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文档简介
水泥稳定碎石在某市政工程中的应用与质量控制摘 要本文首先对水泥稳定碎石的定义、意义、研究重点、研究状况进行了介绍;并介绍了水泥稳定碎石的材料要求,包括水泥、混合材料、集料及水的要求;然后通过简要介水泥稳定碎石的相关配合比,引出水泥稳定碎石的质量验收标准,和水泥稳定碎石的施工工艺,最后施工过程的相关问题进行了探讨。关键词:材料要求;配合比;施工工艺;验收标准Concrete stability rubbles in the aspect Of Quality Controland Project of public worksABSTRACTFirstly, the essay mainly talks about the definition, meanings, research main points and status. Then it has an introduction about the material requirement of the concrete stability rubbles, including the requirement for concrete, mixture material, aggregate and water. Thirdly, by introducing the relevant proportion of the concrete stability rubbles, give out the construction procedure and the quality acceptability criteria of the concrete stability rubbles. Finally, it discusses about the issues in the process of construction.Key Word: material requirement, proportion, construction procedure, acceptability criteria目 录摘 要1ABSTRACT2目 录3摘要3ABSTRACT3第一章 绪 论41.1选题背景41.2水泥稳定碎石作用原理及研究意义4第二章 水泥稳定碎石原材料和配合比质量控制62.1施工原材料质量控制62.1.1水泥62.1.2混合材料62.1.3集料72.1.4水72.2水泥稳定碎石配合比设计质量控制82.3水稳质量验收标准9第三章 水泥稳定碎石施工中的质量控制103.1水泥稳定碎石施工工艺控制103.1.1施工总体方案103.1.2准备工作103.1.3试铺103.1.4施工113.2 水泥稳定碎石施工过程中的试验检测143.3水泥稳定碎石施工注意事项15第四章 水泥稳定碎石施工裂缝控制概述174.1 概述174.2 裂缝产生的原因174.3裂缝的预防184.4 裂缝的处治20第五章 结束语21参考文献22致 谢23水泥稳定碎石在某市政工程中的应用与质量控制第一章 绪 论1.1选题背景某工程为盐城市经济开发区新能源产业园中央景观大道工程,该项目从华山路向东,经过嵩山路,至五台山路,本工程分为南侧道路和北侧道路两部分,南北道路之间为30米绿化带,南侧道路长1096米,北侧道路长1094米。道路结构层为:4的AC13C沥青混凝土、6的AC20C沥青混凝土、16的水稳碎石(含水泥为4%5%)、16 的水稳碎石(含水泥为4%5%)、20的石灰土(含灰量10%)和20的石灰土(含灰量10)在施工过程中把学到的理论知识与实际施工相结合,总结了水泥稳定碎石施工质量控制的一些经验,使自身的专业水平得到了提升。