水稳碎石基层离析影响及其控制.doc

水稳碎石基层离析影响及其控制水稳材料的主要特点为强度高，板体性好，抗冲刷能力强。在我国沥青路面以表面弯沉为承载能力的重要设计指标的背景下，尤其近年来，我国高等级公路中的交通量不断加大、重载比不断提高，更加促进了这种基层结构的大规模使用。然而，在水泥稳定碎石混合料的堆放、拌和、运输和摊铺过程中，存在着许多因素破坏其原有特性，其中以混合料的离析影响最大。离析使路面基层的整体强度和稳定性降低。离析后细料集中的区域其强度不易达到要求，开放交通后在长期车载的疲劳作用下，首先产生破坏；粗骨料集中的地方因其缺少胶接材料而呈松散状，是水稳结构破坏的裂纹源。目前国内外学者对沥青混合料离析研究的较多，也比较全面，但在水泥稳定碎石离析方面，多趋向于离析现象的定性分析，很少涉及到对离析的判定及离析对水泥稳定碎石强度的影响。为了保证路面基层质量，非常有必要研究水泥稳定碎石混合料的离析判定及其对强度的影响，从而有利于对离析的及时处理和控制。试验材料与试验方案试验材料水泥采用日照某公司生产的PC325级水泥。碎石为某石料厂产花岗岩碎石。水为当地可饮用水。试验方案(1)目标配合比设计。根据公路沥青路面设计规范中的要求，水稳碎石集料配比设计为1931.5mm:9.519mm:4.759.5mm:04.75mm=9:43:26:22。通过重型击实试验(满足设计强度3.5MPa)获得水泥剂量为4.5%，最佳含水量为4.6%。(2)离析设计。为评价离析对水泥稳定碎石抗压强度和劈裂强度的影响，专门对离析进行设计。参考美国NAPA提出的沥青混合料离析判定指标，通过多掺加1号料(1931.5mm)的方式，设计了较轻、轻度和中度共3种离析程度的混合料。然后对3种离析混合料和正常料成型试件，分别进行无侧限抗压强度和劈裂强度试验。结果分析可以看出，随着水泥稳定碎石离析程度的增加，水稳碎石混合料离散性增加，成型困难。可见，随着1号料的增多，水泥稳定碎石的7d抗压强度和劈裂强度均降低，且其下降趋势接近线性变化。当混合料为中度离析时，水稳碎石的抗压强度降低27.9%，由4.3MPa降低为3.1MPa；劈裂强度降低32%，由0.50MPa降低为0.34MPa。由此可见，离析对混合料强度有重要影响，为保证工程质量，必须控制混合料离析。离析控制混合料一旦发生离析，就会影响路面压实度、强度和使用寿命，因此，必须从水泥稳定碎石基层施工各个环节加以控制。集料控制集料在混合料中起到骨架作用，集料的质量和其物理性能严重地影响着路面的使用性能。混合料中集料应使用轧制的坚硬岩石。集料控制如下。(1)严格购料合同，控制进料变异性。因水泥稳定基层材料用量较大而一般采取多料场分别加工、集中拌和的方法进行，来自不同产地的同级材料混合堆放，对各种规格集料的要求，必须符合公路路面基层施工技术规范的要求。(2)拌和厂不同规格的集料必须分别堆放，避免不同规格的集料堆交错，避免人为增大集料变异性。集料运至料场后，堆料时应分层堆放，排满一层后，再排放第二层，以防集料离析。拌和厂控制拌和厂位置要适当，要考虑主线两头摊铺运料距离的长短，既要结合水泥初凝、终凝时间与机械运输、摊铺操作的总时间，还要考虑材料进场方便、道路建养便利、水源丰富、取水容易、排水通畅，场地内有足够的机械作业、材料堆放的面积。各种材料堆放合理，粗、中、细料隔离存放，并插牌标示。装载机上料时因从料堆底部外围铲料而造成离析料，也会增大拌和料产生离析，因此应控制其堆放高度。在各料仓上标明石料规格，上料时仔细对准料仓，防止混仓。混合料拌和控制在正式拌制混合料之前，必须先调试所有设备，使混合料的颗粒组成和含水量都达到规定的要求。原材料的颗粒组成发生变化时，必须重新调试设备。雨季施工，注意天气变化，基层施工后下雨立即停止施工，并采取措施保护已摊铺的混合料。对于原材料，特别是细集料，应设固定或活动棚盖，防止被雨淋湿。每天开始搅拌之后，出料时要取样检查是否符合给定的配合比。进行正式生产之后，每23h检查一次拌和情况，抽检其级配、含水量是否变化。装料过程中运料车要前、后、中分3次放料，严禁向车槽的中间部位连续卸料。发现干湿不均有离析的混合料要废弃。混合料运输控制运输车辆在每天开工前，要检验其完好情况，装料前要将车厢清洗干净，而且每装一车，要清扫一次。运输车辆数一定要满足拌和出料与摊铺数量需要，并略有富余，以便尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场。车上的混合料必须覆盖，减少水分损失。混合料摊铺控制摊铺前，将路床适当洒水润湿，使用装有喷雾式洒水管的洒水车洒一遍水。摊铺前检查机器各部运转情况，而且每天坚持重复此类工作。调整好摊铺机传感器臂与导向控制线的关系；严格控制基层厚度和高程，其路拱横坡与面层一致。基层施工时，严禁用薄层贴补法进行找平。摊铺过程中精心安排压实工艺，层间结合良好，避免运输车辆以及压路机破坏基层。拌和机与摊铺机的能力互相匹配，摊铺机必须连续摊铺。如拌和机生产能力较小，在用摊铺机摊铺混合料时，采用最低速度摊铺，以减少摊铺机停机待料的次数。基层混合料摊铺采用两台摊铺机梯队作业时，一前一后应保证速度一致，摊铺厚度一致，松铺系数一致，路拱坡度一致，摊铺平整度一致，振动频率一致，两机摊铺接缝平整。摊铺机的螺旋布料器前方底部加块塑料挡板，防止粗集料聚集底部产生离析；摊铺机的螺旋布料器不能太高，必须有2/3埋入混合料中；但也不要太低，不能使其松铺高度低于设计面。在摊铺机后面设专人消除细集料离析现象，特别必须铲除局部粗集料“窝”，并用新拌混合料填补。结语混合料的离析是造成路面基层早期破坏的一个重要隐患。为评价离析对水泥稳定碎石抗压强度和劈裂强度的影响，专门对离析程度进行设计。本文以提高1号料配比的方式设计了3种离析混合料，然后分别对3种离析混合料和正常料进行无侧限抗压强度和劈裂强度试验。结果表明，离析对水泥稳定碎石混合料的强度有重要影响。随着离析程度的增大，水泥稳定碎石的7d抗压强度和