合设计抗压强度和劈裂强度要求的水泥剂量。合格后报驻地监理或中心试验室验证、审批, 并根据实验室配合比备料。
2.3 试验段铺筑
在正式开工之前至少15天, 在监理工程师及甲方批准的地点铺筑一段不少于200m长的试验路段, 并确定计划用于主体工程的配合比、松铺系数、压实遍数、压实密度、现场最佳含水率、设备组合和整个施工工艺。
3 现场施工操作要点
3.1 混合料的拌和
混合料采用稳定土厂拌设备集中拌和, 设备计量全部由电脑控制, 生产前对各料仓称量装置标定, 以控制混合料的配合比、水泥剂量和拌和时的含水率, 拌和场根据施工情况将拌和设备调整到最佳配置, 确保运转连续、拌合均匀;施工前, 检查场内各处集料的含水率和级配, 计算当天的施工配合比, 交由拌和楼拌和施工, 根据天气情况调整实际含水率。做好质量控制工作, 在充分估计施工富余强度时要从缩小施工偏差入手, 不应以提高水泥剂量方式提高基层强度。
3.2 混合料的运输
运输车辆采用大型自卸车, 每个工作面采用10-20辆自卸车运输, 保证及时运至现场, 运输车的运量比拌和能力和摊铺速度略有富余;在装料时, 汽车要前后移动, 分三次装料, 先装车厢前部, 再装车厢后部, 再装车厢中间, 避免形成锥体引起集料离析。在运输过程中需蓬布覆盖, 以防水分蒸发过快。
3.3 混和料的摊铺
采用多机梯队立模作业, 每个摊铺面采用两台摊铺机跟进式摊铺作业, 外侧摊铺机在前、内侧摊铺机在后, 两台摊铺机间距5-8米成梯队摊铺, 保证速度、摊铺厚度、松铺系数等的一致, 摊铺接缝平整;架设钢丝准线控制标高和边线, 整幅全宽进行摊铺, 辅以人工找补边角。摊铺时, 遵循拌和能力、运输能力与摊铺机能力相匹配原则, 控制摊铺速度, 尽量减少停机待料或积压料车的情况, 摊铺速度宜控制在1.5-2.0m/min;摊铺过程中, 摊铺机必须开启振动器和夯锤, 振动器振动频率不得低于30Hz (4级) , 夯锤冲击频率不得低于20Hz (冲程不低于6mm) , 以保证初始压实度和减少含水量损失。
3.4 碾压
直线段碾压时, 压路机应从外侧向路中心碾压;平曲线有超高路段, 由低侧向高侧、自内向外碾压。初压、复压和终压按下列方式进行:
(1) 初压:采用26t以上胶轮压路机在前、双钢轮压路机在后并紧跟每台摊铺机进行碾压。碾压重叠1/2轮宽, 碾压速度应为1.5-1.7km/h, 碾压遍数不少于2遍;
(2) 复压:采用20t以上的振动压路机, 2台振动压路机为一组 (前后间距可控制在5m以内) , 同步负责对1台摊铺机摊铺混合料的碾压。碾压遍数总共8遍, 碾压重叠1/2轮宽, 碾压速度为1.8-2.2km/h;
(3) 终压:采用双钢轮压路机或胶轮压路机或两种压路机组合, 碾压方式和碾压遍数应以弥合表面微裂纹、松散以及消除轮迹为停压标准。
3.5 养生及交通管制
对于水泥稳定砂砾, 每一段碾压完成且平整度、压实度、厚度等质量检查合格后, 压实基层表面应及时覆盖透水无纺土工布并洒水养生;养生用洒水车必须采用喷雾式喷头, 严禁采用高压式喷管, 以免破坏基层结构。设专人和专用设备进行养生, 土工布覆盖, 洒水养生时要不少于7天, 经常保持结构层表面湿润, 在整个养生期间都使基层保持潮湿状态, 养生结束后, 必须将覆盖物清除干净。土工布覆盖的养生期间, 应采取硬隔离措施封闭交通, 覆盖养生结束后, 基层上禁止一切超载车辆通行, 同时应采取措施避免车辆集中快速行驶, 以保护基层骨料不受破坏。
4 质量控制
根据全面质量管理要求, 建立健全有效的质量保证体系, 实行全过程质量控制, 确保施工质量及其稳定性。
严格施工放样、运输、摊铺、碾压、养生的各道施工程序, 每道施工工序质检员都要严格监督, 尤其控制混合料的含水量、压实度、基层的平整度、厚度、平面尺寸等。水泥用量除用滴定法检测水泥剂量要求外, 还必须进行总量控制检测。即要求记录每天的实际水泥用量、集料用量和实际工程量, 计算对比水泥剂量的一致性。
参考文献