1.2水泥稳定碎石作用原理及研究意义近年来,随着国民经济的飞速发展,交通运输量日益增多,车辆承载力也随之加大,相应地对道路标准的要求也日渐提高。为适应城市经济的发展,我市对道路结构层标准也做了改善,开始在市政道路基层中引入水泥稳定碎石(以下简称水稳),经行车验证效果良好。水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料,采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙,按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度,强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理,同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高,并且强度随龄期而增加很快结成板体,因而具有较高的强度,抗渗度和抗冻性较好。水稳水泥用量一般为混合料3%-7%,7天的无侧限抗压强度可达1.5-4.0mpa,较其他路基材料高。水稳成活后遇雨不泥泞,表面坚实,是高级路面的理想基层材料。根据交通部公路路面基层施工技术规范规定,从09年开始我市所有道路均采用水泥稳定碎石代替原二灰碎石基层。其中采用的水泥稳定碎石均属中粒土,由于水稳中含有水泥等胶凝材料因而要求整个施工过程要在水泥终凝前完成,并且一次达到质量标准,否则不易修整。因而施工中要求加强施工组织设计和计划管理,增加现场施工人员的紧迫感和责任感,加快施工进度,加大机械化施工程度,提高机械效率。水稳的施工方法也符合现代化大规模机械化发展的方向。因而水稳在市政工程中的应用会得到很快推广。第二章 水泥稳定碎石原材料和配合比质量控制水稳材料主要由粒料和灰浆体积组成。粒料为级配碎石,灰浆体积包括水和胶凝材料,胶凝材料由水泥和混合材料组成。2.1施工原材料质量控制2.1.1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,但应选用终凝时间较长(宜在6h以上)的水泥。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。宜采用标号较低(为325)的水泥。水泥品质必须满足国家标准规定。2.1.2混合材料混合材料分活性和非活性两大类。活性材料是指粉煤灰等物质,可与水泥中析出的氧化钙作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的矿物材料,对这类材料的品质要求是材料的细度和不含有害的成分。粉煤灰粉煤灰质量标准 表1项目粉煤灰品质技术条件(gb1596-79)水工混凝土掺用粉煤灰技术暂行规定烧失量(%)含水量(%)三氧化硫含量(%)细度(0.08筛筛除)(%)水泥胶砂需水量比(%)8138105123.5122.1.3集料应用人工集配碎石,城市主干道用做底基层时集料的最大粒径不应超过40mm,颗粒组成范围,用表2中1号级配,用做基层时,集料的最大粒径不应超过30mm,颗粒组成应在表2所列2号级配范围内。适宜用做水泥稳定集料的颗粒组成范围 表2编号12通过下列筛孔(mm)的重量百分比(%)10010090100901001007590759090100507050706080305530553050153515351530102010201020070707液限(%)2525朔性指数66石料的磨耗值不超过35%,石料的压碎值不超过30%2.1.4水通常适合于饮用的水,均可拌制和养护水稳。如对水质有疑问,要确定水中是否有对水泥强度发展有重大影响的物质时,需要进行试验。