机场场道半刚性基层质量影响因素分析

机场场道半刚性基层质量影响因素分析

半刚性基层材料海口美兰国际机场是中华人民共和国国家民航总办公室和海南省“十二五”重点项目。机场位于海南省琼山市，占地12.5公里2米，为新的4-e级国际机场。海口美兰机场的半刚性基层设计为上、下基层,均为水泥稳定碎石砂。它是介于混凝土面层与碎石基础之间的过渡层,是以水泥作为胶结材料,碎石、砂、石粉作为组成材料,并按一定配合比合成的一种基层料,质量要求比较高;加之海南为海洋性气候,雨水较多,雨季施工难度较大;工期由17个月缩短至7个月,工期要求紧。在上述条件下,确保基层质量有一定难度。据施工的美兰机场上基层的经验,对基层质量控制做一初步探讨。1平整度、高程、表观质量衡量半刚性基层质量的主要指标为强度、压实度、平整度、高程、表观质量。而上述质量指标的实现则取决于适宜的原材料,合理的配合比设计,施工中材料的计量、拌合、摊铺、碾压、整形等方面的因素。2质量控制2.1选择合格的原材料1水泥基质及活性根据当地气候条件和基层类型,应选用终凝时间较长的水泥,本基层选用海南洋埔水泥厂生产的“椰树”牌火山灰质硅酸盐水泥,经试验终凝时间5.5h,实有活性41.7MPa,其它各项指标符合GB1344-92标准。2砂石颗粒的特性选用海南本地产玄武岩,经机械破碎后加工而成,碎石粒径为0cm～4cm,质量要求碎石洁净、干燥、无风化、无杂质,具有良好的颗粒形状,足够的强度和耐磨性。3砂选用海口南渡江产的河砂,为中砂,质量要求与碎石质量要求相同。4石材碎屑石屑为碎石的副产品,要求含泥量小于2%,最大粒径不超过5mm。2.2基层施工对密度和粘结性的影响水泥稳定碎石砂具有强度与压实度的双重要求,因此其配合比设计任务是确定水泥的最佳用量,粗骨料的级配范围,以及各组成部分的最佳组合,以满足设计要求的强度、可压实性、稳定性、耐久性、施工的和易性和经济性。具体要求与做法如下:1)强度与可压实性。水泥稳定碎石砂的强度与可压实性是相互影响、相互制约的。在水泥终凝时间内必须达到规定的密实度。而达到规定的密实度,则必须保证基层料的最佳含水量,而最佳含水量的大小则影响到水泥含量的多少,从而最终决定基层的强度。但基层强度的增大是随着压实度不断增大并达到设计值后逐步增大的。当超过水泥终凝时间后,仍未达到压实度,继续碾压则破坏了水泥及组成材料的粘聚性。这样虽然达到了要求的压实度,但基层的整体强度却达不到设计强度。因此,明确上述关系后,按照上基层设计压实度为98%,设计7d无侧限抗压强度为4.5MPa,经试配确定最佳含水量为6.8%,最大干密度为2.32g/cm3,水泥含量为6%,同时在施工配料时实际水泥剂量要比试验室确定的多加0.5%。为了延缓水泥终凝时间,满足现场施工需要,鉴于当地昼夜温差较大的影响(白天平均温度30℃左右),施工中依据气温变化选用RC-A型高效减水剂,掺量的增减在水泥掺量的1%～1.5%之内,推迟终凝时间1h～2h。同时配合比中采用石屑来改善水泥与骨料的密度和粘结性。2)低温抗裂性。为了减少裂缝的发生,一方面在保证强度的条件下适当降低水泥含量,降为5%;另一方面适当增加石屑粉及砂的含量,以提高水泥碎石砂的和易性及稳定性,实践表明效果很好。3)耐久性。提高耐久性的措施就是选用优良的原材料,并且施工时做好防雨措施和压实工作,使基层的空隙尽可能减小。2.3控制原理影响拌合质量的主要因素为:计量与最佳含水量不准确。为确保拌合质量主要采取了如下措施:1)新购进两台JS1000搅拌机,配料系统为陕西三隆机械厂产的HPW新型配料机,系微机控制,电子称计量,自动上料。2)搅拌机安装电铃,采用继电器控制,拌合时间定为1min,铃响卸料。