二灰碎石基层施工质量控制

二灰碎石基层施工质量控制

1宁津盐高速盐段2.灰色碎石具有完整性强、承载高、施工方便的特点，有效利用了工业废物等综合功能。这是江苏省“五”路沥青路的典型基本结构。宁靖盐高速公路盐城段全长32.68km,路面结构为沥青混凝土面层17cm加二灰碎石基层35cm加二灰土底基层20cm。从路面结构可以看出,基层是路面主要的承重层。其主要作用是将面层传来的行车荷载分布给底基层,使沥青面层不处于超应力状态。从其发挥的作用可以看出,它对所选用的材料和施工质量是影响沥青混凝土面层使用性能和使用寿命的最关键因素。为此,对二灰碎石基层施工质量控制问题进行探讨。2材料的选择2.1灰存放时间(1)规范规定二灰碎石基层所用石灰含有效CaO+MgO含量达Ⅲ级消石灰或Ⅲ级生石灰的标准即可。而盐城段施工规定石灰的有效CaO+MgO含量应大于等于Ⅱ级以上,高于规范标准。这是因为在同样的剂量下,等级高的石灰有更多的活性氧化物起作用,与粉煤灰中有效物质在水和压力的作用下,对碎石的稳定效果更好,在满足强度要求的条件下,其石灰用量会相应减少。(2)石灰存放时间对石灰的品质有极大的影响。笔者做了大量试验后得知,在没有雨水作用下,消石灰在大气中放置7d,有效氧化钙加氧化镁含量损失10%左右;放置一个月,则损失40%左右。为此,根据工程施工进度,合理安排材料进场。对于存放时间较长的消石灰不得使用,同时对进场的石灰必须进行覆盖。(3)消解石灰的质量对基层质量的影响。石灰消解的需水量,从理论上仅为石灰的24.32%,但是由于石灰消解是一个放热反应过程,实际加水量要达到70%以上。为此,一要注意控制用水量,二要注意控制加水速度。对于活性大的石灰,如加水过慢、水量不够,则已消化的石灰颗粒产生Ca(OH)2,包围于未消化颗粒周围,使内部石灰不易消化。对于活性差的石灰,如加水过快,则发热量少、水温过低,增加了未消化颗粒,都会影响消解石灰的质量,降低消石灰的使用品质。为消除石灰中的残渣和结团,要求消石灰过10mm孔径的筛。这是为了保证消石灰与粉煤灰能充分反应及拌和楼计量准确。另外,颗粒较大的石灰因未完全消解,基层成型后在养生期间,未充分消解的石灰块遇水后继续消解,将引起局部爆裂、崩解和起泡,造成基层松散、裂缝而破坏,既影响内在质量,又影响平整度和外观,国内已有不少教训。2.2料堆与堆土所用粉煤灰均来自电厂,粉煤灰中SiO2、Al2O3等活性氧化物的总含量大于70%,烧失量不超过20%,比表面积大于2500cm2/g。堆放采用推土机与挖掘机联合作业,尽量使料堆增高,并用堆土机压实,排除灰中部分水份,用彩条布覆盖,防止雨水浸淋。检测各标段粉煤灰化学组分见表1。2.3灰砾石的性二灰碎石选用三种集料,掺配后满足规范要求的连续级配,其最大粒径不超过31.5mm。施工中对石料最主要的指标是最大粒径和级配以及压碎值,它对保证二灰碎石的压实度,提高基层强度有着重要作用。粒径太大,拌和、摊铺、压实均有一定的难度,表面平整度也难以保证。粒径太小,细粒和二灰含量增加、基层材料的比面积增大,易产生细微裂缝。因此,为基层设计一个优良的集料级配最关键。3合作成本设计3.1设计原则使基层在满足强度条件下,尽量采用低的石灰剂量和二灰用量。3.2混合料级配范围确定(1)确定集料级配。表2是三种集料的筛分结果,和规范要求的级配。根据规范要求级配,确定集料级配比为:1号∶2号∶3号=20∶40∶40经计算掺配后的集料粒径和料场取样掺配粒径分布如表3。为了确保生产过程中不断进料级配符合规范要求,特确定每种集料级配范围如表4,以保证掺配后的混合料级配满足要求。(2)结合江苏省以往高速公路施工经验,以石灰与粉煤灰的比例及二灰与集料比例进行正交试验确定六组配比。如表5。3.3最大干密度和最佳含水量采用ϕ152mm×120mm规格的击实筒,击实层数为3层,锤击次数为98次/层,配以5.0%、6.0%、8.0%、10.0%、11.0%的含水量得出最大干密度、最佳含水量如表6。3.4温度、湿度控制采用ϕ150mm×150mm规格的试模,按预定干密度制作试件,在25℃±2℃的温度及相对温度95%以上的湿度下养生六天,第七天浸水(浸水水温与养生温度一致),湿度温度采用自动温湿控制仪控制,每天四次人工记录温度、湿度,均符合规范要求,对浸水后的试件进行抗压试验,其结果如表7。根据上述试验结果以及规范和省高指指导意见,综合盐城的气候特征,同时考虑到室内试验的保证系数及半刚性基层的干缩、温缩特性,石灰用量采用5%、集料用量采用82.5%即b类配合比。