从水源中取水制成的水泥砂浆的抗压强度与蒸馏水制成的水泥砂浆抗压强度比,低于90%者,此种水不一用于水稳施工。2.2水泥稳定碎石配合比设计质量控制水泥稳定碎石采用水泥、粉煤灰、稳定碎石、砂、石屑等筑路材料作为水泥稳定碎石基层。首先,实验室通过经过一定数量的原材料试验,进行配合比设计、击实实验,确定最大干密度和最佳含水量。然后以此配比制成试件,试件在规定温度条件下保湿养护6天,浸水1天后,进行无侧限抗压强度实验。具体步骤为:(1)取工地实际使用的集料,分别进行筛分,按颗粒组成进行计算,确定各种集料的组成比例,要求组成混合料的集配应符合规范规定。(2)取工地实际使用的水泥,按不同水泥剂量分组试验。制备不同比例的混合料,用重型击实法确定各组混合料的最佳含水两和最大干密度。(3)为减少基层裂缝,必须做到三个限制:在满足设计强度的基础上限制水泥用量;在减少含泥量的同时,限制细集料、粉料用量;根据施工时气候条件限制含水量。(4)具体要求水泥剂量不应大于5.0%;小于0.075mm的颗粒含量不应超过5%;含水量根据天气及气温情况控制在最佳含水量的+0-+2%范围内。(5)确定最佳含水量,拌制水泥稳定碎石混合料,按规范要求压实度制备混合料试件。试件在标准条件下养护6天,浸水一天后取出,做无限抗压强度。(6)稳定碎石7天浸水无侧限抗压强度代表值应满足R代=3.2-4.0MPa。(7)符合强度要求的最佳配合比作为水泥稳定碎石的生产配合比,用重型实法求得最佳含水量和最大干密度,经总监代表、助理确认,报总监批准以指导施工。经实验得知:1、经过对集料为砂、碎石、水泥和集料为粉煤灰、碎石、水泥的两种配比试验,结果发现掺加粉煤灰的水泥稳定混合料不仅其和易性较好,而且试块容易成型,成型后的试块外观较好,7天平均强度也较高。2、不同配比石灰土试件,7天无恻限抗压强度在1.0mpa左右;而不同配比水稳试件7天无侧限抗压强度在47mpa之间(采用325号普通水泥,水泥掺量5%6%)3、不同配比灰土试件经几次冻融循环后,抗压强度几乎没有;而掺有水泥和粉煤灰的不同配比的水稳试件,经10次冻融循环后,仍可测得一定的强度。4、通过对灰土基层和水稳基层路面弯沉试验测得:希望大道路面结构层:20cm厚12%灰土,20cm厚12%灰土中掺加30%碎石,12cm厚沥青混凝土面层,测得路面弯趁值1.57mm。世纪大道、开放大道、纬五路等工程道路结构层为:20cm厚12%灰土、20cm厚水稳,10cm厚沥青混凝土面层,路面弯沉值为0.51.0mm,弯沉值明显降低。通过观测、分析不同配比的灰土基层板体性教差,干缩、温缩系数大,这样的基层表层受水浸泡后强度降低,在行车荷载反复作用下,容易被面层材料啃噬成粉末状,极易被渗进的水混合成泥浆流走,逐渐使面层脱空,造成油面沉陷、龟裂、脱落,这就是沥青路面病害产生的主要原因。而由水泥、粉煤灰、碎石、砂、石屑等组成的水稳基层,具有强度高、面层薄、板体性、水稳定性、抗冻性好等特性,正好弥补了灰土基层的缺陷,从而大大提高沥青混凝土道路的使用寿命。2.3水稳质量验收标准城市道路尚没有水稳基层的质量验收规范,城市主干道的质检标准经由市政行政主管部门、市政质检站商定如下:(1)压实度:最佳密实度的98%(2)平整度:3m直尺检查不超过10 每40m一个断面(3)终断高程:(mm)+5,-10 每20m一个断面(4)宽度:不小于设计值 每20m一个断面(5)厚度:+0,-10(6)横坡(%):0.3(7)强度(mpa):3.04.0(8)水稳表面平整密实、无坑洼,施工接茬平整、稳定。第三章 水泥稳定碎石施工中的质量控制3.1水泥稳定碎石施工工艺控制3.1.1施工总体方案1、水泥稳定碎石基层每个点设两个拌和场,采用WCB500型稳定土拌和楼集中拌制。