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【摘 要】 由于社会稳定快速发展,道路承担的责任日益增大,对其要求也日益增高,多种新型技术不断出现并应用其中,通过时间的检验,多种完善的技术被人们大量应用。在此针对水泥稳定碎石基层施工技术进行探究,探讨了水泥稳定碎石的根本作用机理以及特性,深入研究了水泥稳定碎石基层大孔隙基层对多种材料的根本要求、配合比例以及施工技术,对将来类似施工具有一定的参考价值,为未来施工有一定的推动意义。
【关键词】 水泥稳定碎石基层;大孔隙基层;道路施工;施工技术
为了适应城市经济的快速发展,城市道路的结构在进行连续的变化。把水泥稳定碎石运用到基层中,把它当作水泥稳定碎石基层有较好的力学特性、整体特性、稳定特性、耐久抗寒特性和高承载力特性,且碎石来源范围广,使用环保简单,是我国当前道路施工材料中的一种常用材料。然而水泥稳定碎石基层缺少抗拉强度,在强大压力下会产生基层开裂等状况,所以对水泥稳定碎石基层的各方面性能进行进一步地了解分析是施工前的必要条件。
一、水泥稳定碎石的基本作用原理及特性
1、水泥稳定碎石基层基本原理
碎石是一切构成材料中的骨料。通常情况下,碎石材料、胶凝材料、灰浆材料一起构成整个系统。骨料在胶凝材料的作用下才凝结,灰浆材料补充骨料之间的空隙,让整个系统稳定、牢固。其强度随着凝结时间增加而增加,在凝结后形成板体,使其具有较好的强度、高承载力及稳定性。
2、水泥稳定碎石特性
1)优点
初始强度高,凝结速度快:在5-7d内强度可以实现2.0Mpa;结板后稳定性好,在结构层中具有一定程度的通透性,结板后水分对其的干扰作用有限;可以参考实际强度需求,调整构成比例,确定最终的强度;现代机械施工,操作容易,施工快速,质量可靠。
2)不足点
结板后较易产生干缩裂缝;结板后在高强度压力下,比较容易出现与表面材料剥离、磨耗;施工时间有限。即必须在材料凝结前完成所有施工步骤,要求整个施工环节紧凑。
二、水泥稳定碎石基层强度的形成原理
水泥稳定碎石基层是用碎石、石屑、水泥和水按配合比掺和,经拌和得到混合料,混合料通过摊铺,在最佳含水量时压实和养护成型,其抗压强度达到规范要求的一种集料板体结构层。它是以一定级配的碎石为骨料,以石屑为填充料,以水泥为水硬性结合料组合而成的半刚性基层材料。其强度形成与碎石级配、压实度、水泥和粒料之间的水化热化学反应等有直接联系。
1、碎石嵌挤作用
水泥稳定碎石中的碎石有一定的级配范围,按大小颗粒进行排列组合,小颗粒填充大颗粒之间空隙的原则进行分布,因此在机械碾压作用下,碎石能紧密嵌固在一起。其依靠颗粒之间的嵌挤和摩阻作用而形成结构层的内摩阻力,具有一定的强度和稳定性。
2、透水性基层
在道路施工期间,透水性基层通常指的是:在基层施工结束后,现场的孔隙率约15%左右,透水性非常好的基层。道路基层中一定要有透水性基层,基能够在高强度作用下,降低基层的横向裂缝。
一般情况下,道路施工项目使用的水泥稳定碎石基层混合材料中,集料的颗粒组成必须与《公路路面基层施工技术规范》相符。透水性基层在9.5mm以下的用量快速变少;根据数据划分,4.75mm以上用料为粗集料,4.75mm以下的用料是细集料。粗集料中,大粒径的粗集料用量变小,在混合料中,大粒径也从31.5mm变化为26.5mm。
三、混合料配合比
混合料的配合比针对不同的城市有不同的要求,在要求中会明确表明各种材料及混合料组成设计要求。
1、主要材料
1)水泥
道路基层对水泥的要求不是很高,普通的硅酸盐水泥就能够满足要求。普通的硅酸盐水泥应该达到以下要求:3d内抗压强度达到16~20Mpa,不得使用因外界因素影响而变质的水泥;在一定时间内,水泥的强度、安定性必须达到相应指标要求;水泥的初凝时间为>3.5h,终凝时间>6h。
