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摘要:为研究抗裂性水泥稳定碎石基层施工技术,首先分析了普通水泥稳定碎石的干缩及温缩机理,提出玄武岩纤维抗裂水泥稳定碎石基层选材要求,然后结合实际工程介绍了其施工工艺,并与普通水泥稳定碎石基层的应用效果进行了对比。结果表明:玄武岩纤维抗裂水泥稳定碎石基层的压实度略高于普通水泥稳定碎石基层,其7d、28d抗压强度及28d劈裂抗拉强度比普通水泥稳定碎石基层分别提高19.6%、15.7%、32.1%,说明在合理的施工工艺条件下,玄武岩纤维抗裂水泥稳定碎石基层具有较好的抗裂性能。
关键词:水泥稳定碎石;抗裂性;纤维;施工工艺
引言:目前国内半刚性基层多采用水泥稳定碎石结构。传统的悬浮密实型水泥稳定碎石基层具有水泥剂量较高、含水量偏大、强度高,干缩和温缩裂缝较为明显的特点,同时这也是导致水稳基层发生裂缝的主要原因。骨架密实水泥稳定碎石基层粗集料含量较高、嵌挤能力强、整体强度高、收缩系数较小,增大其抗裂系数50%左右,不增加公路建设费用,抗裂效果显著。根据国内外相关研究成果,抗裂水稳宜采用振动成型方式。本文结合国道208改建工程项目基层施工,进行了抗裂水稳原材料规格优化、级配设计优化、强度验证、施工关键环节控制等研究,并就抗裂水稳裂缝开展情况进行了调查。
1水泥稳定碎石基层开裂原因分析
1)裂缝的产生。大多数裂缝的产生追溯到路面裂缝到基层裂缝,沥青路面的裂缝多数是由于水泥稳定碎石基层先开裂,然后在荷载的作用下及温度和湿度的影响产生应力差,在沥青面层处产生反射裂缝,就形成路面所见的裂缝。因此,只要通过诚少基层裂缝,就能减少路面的裂缝,关键在于基层裂缝的控制。基层的材料是水泥稳定碎石,这种材料对湿度和温度的反应非常敏感,从施工角度来讲,如果施工环境、条件不适合材料的使用,那么就容易产生温差裂缝,基层与下卧层之间会产生摩阻力,抑制基层内部应力的产生,当这种摩阻力的大小超过了材料的抗拉强度,就会引发基层材料的断裂,这就是水泥稳定碎石基层裂缝的产生过程。我们知道,在道路结构设计合理、满足各种设计规范要求的情况下,而且施工正常的情况下,开裂的主要原因就是温度的变化产生的。因此,本文主要考虑温度收缩产生的裂缝,重点在于研究施工时的抗裂措施,防止基层裂缝反射到路面。
2)基层材料影响。水泥、集料作为基层的建筑材料,其各自的质量性能及配合比严重影响路基的性能。由于基层的收缩裂缝,需要选择水化热较低、终凝时间长的水泥材料,同时还应考虑抗折性高的水泥,抗折强度越高,抵抗温度应力的抗拉强度就越大,能够对抑制裂缝的产生其一定的作用。集料要满足规范设计要求,注意保存。当采用的集料颗粒偏大时,会因骨料间的嵌挤而提高整体的强度,可以在材料的结构方面进行配合料的强度提升。
3)施工质量管理不到位。对关键的施工质最控制要点进行质量控制,材料的拌合、运输、摊铺、碾压和养护需要满足质量和施工要求,管理过程中,要对材料拌合的均匀性、基层平整度、压实度进行严格的管理,这是施工的薄弱环节。
3、水泥稳定碎石基层抗裂施工技术和措施
1)下料堆放技术。