4测试商店4.1准备(1)最大干密度和最佳含水量采用设计配合比为石灰∶粉煤灰∶1号料∶2号料∶3号料=5∶12.5∶16.5∶33.0∶33.0,最大干密度为2.12g/cm3,最佳含水量为8.0%。根据实测各种材料的含水量后计算实际施工生产配合比为石灰∶粉煤灰∶1号料∶2号料∶3号料=5.8∶16.9∶15.3∶30.7∶31.3。(2)重新测量下层的高度、宽度、横向坡度和平坦度，并清除表面的缓慢在摊铺前半小时对二灰土表面进行洒水、润湿以利于下基层的良好粘结。4.2郑4.2.1材料用量的确定采用WCQ-300型二灰碎石拌和楼。开拌前检查各传动系统及斗门运行是否良好,确认没有异常后进行电子称归零。设定该机单位时间产量为3000kN/h,输入各种材料用量分别为:石灰5.8%×3000=174kN/h;粉煤灰16.9%×3000=507kN/h;1号料15.3%×3000=459kN/h;2号料30.7%×3000=921kN/h;3号料31.3%×3000=939kN/h。皮带轮匀速旋转送料以控制各种材料单位时间的用量,从而控制生产配合比。4.2.2配合比拌和楼5个料斗按出料的先后顺序依次为2号料、粉煤灰、1号料、石灰、3号料,采用装载机连续投料,专人看守,发现料斗堵塞及时用捣棒疏通。在粉煤灰出料至运输皮带处加设一层滤网。防止粉煤灰团进入运输皮带。滤网下方以人工将粉煤灰团捣碎,及时再次添入运输皮带。混合料在拌缸中拌和10～20s,待拌和楼正常生产维持一段时间后,同时停止五个料斗的出料,在运输皮带上同宽1m范围内称出石灰、粉煤灰和集料的质量,并列出各自的含水量。计算出实际的配合比为石灰∶粉煤灰∶集料=4.9∶11.6∶83.5,实测混合料含水量为6.6%。采取集料混合料筛分结果均符合标准见表8。4.3铺装4.3.1顶面高程的测定施工放样,试铺段顶宽11.94m,底宽12.32m,测量工程师每10m放一中桩,在横向距中桩0.6m、6.5m、12.4m处用红布水泥钉作记号,测出相应底基层高程。定点算出二灰碎石松铺厚度。每10m沿横向钉两排钢钉,钢丝绳一端用钢钎固定,另一端收紧。钢丝绳的拉力大于800N。在铺层宽度外侧培出土路肩,高度略高于铺层厚度,并进行初步夯实,宽度约为20cm。在熨平板下垫放木板,并用水准仪测量垫放木板的顶面高程,使之高于虚铺高程0.5cm,同时控制好横坡。摊铺机操作人员对摊铺机的自动找平仪、夯实器、喂料器、螺旋布料器作进一步的检查、人员定岗、机具定位。4.3.2wtu-65机的垫铺配备20辆运输车,专人指挥卸料,严禁料车倒车撞击摊铺机和使用手刹,以免加大摊铺机阻力而影响路面平整度。采用ABG-423型和WTU-75型两台摊铺机分上、下两幅梯队摊铺,ABG-423机在前,先摊铺外侧半幅。将摊铺机锁定2%横坡,标高由外侧钢丝绳控制。WTU-75机摊铺内侧半幅,标高和横坡由内侧钢丝绳控制。中间在已摊铺好的二灰碎石顶面上用自动找平仪滑杆控制,摊铺机行驶速度为2～3m/min,夯锤频率为300r/min,两侧各有一名操作人员控制自动找平仪滑长并及时处理前方影响自动找平仪正常工作的障碍。4.4压实机具组合、速度摊铺长度在100m左右时,压路机开始先轻后重,由外侧到内侧进行碾压。压实机具组合、速度见表9。来回一次算一遍,轨迹交错10cm左右,提高平整度。4.5松铺系数测试采用定点追踪法,每个断面5个点测出二灰土顶面标高、虚铺标高及碾压后标高,从而计算出松铺系数。现场测试4个断面,松铺系数平均值为1.364。经检测,试铺段的各项指标均满足施工要求,说明确定的拌和工艺、摊铺速度及碾压方式等是成功的。5注重对于最佳含水量的控制(1)高速公路路面基层采用机械化施工,机械设备应配套,生产能力要协调。一般情况下,摊铺机的工作效率比较高,因此怎样保证摊铺作业的连续性是承包商需要统筹考虑的重点,尽量避免摊铺机间断工作,以免影响工程的质量和效率。(2)盐城段路面基层施工自2000年3月至2001年初,期间的施工温度虽然满足规范中所规定大于5℃的要求,但温度变化较大,最高气温40℃,最低温度5℃左右,施工时高温季节水份蒸发较快,本来拌和的含水量能满足最佳含水量要求,但等到摊铺时含水量就明显地低了。因此,在炎热的季节施工,首要的是应保证碾压时的含水量。一般从拌和到碾压时间控制在2个小时以内,如气温在35℃左右,拌和时应多加最佳含水量2%的为宜,这样到碾压时含水量基本能控制在最佳含水量范围。还可采取缩短运输周期,覆盖防晒苫布。尽快摊铺,尽快碾压。(3)施工完毕要保湿养生7d。由于二灰碎石混合料是一种缓凝材料,初期强度低,