15T以上自卸汽车运至施工现场,分两层摊铺,下层18cm,上层18cm,前场摊铺每个点采用二台ABG423型摊铺机成阶梯形(前后不超过15米)摊铺,一次性摊铺碾压成型。双钢轮压路机、振动压路机、胶轮压路机配合碾压成型。工艺流程详见水泥稳定碎石施工工艺流程图。2、铺筑第二层时,在第一层铺筑完毕经养生成型后再进行。3.1.2准备工作1、场地准备:施工前立即组织人员选点进行场地建设,平整硬化后进行拌和楼安装、调试,迅速组织施工材料的进场,同时做好场内排水工作和场内道路的畅通,保证运输车辆的顺利通行。2、施工机械准备工作:开工之前做好机械的维修、保养工作,保证在施工期间不发生有碍施工进度的质量故障。根据施工工艺要求配备水泥破拱器,以免水泥起拱停流,以及和拌和楼配套的摊铺机、压路机、自卸汽车和装载机、洒水车等,为满足施工要求配齐各种质量检测仪器。3.1.3试铺正式开工之前,应进行试铺。试铺段应选择在经验收合格的底基层上进行,其长度为300-600m左右,每一种方案试验100-200m。水泥稳定碎石混合料采用中心站集中拌和(厂拌)法施工,每个点由两台摊铺机梯队摊铺作业,避免纵向接缝。试铺路段的拌和、摊铺、碾压各道工序按现行路面基层施工技术规范进行。试铺段要决定的主要内容如下:(1)验证用于施工的集料配合比(2)调试拌和机,分别称出拌缸中不同规格的碎石、水泥、水的重量,测量其计量的准确性。(3)调试拌和时间,保证混合料均匀性(4)检查混合料含水量、集料级配、水泥计量、7天无侧限抗压强度。(5)确定一次铺筑的合适厚度和松铺系数(按以往施工经验一般定为1.20-1.30)(6)确定标准施工方法混合料配比的控制混合料摊铺方法和适用机具(包括摊铺机的行进速度、摊铺厚度的控制方式、梯队作业时摊铺机的间隔距离。含水量的增加和控制方法压实机械的选择和组合,压实的顺序、速度和遍数采用:12-15t双钢轮压路机静压1遍(速度1.5-1.7km/h);18-20t钢轮压路机静压1遍(速度1.5-1.7km/h);激振力20-25t钢轮压路机振动碾压2遍(速度1.8-2.2km/h);激振力大于40t钢轮压路机振动碾压2-3遍(速度1.8-2.2km/h);轮胎压路机碾压1-2遍(速度1.5-1.7km/h)。拌和、运输、摊铺和碾压机械的协调和配合。(7)确定每一作业段的合适长度(8)严密组织拌和、运输、碾压等工序,缩短延迟时间其中试铺段的检验频率应是标准中规定正式路面的2-3倍。当使用的原材料和混合料、施工机械、施工方法及试铺路面各检验项目的检测结果都符合规定,可按以上内容编写试铺段总结,经驻地监理工程师审查、批准后,为申报正式路面施工开工的依据。3.1.4施工1、一般要求对底基层顶面进行检测,包括:标高、平整度、压实度、弯沉、横坡度、中线偏位等的检测,并搜集整理沉降观测资料以获知底基层表面连续两个月的沉降速率,只有连续2个月沉降速率小于5mm/月才能铺筑基层。清除底基层表面的浮土、积水等。并将底基层表面洒水湿润。开始摊铺的前一天进行测量放样,按摊铺机宽度与传感器间距,在直线上间隔为10m,在平曲线上为5m,做好标记,并打好导向控制线,(测量精度按部颁标准控制)。用于控制摊铺机摊铺厚度的控制线的钢丝拉力应不小于800N。下层水泥稳定碎石施工结束7天后进行上层水泥稳定碎石的施工。两层水泥稳定碎石施工间隔不长于30天。2、混合料的拌和开始拌和前,拌和场的备料满足3-5天的摊铺用料。每天开始搅拌前,检查场内各处集料的含水量,计算当天的配合比,外加水与天然含水量的总和要比最价含水量略高。实际的水泥计量可以大于混合料组成设计时确定的水泥剂量的0.5%,但是,实际采用的水泥剂量和现场抽检的实际水泥剂量小于5.5%。同时,在充分估计施工富余强度时要从缩小施工偏差值入手,不得以提高水泥用量的方式提高路面基层强度。