2)碎石
在道路施工之前,一定确认碎石的最大粒径,确定碎石来源不是分化石料。在全部水泥稳定碎石混合料中,碎石的压碎值必须<30%,针片状含量<15%,在一定数量内进行检验。
3)水
但凡饮用水全能直接使用。不得使用由于外界因素污染的水源或者含有其他物质的水源,尤其是含有对基层有影响的化学物质的水源。
2、混合料组成设计
为了满足设计要求,道路基层配合比设计过程中必须满足以下3个要求:首先水泥使用量在满足设计基本强度之后,要尽量减少其使用量。减少水泥的使用量同时,要同步减少细集料、粉料的使用量。其次根据具体施工季节气候减少或增加用水量,确保含水量的最大限度不能大于设计要求的5%。含水量在季节、气候的影响下,一般最终确定在0~2%这个范围内。再者对水泥稳定碎石基层试验取件进行标准养护试验。养护7d后,试件的浸水无侧限抗压强度必须满足R=3.2~4.0Mpa。
四、水泥稳定碎石基层施工技术
1、前期准备
对于材料的选择一定要一切从实际出发,针对材料供应商的生产基地、生产过程、各项指标是否满足要求进而严格调查,在各方面都满足规定的条件下,能采取承包制的方式提供材料,签订质保合同,从材料来源处严禁不合格材料的进入。在适量时间内对材料进行抽检,增强材料的质量控制。施工前,对施工人员进行选拔,检查持证上岗的基本原则,对技术人员进行技术考核检查及培训,技术交底工作强调施工关键点。对施工器材进行日常检修,保证施工顺利进行。
2、混合料拌合
搅拌过程决定了混合料的最终质量,因此必须十分注意。水泥稳定碎石混合料的搅拌可以采用一台或多台水泥稳定搅拌设备进行搅拌。对搅拌设备通过改良设计能够将水泥计量的精准度提高0.1%。
因为对材料的进入展开了严密的监管,所以在搅拌期间只需根据固定的配合比进行生产,全部过程比较容易控制。值得关注的是,灰计量一定严格控制,全部误差控制在±0.1%内。
3、混合料运输、摊铺
混合料的运输全采用封闭式大吨位自卸车来运输,该车可以在运输期间减少混合料中的水分损失。
在对混合料进行摊铺前,必须对底基层进行浸润处理,浸润程度根据实际现场要求进行。浸润之后,在基准钢丝下进行施工,具体厚度根据设计道路强度需要确定。摊铺根据道路宽度采用一台或两台摊鋪机进行施工作业,保证整个过程循序渐进,即保证摊铺厚度、松铺系数、路拱坡度、振动频率一致,摊铺的速度确定在1m/min左右,摊铺过程中,操作技术人员对混合料进行不断的调整,辅助摊铺。
4、碾压
碾压是促成混合料结板的最终程序。整个过程应遵循:先轻后重、先边后中、先低后高、先内后外。碾压过程中,必须对混合料进行充分碾压,在混合料振压不是不起料、不推移为碾压合格。目前道路施工过程中压路机碾压方式及速度,针对不同的施工要求及环境选择不同的压路机型号。在碾压的过程中必须注意,第1遍碾压后,应该进行原路倒回,在未进行碾压的一端进行换挡、倒车,倒车位置禁止在同一位置,最好成齿状碾压倒车;碾压过程应该在水泥终凝前完成,并达到道路压实要求,整个碾压面平整,不出现明显碾压痕迹。
五、结束语
水泥稳定碎石施工技术是现在社会普遍应用的一种施工技术需在施工期间增强施工的有效性。所以我们一定要严格地控制施工质量,而且用各种方法来实施有效的施工技术,来增加水泥稳定碎石的基层强度,在基层强度满足要求后尽可能采取限制性通运,最后确定基层稳定后开放通运,最终达到路面结构层合理使用及使用期增长的目的
参考文献:
[1]隋云刚,葛素芬.浅谈市政工程道路水泥稳定碎石基层施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2012(8).