3)加水采用继电器控制水泵自动抽水。外加剂采用固定容积水箱,按掺量配好一水箱后,再放入加水池,从而确保了外加剂及水量的准确性。实际含水量的控制由后台试验员及时根据天气情况调整,保证拌合物的含水量在最佳含水量+2%～+3%的范围内。4)定期对搅拌计量系统进行标定。2.4基层基础厚度测量摊铺作业质量的好坏直接影响着基层的高程、平整度及表观质量。影响摊铺作业质量的因素主要是下基层不平,拌合料质量不稳定,以及人工摊铺操作不当,对此施工时采取如下措施:1)下基层不平。当下基层平整度较差时,即使上基层摊铺平整,经碾压后,上基层面仍会出现与下基层面相似的高低不平。针对这种情况,为了进一步控制好高程与平整度,摊铺时每段摊铺长50m～60m,一幅4.5m宽,共十幅,摊铺时高程采用4.5m×10m方格网挂线,经试验,虚铺系数为1.24。在方格网交点处打钢筋桩,用红铅笔标注设计高程,然后根据所量上基层的实际厚度,乘以虚铺厚度,作为挂线的依据,这样下基层面高低不平,对应的虚铺厚度也就不同,经碾压之后,90%的点其高程在±1cm的允许误差范围之内。2)拌合料质量不稳。拌合料质量不稳定,也使压实后厚度发生差异,例如:细骨料集中的地方,碾压后会使摊铺厚度变薄;粗骨料集中的地方,碾压后则会使基层变厚。此外,碾压后含水量大的地方则比含水量最小的地方摊铺层要薄。防止措施:严格控制基层料的配比。3)人工摊铺操作不当。人工摊铺操作不当也是造成基层料离析的一个原因,为此在实际施工中要求:a.人工摊铺时,采用铁锹反扣法摊铺,严禁抛撒,以防止离析。b.为便于流水化作业,依据现场实际,摊铺时先由8人～10人初步摊铺,然后再由5人～6人在方格网交叉挂线后进行专门细平,最后由1人～2人将摊铺好的基层表面粗细骨料集中的区域进行二次拌合或处理。2.5道肩压轮的质量控制碾压是确保基层压实度的关键,分为初压、复压、终压。为确保压实质量,碾压作业应注意以下几点:1)选择合适的压实速度和压实遍数,以及合理的振频、振幅。2)碾压时的注意事项:a.碾压时从道肩一侧向中心进行,应重叠1/3～1/2轮宽。b.碾压时压路机要尽量走直线,否则,由于走歪形成的轮印难以消除。c.压路机不得在新铺料上转向、调头、横向移位、突然刹车。d.碾压过程中压轮需始终保持清洁,派专人负责清除粘在压轮上的基层料。e.碾压过程中基层料表面要保持潮湿,表面因水分蒸发变干时可适当洒点水。2.6基层面粗料区域铺设、复压整形作业是确保基层高程、平整度与表观质量的关键工序,而且整形作业是与碾压作业密切配合并贯穿始终的。整形分为初步整形,初压后整形,复压中整形。初步整形已在摊铺作业质量控制中作了阐述,此处重点介绍后两种整形,在施工中主要采取了如下措施:1)初压完成后,首先安排两人对基层面粗料集中区铺撒原始细料,然后在原方格网的基础上用白灰加密至2.25m×5m,各点现场快速测出高程,对个别超标点进行去高补低。与此同时,安排专人用3m直尺检查平整度,对超标区进行去高补低。注意在这一作业过程中压路机仍进行碾压工作。2)在复压过程中,专门安排两人对表面粗料集中区进行处理,为保证压实质量,对表面含水量较低部分可用人工撒水补充。3)终压完成后,要及时做好养护,养护时要采用带喷头的水管洒水,以免水流冲坏基层,影响表观质量。2.7压好、压实段的基层料一般的接缝处理采用接头处立方木来处理。本工程施工时依照现场实际未采用上述处理方法,而是摊铺时每次摊铺比整米数多摊2m。当压好一幅,施工下一幅时,就安排人将上一幅已压实段端部切成垂直面,这样的基层料强度未上来之前完成上述操作是相当经济的。在下一个工作段施工时,应在上一工作段基层垂直断面上涂刷水泥浆后再摊铺新工作段基层料。此外为