混合料的离析是施工过程中最忌讳的一件事情,要保证混合料的均匀性,避免产生离析,应采用合适的堆料技术。粒径的大小颗粒级配在混合料中会因为不均匀性而产生离析。集料在堆放过程中,会因为颗粒的大小不均,造成大颗粒集料滚到外侧,级配的不均匀造成混合料的变异性增大,对基层的强度造成影响。通常,在进行材料拌合前,各种粒径的集料是分别堆放,按照一定的颗粒大小分堆堆放,然后分别供给到拌合机,这样每一堆集料与水泥拌合出来的混合料均匀性就得到保障,而变异性就会变小,如果不按上述进行操作,较细的集料就会产生离析现象。在施工过程中,施工人员因为图省事方便而不去按照颗粒大小划分集料的堆放,对混合料的均匀性会造成影响,继而影响基层的性能。施工管理人员需要加强对此集料的筛选和分堆管理,特别少软弱集料的处理,应加强该方面的检查力度。
2)装料卸料技术。正确处理装料卸料方法,避免在装料卸料时混合料的离析。混合料拌合均匀后,要从漏斗出料进行装车,开车人员经常不愿意在装车过程中前后移动车辆而造成敏感的混合料中碎石按照粒径大小出现有规律的移位,结果是粗粒料在车内四周出现,而中间是稍微细的粒料,在卸车时会造成开始卸下的料和最后卸的料都是粗粒料,然后两侧的粗粒料被卸入摊铺机受料斗的两块侧板上。这种加料结果使得每车料摊铺的面积中有一片粗料。因此,需要正确的装卸料方法最大限度的避免装料过程中离析现象和摊铺前的不均匀卸料。在一辆自卸车中,装料要分为三次,第一次和第二次要分别靠近车厢前后,第三次装料在中间,这就会消除装料中产生离析现象;在自卸车卸料时,要将混合料整体卸入摊铺机的受料斗中,这需要自卸车车厢的底板能够自由开闭,将车厢的角度.上升到一个稍微大点且安全的角度,进行快速卸料,预防粗料集中在摊铺机受料斗两侧板的外边部。
3)混合料的摊铺。前序的施工工作将混合料均匀的得当的装入摊铺机受料斗,即使这样成功的前序工作,如果因为摊铺机的操作不当,也有可能产生离析现象。摊铺前的测量放样工作要准备好,摊铺前的地基表面应喷洒水泥浆,以保证基层良好结合。摊铺时表面与底面、中间与两边易产生离析,为此,摊铺机的螺旋布料器末节需要反装,且埋入混合料中,搅拌速度要均匀,不能急速。要调整好传感器臂与控制线的关系,严格控制基层厚度和高程,保证路拱横坡度满足设计要求。两台摊铺机连续不间断梯队摊铺,摊铺速度控制在1m/min,振动频率要保持一致。 无法避免的离析现象需要专人来局部处理,铲除并用新拌混合料进行填补。施工期尽量错开高温时段,冰冻前期半个月结束。
4)碾压与养护技术。碾压过程需要严格按照施工组织设计的要求进行,不能出现因操作繁琐重复而出现违规现象。这需要管理人员的监督和操作人员的态度来做好碾压工作,双轮静压、弱压一遍,单轮强振2-4遍,单轮弱振2-3遍,最后用大吨位胶轮压路机碾压2遍。养护过程需要7天内保持湿润,覆盖土工布或者麻袋,避免暴晒,洒水车养护需要喷雾式喷头,不能用高压喷头。
4、结束语
水泥稳定碎石基层的抗裂施工是-项操作复杂的过程,通过本文的对裂缝的产生原因分析,需要从材料施工工艺的角度进行抗裂施工的控制,材料的配置、施工过程中的均匀性堆放、拌合,摊铺过程中的注意事项、减少离析,碾压的往复性和保湿养生,做好上述准备和施工工艺的控制,对提高水泥稳定碎石基层的抗裂性能,具有极大的推进作用。
参考文献:
[1]彭以舟.抗裂水泥稳定碎石基层施工工艺与质量控制[0].公路工程与运输,2008,08.