[2]宋飞云.浅谈水泥稳定碎石基层施工技术与质量控制[J].城市建设理论研究(电子版),2012(15).
[3]崔志珍.浅议水泥稳定碎石基层的施工技术[J].山西建筑,2009.35(8):307-308.
【关键词】 水泥稳定碎石基层;大孔隙基层;道路施工;施工技术
为了适应城市经济的快速发展,城市道路的结构在进行连续的变化。把水泥稳定碎石运用到基层中,把它当作水泥稳定碎石基层有较好的力学特性、整体特性、稳定特性、耐久抗寒特性和高承载力特性,且碎石来源范围广,使用环保简单,是我国当前道路施工材料中的一种常用材料。然而水泥稳定碎石基层缺少抗拉强度,在强大压力下会产生基层开裂等状况,所以对水泥稳定碎石基层的各方面性能进行进一步地了解分析是施工前的必要条件。
一、水泥稳定碎石的基本作用原理及特性
1、水泥稳定碎石基层基本原理
碎石是一切构成材料中的骨料。通常情况下,碎石材料、胶凝材料、灰浆材料一起构成整个系统。骨料在胶凝材料的作用下才凝结,灰浆材料补充骨料之间的空隙,让整个系统稳定、牢固。其强度随着凝结时间增加而增加,在凝结后形成板体,使其具有较好的强度、高承载力及稳定性。
2、水泥稳定碎石特性
1)优点
初始强度高,凝结速度快:在5-7d内强度可以实现2.0Mpa;结板后稳定性好,在结构层中具有一定程度的通透性,结板后水分对其的干扰作用有限;可以参考实际强度需求,调整构成比例,确定最终的强度;现代机械施工,操作容易,施工快速,质量可靠。
2)不足点
结板后较易产生干缩裂缝;结板后在高强度压力下,比较容易出现与表面材料剥离、磨耗;施工时间有限。即必须在材料凝结前完成所有施工步骤,要求整个施工环节紧凑。
二、水泥稳定碎石基层强度的形成原理
水泥稳定碎石基层是用碎石、石屑、水泥和水按配合比掺和,经拌和得到混合料,混合料通过摊铺,在最佳含水量时压实和养护成型,其抗压强度达到规范要求的一种集料板体结构层。它是以一定级配的碎石为骨料,以石屑为填充料,以水泥为水硬性结合料组合而成的半刚性基层材料。其强度形成与碎石级配、压实度、水泥和粒料之间的水化热化学反应等有直接联系。
1、碎石嵌挤作用
水泥稳定碎石中的碎石有一定的级配范围,按大小颗粒进行排列组合,小颗粒填充大颗粒之间空隙的原则进行分布,因此在机械碾压作用下,碎石能紧密嵌固在一起。其依靠颗粒之间的嵌挤和摩阻作用而形成结构层的内摩阻力,具有一定的强度和稳定性。
2、透水性基层
在道路施工期间,透水性基层通常指的是:在基层施工结束后,现场的孔隙率约15%左右,透水性非常好的基层。道路基层中一定要有透水性基层,基能够在高强度作用下,降低基层的横向裂缝。
一般情况下,道路施工项目使用的水泥稳定碎石基层混合材料中,集料的颗粒组成必须与《公路路面基层施工技术规范》相符。透水性基层在9.5mm以下的用量快速变少;根据数据划分,4.75mm以上用料为粗集料,4.75mm以下的用料是细集料。粗集料中,大粒径的粗集料用量变小,在混合料中,大粒径也从31.5mm变化为26.5mm。
三、混合料配合比
混合料的配合比针对不同的城市有不同的要求,在要求中会明确表明各种材料及混合料组成设计要求。
1、主要材料
1)水泥
道路基层对水泥的要求不是很高,普通的硅酸盐水泥就能够满足要求。普通的硅酸盐水泥应该达到以下要求:3d内抗压强度达到16~20Mpa,不得使用因外界因素影响而变质的水泥;在一定时间内,水泥的强度、安定性必须达到相应指标要求;水泥的初凝时间为>3.5h,终凝时间>6h。
2)碎石
在道路施工之前,一定确认碎石的最大粒径,确定碎石来源不是分化石料。在全部水泥稳定碎石混合料中,碎石的压碎值必须<30%,针片状含量<15%,在一定数量内进行检验。