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水泥稳定砂砾基层 篇10
遵照国家环保部“变废为宝、利国利民”的指示精神,积极开展粉煤灰的综合利用工作,如何把粉煤灰筑路在主要承重层(底基层、基层)上很好使用,根据山西省忻州公路建设开发公司韩河建设分公司委托山西省公路局忻州分局工程质量检测中心站韩河线中心实验室对水泥稳定砂砾基层(底基层)掺入粉煤灰的配比进行探讨。
粉煤灰是火力发电厂煤粉炉中燃烧煤粉时从烟道气体中收集的细颗粒粉末,是一种人工火山灰质材料,其中含有活性的氧化硅和活性的氧化铝,在常温下能与水泥水化析出的氧化钙发生化学反应,生成不溶于水的具有一定强度的水化硅酸盐和水化铝酸盐(河曲鲁能发电厂现有的粉煤灰属于湿排灰达不到Ⅰ,Ⅱ级灰)。
1掺粉煤灰对水泥性能的影响
本试验选用三重掺量的粉煤灰(Ⅰ级灰),在保持流动度基本相同的条件下,用软练法成型40 mm×40 mm×160 mm试块,测定7 d,28 d,90 d抗压强度,试验结果及其强度降低值见表1。
从表1可见:
1)掺粉煤灰后的早期强度降低较大,其降低值随粉煤灰掺量的增加而增大。
2)随着龄期的增长,强度降低值减小。
3)90 d的强度已经赶上或接近不掺粉煤灰的强度。
2水稳砂砾掺粉煤灰基层配合比试验(四例)
2.1 例1
1)原材料:
a.水泥:内蒙古“亚华”P.O32.5水泥;初凝时间220 min,终凝时间265 min,3 d抗折强度3.5 MPa、抗压强度14.6 MPa;
b.粉煤灰:河曲鲁能发电厂的粉煤灰(湿排灰);
c.砂砾:红崖峁,级配见表2。
2)7 d,28 d无侧限抗压强度试验结果见表3～表5。
2.2 例2
1)原材料:
a.水泥:河曲“晋峰”P.O42.5水泥;细度、安定性合格,3 d抗折强度为3.0 MPa,抗压强度为11.9 MPa,28 d抗折强度为6.9 MPa,抗压强度为37.9 MPa;b.粉煤灰:河曲鲁能发电厂的粉煤灰(湿排灰);c.砂砾:铺路,级配见表6。
2)7 d,28 d无侧限抗压强度试验结果见表7～表9。
2.3 例3
1)原材料:
a.水泥:河曲“晋峰”P.O42.5水泥;细度、安定性合格,3 d抗折强度为3.0 MPa,抗压强度为11.9 MPa,28 d抗折强度为6.9 MPa,抗压强度为37.9 MPa;
b.粉煤灰:河曲鲁能发电厂的粉煤灰(湿排灰);
c.砂砾:康家会,级配见表10。
2)无侧限抗压强度试验结果见表11～表13。
2.4 例4
1)原材料:
a.水泥:保德“霖英”P.O42.5水泥;3 d抗折强度3.9 MPa,抗压强度12.2 MPa,28 d抗折强度为6.0 MPa,抗压强度为33.6 MPa;b.粉煤灰:河曲鲁能发电厂的粉煤灰(湿排灰);c.砂砾:刘源头,级配见表14。
2)无侧限抗压强度试验结果见表15～表17。
3试验结果分析
1)对于含泥量大于7%的砂砾,掺粉煤灰比不掺粉煤灰7 d无侧限抗压强度都有提高,但受砂砾含泥量影响,28 d强度普遍增长不大。
2)对于含泥量小于7%的砂砾,掺粉煤灰虽然7 d无侧限抗压强度呈现负增长,即早期强度低,但是28 d无侧限抗压强度增长大于不掺粉煤灰的水稳砂砾土,从表中得出,“比7 d抗压强度增大/%”一栏中看出其增长数值在100%左右,说明在砂砾含泥量小的情况下,掺粉煤灰后期强度高。
3)不同粉煤灰掺量混合料随水泥剂量的增大,7 d,28 d无侧限抗压强度相应提高,也就是强度与水泥剂量关系极大。
4)粉煤灰掺量增大到一定程度,7 d无侧限抗压强度就会降低,这个峰值对应的掺量值就是我们要找的最佳掺量值。
5)粉煤灰掺量与水泥剂量及砂砾含泥量有很大关系。
6)粉煤灰掺量是水泥剂量的1倍～2倍之间,最为经济、合理。
7)经济效益分析:
现以1 000 m长,10 m宽,0.2 m厚的路面基底为例,所用各材料比较见表18。
每千米掺粉煤灰比不掺粉煤灰可节约0.4万元(不考虑冷再生工艺)。
4结语