每天开始搅拌之后,出料时取样检查是否符合设计的配合比,进行正式生产之后,每1-2小时检查一次拌和情况,抽检其配合比、含水量是否变化。高温作业时,早晚与中午的含水量要有区别,要按温度变化及时调整。拌和机出料不允许采取自由跌落式的落地成堆、装载机装料运输的办法。一定要配备带活门漏斗的料仓,由漏斗出料直接装车运输,装车时车辆前后移动,分三次装料,避免混合料离析。3、混合料的运输运输车辆在每天开工前,检验其完好情况,装料前将车厢清洁干净。运输车辆数量满足拌和出料与摊铺需要,并略有富余。应尽快将拌成的混合料运送至铺筑现场,车上的混合料应覆盖,减少水分损失。如运输车辆中途出现故障,立即以最短的时间排除,当有困难时,车内混合料在初凝时间内运到工地。4、混合料的摊铺摊铺前适当洒水湿润。摊铺前检查摊铺机各部分运转情况,而且每天坚持重复此项工作。调整好传感器与导向控制线的关系:严格控制基层厚度和高程,保证路拱横坡度满足设计要求。摊铺机连续摊铺。根据经验,摊铺机的摊铺速度一般在1.5m/min左右。基层混合料摊铺采用两台摊铺机梯队作业,一前一后应保持速度一致、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、振动频率一致等,两机摊铺接缝平整。摊铺机的螺旋布料器有三分之二埋入混合料中。在摊铺机后设专人消除细集料离析现象,特别应铲除局部粗集料“窝”,并用新拌混合料填补。5、混合料的碾压每台摊铺机后面,紧跟双钢轮压路机,振动压路机和轮胎式压路机进行碾压,一次碾压长度为50m-80m。碾压段落做到层次分明,设置明显的分界标志。碾压遵循生产试验路段确定的程序与工艺。注意稳压充分,振动不起浪、不推移。压实时,可以先稳压,(遍数适中,压实度达到90%)开始轻振动碾压再重振动碾压最后胶轮稳压,压至无轮迹为至。碾压过程中,随时检查其压实度,不合格时,重复再压。碾压完成后用灌砂法检测压实度。压路机碾压时重叠1/2轮宽。压路机倒车换档要轻且平顺,不要拉动基层,在第一遍初步稳压时,倒车后尽量原路返回,换档位置在已压好的段落上,在未碾压的一头换档倒车位置错开,要成齿状,出现个别拥包时,专配工人进行铲平处理。压路机碾压时的行驶速度,第1-2遍为1.5-1.7km/h,以后各遍为1.8-2.2km/h。压路机停车要错开,而且离开3m远,最好停在已碾压好的路段上,以免破坏基层结构。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车,以保证水泥稳定碎石层表面不受破坏。碾压在水泥终凝前及试验确定的延迟时间内完成,并达到要求的压实度,同时没有明显的轮迹。为保证水泥碎石基层边缘强度,考虑一定的超宽。6、横缝设置水泥稳定混合料摊铺时,连续作业不中断,如因故中断时间超过2h,则设横缝,每天收工之后,第二天开工的接头断面设置横缝,每当通过桥涵、特别是明涵、明通,在其两边设置横缝,基层的横缝与桥头搭板尾端吻合。特别注意桥头搭板前水泥碎石的碾压。横缝与路面车道中心线垂直设置,其设置方法:a、人工将含水量合适的混合料末端整理整齐,紧靠混合料放两根方木,方木的高度与混合料的压实厚度相同,整平紧靠方木的混合料。b、方木的另一侧用砂砾或碎石回填约3米长,其高度略高出方木。c、将混合料碾压密实d、在重新开始摊铺混合料之前,将砂砾或碎石和方木撤除,并将作业面顶面清扫干净。e、摊铺机返回到已压实层的末端,重新开始摊铺混合料。f、如摊铺中断超过2h,而又未按上述方法处理横向接缝,则将摊铺机附近及其下面未压实的混合料铲除,并将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成与路中心线垂直并垂直向下的断面,然后再摊铺新的混合料。