3)水
但凡饮用水全能直接使用。不得使用由于外界因素污染的水源或者含有其他物质的水源,尤其是含有对基层有影响的化学物质的水源。
2、混合料组成设计
为了满足设计要求,道路基层配合比设计过程中必须满足以下3个要求:首先水泥使用量在满足设计基本强度之后,要尽量减少其使用量。减少水泥的使用量同时,要同步减少细集料、粉料的使用量。其次根据具体施工季节气候减少或增加用水量,确保含水量的最大限度不能大于设计要求的5%。含水量在季节、气候的影响下,一般最终确定在0~2%这个范围内。再者对水泥稳定碎石基层试验取件进行标准养护试验。养护7d后,试件的浸水无侧限抗压强度必须满足R=3.2~4.0Mpa。
四、水泥稳定碎石基层施工技术
1、前期准备
对于材料的选择一定要一切从实际出发,针对材料供应商的生产基地、生产过程、各项指标是否满足要求进而严格调查,在各方面都满足规定的条件下,能采取承包制的方式提供材料,签订质保合同,从材料来源处严禁不合格材料的进入。在适量时间内对材料进行抽检,增强材料的质量控制。施工前,对施工人员进行选拔,检查持证上岗的基本原则,对技术人员进行技术考核检查及培训,技术交底工作强调施工关键点。对施工器材进行日常检修,保证施工顺利进行。
2、混合料拌合
搅拌过程决定了混合料的最终质量,因此必须十分注意。水泥稳定碎石混合料的搅拌可以采用一台或多台水泥稳定搅拌设备进行搅拌。对搅拌设备通过改良设计能够将水泥计量的精准度提高0.1%。
因为对材料的进入展开了严密的监管,所以在搅拌期间只需根据固定的配合比进行生产,全部过程比较容易控制。值得关注的是,灰计量一定严格控制,全部误差控制在±0.1%内。
3、混合料运输、摊铺
混合料的运输全采用封闭式大吨位自卸车来运输,该车可以在运输期间减少混合料中的水分损失。
在对混合料进行摊铺前,必须对底基层进行浸润处理,浸润程度根据实际现场要求进行。浸润之后,在基准钢丝下进行施工,具体厚度根据设计道路强度需要确定。摊铺根据道路宽度采用一台或两台摊鋪机进行施工作业,保证整个过程循序渐进,即保证摊铺厚度、松铺系数、路拱坡度、振动频率一致,摊铺的速度确定在1m/min左右,摊铺过程中,操作技术人员对混合料进行不断的调整,辅助摊铺。
4、碾压
碾压是促成混合料结板的最终程序。整个过程应遵循:先轻后重、先边后中、先低后高、先内后外。碾压过程中,必须对混合料进行充分碾压,在混合料振压不是不起料、不推移为碾压合格。目前道路施工过程中压路机碾压方式及速度,针对不同的施工要求及环境选择不同的压路机型号。在碾压的过程中必须注意,第1遍碾压后,应该进行原路倒回,在未进行碾压的一端进行换挡、倒车,倒车位置禁止在同一位置,最好成齿状碾压倒车;碾压过程应该在水泥终凝前完成,并达到道路压实要求,整个碾压面平整,不出现明显碾压痕迹。
五、结束语
水泥稳定碎石施工技术是现在社会普遍应用的一种施工技术需在施工期间增强施工的有效性。所以我们一定要严格地控制施工质量,而且用各种方法来实施有效的施工技术,来增加水泥稳定碎石的基层强度,在基层强度满足要求后尽可能采取限制性通运,最后确定基层稳定后开放通运,最终达到路面结构层合理使用及使用期增长的目的
参考文献:
[1]隋云刚,葛素芬.浅谈市政工程道路水泥稳定碎石基层施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2012(8).
[2]宋飞云.浅谈水泥稳定碎石基层施工技术与质量控制[J].城市建设理论研究(电子版),2012(15).
[3]崔志珍.浅议水泥稳定碎石基层的施工技术[J].山西建筑,2009.35(8):307-308.