7、养生每一段碾压完成以后立即开始养生,并同时进行压实度检查。用洒水车洒水养生时,洒水车的喷头用喷雾式,每天洒水次数视气候而定,整个养生期间始终保持水泥稳定碎石层表面湿润。基层养生期不少于7天,养生期内洒水车在另一侧车道上行驶。在养生期间封闭交通。3.2 水泥稳定碎石施工过程中的试验检测 1、施工过程中进行的试验检测(1)压实度检测。在水泥稳定碎石摊铺过程中,碾压完成后要立即检测压实度。压实度采用灌砂法,按规范要求的频率进行。对达不到要求的马上补压,直至达到压实要求为止。(2)含水量、水泥剂量、级配检测。混合料拌和完成后,及时取样检测水泥剂量、含水量,并将所取混合料烘干后进行筛分,及时将检测结果通知拌和站工作人员以便达不到要求时及时调整。不合格混合料应废弃。2、施工后进行的试验检测水泥稳定碎石基层养生7天后要检测弯沉和钻取芯样进行强度检测。弯沉值要满足设计要求。钻取的芯样要完整、密实,其抗压强度要能满足设计要求。对不合格的路段要进行返工处理。3.3水泥稳定碎石施工注意事项1、厂拌设备的选型。拌和设备的质量直接影响混合料拌和的质量,而拌和设备的好坏的关键就要看其骨料、粉料、水等各种物料的配合比精度是否能够得到保证,本标段选用WBC300型稳定土厂拌设备。该设备采用电磁调速控制系统,能较好的保证各种物料的配合比,且拌和均匀,性能稳定。2、严格控制水泥剂量。水泥剂量太小,不能保证水泥稳定土的施工质量;而剂量太大,既不经济,还会使基层的裂缝增多、增宽,从而引起沥青面层的相对应的反射裂缝。所以,必须严格控制水泥用量,做到经济合理,精益求精,以确保工程质量。3、混合料的含水量控制。厂拌混合料现场,每天由后场专职试验人员在早上、中午、下午分别测定各种集料的含水量,根据施工配合比设计的最佳含水量指标,结合当天的气温、湿度、运距情况确定混合料拌和时的用水量。在前场负责检测压实度的专职试验人员,在混合料摊铺整型过程中亦及时测定混合料的含水量,及时指挥压路机碾压,力求在最佳含水量条件下碾压,尽量避免由于含水量过大出现“弹软”、“波浪”等现象,影响混合料可能达到密度和强度,增大混合料的干缩性,使结构层容易产生干缩裂缝;或由于含水量偏小使混合料容易松散,不易碾压成型,也会影响混合料可能达到的密度和强度。所以只有严格按规范施工,加强每一施工环节的质量控制,才能保证施工质量。4、混合料的运输应避免车辆的颠簸,以减少混合料的离析。在气温较高、运距较远时要加盖毡布,以防止水分过分损失。摊铺、碾压时,摊铺系数1.31.5之间(正常速度下英格索兰摊铺机为1.3、徐工摊铺机为1.5、且摊铺系数与摊铺机的行使速度也有关),施工中必须贯彻“宁高勿低、宁刮勿补”的原则, 全部施工工程力争在水泥终凝时间前完成。碾压完毕立即做密实度试验,若试验结果达不到标准重新进行碾压。5、混合料摊铺接缝的处理。接缝有纵向接缝和横向接缝两种,当摊铺机宽度足够时,整幅摊铺时不存在纵缝接缝问题。当摊铺机的摊铺宽度不足时,采用2台摊铺机一前一后同步向前摊铺混合料,并一起进行碾压,这样也可以避免纵向接缝。由于本标段结构物较多,一般情况下都以两结构物间为一施工段落,避免了横向接缝,如有特殊,需设置横向接缝,其处理方法是将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除,将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成一横向垂直向下的断面,摊铺机返回到压实层的端部,用木垫板垫至虚铺高度,再摊铺新的混合料,继续下一步施工。第四章 水泥稳定碎石施工裂缝控制概述4.1 概述水泥稳定碎石料也有其与生俱来的缺点:主要是脆性大,从而导致对温度和湿度敏感性强,易因温度变化和湿度变化产生裂缝并反射到路面,导致路面强度和使用性能大大降低,产生冲刷和唧唧浆现象,这也是路面工程不可忽视的病害。水泥稳定基层容易产生裂缝的同时已是影响沥青混凝土面层破坏的关键因素。这种裂缝,一般在基层顶面沿横向开裂多为等间距,成直线型,缝长不等,缝宽在0.53.5mm左右。较早出现裂缝是在水稳层养生过程中开始出现,有的是在沥青混凝土路面通车后在荷载的作用下出现,这是由于水稳层出现裂缝并引起沥青混凝土面层产生相对的反射裂缝。4.2 裂缝产生的原因 对于道路上的半刚性基层,要求其具有较小的收缩性。半刚性材料的收缩包括二个方面,一是由于水分子减少而产生的干缩,二是由于温度降低而产生的温度收缩。基层材料的干缩和温度收缩是引起基层结构产生横向裂缝的主要原因。对沥青面层的开缝特别是反射裂缝的发生有很大影响,另外一个原因是在车辆荷载作用下产生的裂缝。1、干缩性裂缝:干缩性裂缝的情况有两种,一是水泥稳定碎石压实成型到正常养护期(一般为7 d)的干缩;二是养护期满后到施工沥青封层或透层、摊铺沥青混凝土面层这段时间的干缩。其机理基本上是一样的,只是其损害的程度有所不同。水泥稳定碎石压实成型到正常养护期(一般为7d )期间,由于混合料本身的水份和养护洒水的水分蒸发以及混合料内部水化作用发生的毛细管作用、分子间吸附作用力和碳化收缩作用等,引起基层混合料体积在一定程度趋于减小而收缩,出现拉裂的现象。如果这段时间天气正常,气温没有太大变化,混合料(基层)从最佳含水量到较干燥的干缩过程可称之为一次性的干缩,其产生的裂缝是有限的。从基层养护期满后到施工沥青封层或透层油、摊铺沥青混凝土面层之间,如果这段时间间隔较长,自然天气从睛到雨,从雨到睛,风吹日晒雨淋,基层料从“较干燥饱水状态较干燥饱水状态”反复循环作用,水分反复的“蒸发、饱和、蒸发、饱和”,多次重复干缩过程,必然会使基层出现较严重的拉裂现象,在薄弱地方就表现为裂缝,这种破坏在多雨的地区特别明显。养生结束后,如其上为沥青面层,应先清扫基层,立即喷洒透层或粘层沥青、在清扫干净的基层上,也可先做下封层,以防止基层干缩开裂。2、温缩性裂缝:也就是热胀冷缩产生的裂缝。万物都具有热胀冷缩的性质,水泥稳定碎石基层属半刚性体,也不会例外。在水泥路面设计和施工中,设置伸缩缝的做法规范中已有明确的规定,并且在施工和实际中得到广泛的应用,取得了显着的成效。但长期以来,在水泥稳定碎石基层的设计规范或施工技术规范中却没有提出来,这有待于进一步探索。水泥无机结合料内部的不同矿物颗粒组成的固相、液相和气相体,在温差作用中必然会使其产生热胀冷缩的体积变化,从而引起温缩性裂缝。(1)固相矿物不同的胀缩性:碎石原材料矿物(主要为SiO2、AI2O3)组成的热胀冷缩系数为810-6/,水泥稳定碎石生成的新胶结矿物主要成分为C-S-H凝胶体,热胀冷缩系数一般为102010-6/。由于两者组成的固相复合稳定材料的矿物具有不同的热胀冷缩性,在温度变化时其胀缩值是不相同的。(2)液相(水)的热胀缩性:自由水、毛细水、结构水、结晶水存在于混合料内部的孔隙中和胶体中,水的热胀缩系数为7010-6/。当温度升高时,可以产生相当大的扩张力使颗粒间距增大而产生膨胀。(3)气相的热胀缩性:混合料毛细孔、内部孔隙充盈着气体。夏天时水稳层内部结构气体体积受热充分膨胀,结构内的颗粒相应充满扩张力。冬季时,原膨胀的气体体积收缩,颗粒内的结构应力减小,产生收缩力,体积变小。当扩张力超过临界值时,水稳层就会产生起拱;当收缩力超过结构拉应力时,便产生横向裂缝。3、荷载性裂缝荷载性裂缝一般发生在基层的底部,由于车辆荷载的反复作用,裂缝逐渐向上扩展至表面,车轮荷载作用下产生的裂缝反映在面层,往往不是单独的、稀疏的或较有规则的裂缝,而是稠密的,有时是相互联系的。4.3裂缝的预防1、严格控制级配和压实度:作为水泥稳定基层用的碎石要求不是很高,规范中只有4个指标:相对密度、压碎值、有机质含量、硫酸盐含量,因此很多岩矿都可作为基层碎石的料矿。高速公路基层碎石用量是很大的,而一般外购的一个石料场的产量却很小,就必须同时使用几个料场进料,并且由于储料场地不足而又混堆储料,这就产生两个很严重的问题:一是由于不同矿源筛网不同造成同一档料内各粒料数量不同,几档材料混合后,生产配合比经常变化,极易超出上限或下限。二是各料场碎石的密度不同,在确定最大干密度带来很大的困难无法在几种混合矿料中得到一个最具代表性的最大干密度,最终导致现场无法进行正常压实度检测和控制,压实度经常超过100%或小于极限值。如果只使用一个岩矿做粗集料的料场,既能保证生产配合比与理论配合比吻合较好,也能保证最大干密度不至于经常变化,有利于压实度的现场控制。事实证明,水泥稳定碎石基层级配和压实度的好坏,不但影响水泥稳定基层的干缩性,而且还影响到水泥稳定基层的耐冻性。所以,控制好级配和压实度可预防裂缝的产生。2、严格控制混合料中小于0.075以下的颗粒(矿粉、粘土)含量:小于0.075以下的颗粒含量增加时,不但增加了水泥的用量,而且基层表面还容易起皮(起砂),严重影响水稳层的质量。同时,当细集料增加时,混合料的温缩系数随温度降低的变化幅度越来越大。温度越低,细粒料对温缩的影响也越大。因此,规范中水稳层的颗粒组成范围规定:集料中0.5mm以下细粒土有塑性指数时,小于0.075以下的颗粒含量不应超过5%,细粒土无塑性指数时,小于0.075以下的颗粒含量不应超过7%。在实际施工控制中,要减小0.075以下的颗粒(矿粉、粘土)含量采用在储料场过筛方法除去或用水冲洗是很不现实也很费时的。最好的方法是在破碎现场加装水洗装置或者在破碎机的皮带运输机最后一环节上再加装一个可360度旋转的滚动筛。经过这个工序,小于0.075以下的颗粒含量将会大大减小。施工时,如果能将塑性指数控制在小于4%,不但可以减小水泥稳定粒料的收缩性,而且还可以提高压力水对基层的抗冲刷能力。3、严格控制水泥用量和碾压时的最佳含水量:一般的水泥稳定碎石基层,其设计强度通常为35Mpa。设计强度越高,所需水泥用量越大。基层刚性越大,越易产生干缩性裂缝,缝宽也越大,所以规范规定水泥剂量6%(美国和日本也限制在6%,法国限制在5%)。水泥稳定碎石基层干缩应变随混合料的含水量增加而增大。施工碾压时含水量越大,结构层越易产生干缩性裂缝。即使铺筑了沥青面层,在旱季或冬季也可能产生干燥裂缝。因此在施工时,应根据天气情况适当增加或减少拌和用水量。例如,在夏天施工气温较高,即使在同一天施工,混合料的拌和用水量也应早、中、晚各不相同,并且,还要根据运距远近、运输车辆配置情况不断的调整,确保碾压时混合料含水量在最佳含水量范围内。摊铺完成后,要及时用尼龙布、麻袋布覆盖进行洒水养护,防止基层因混合料内部发生水化作用和水分的过分蒸发引起表面的干缩性裂缝现象。如果在冬天施工温度较低,则可以用一层塑料薄膜再加上二层土工布覆盖保温,不一定需要洒水养护。可能的情况下,养护期结束,立即进行沥青封层或透层油的施工,及时摊铺沥青混凝土面层,这样水稳层裸露在外面风吹日晒雨淋的时间短,能有效地减少“重复干缩”产生的裂缝。这个措施是非常有效的。 4、选择有利的季节或时间进行水稳基层的施工:水稳基层施工最好选择在年平均气温时期施工。由于此时气温变化不大,结构内温度应力较小,水稳层不易产生热胀冷缩的现象。施工时的气温与一年中最冷或最热时的温差越大,越易产生温缩性裂缝。 如果在夏天酷暑条件下施工,最好能选择在早晚的时间,尽可能避开中午时间进行摊铺,并要加强覆盖洒水养护,保证水稳层处于湿润状态。冬天气温低于5时,一般不能进
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