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水泥稳定粒料基层材料组成设计及施工质量控制 作者： 日期：2 个人收集整理 勿做商业用途水泥稳定粒料基层材料组成设计及施工质量控制摘要从工程实践出发，对水泥稳定粒料基层材料组成设计进行分析，介绍材料组成设计程序,并根据组成设计成果进行施工质量控制。关键词水泥稳定粒料基层 材料组成设计 施工质量控制1、前言许多研究表明，水泥稳定粒料基层具有良好的技术性和经济性。在我国目前实行的工程招标制度中，对于一项标价定死的工程，材料组成设计直接影响到施工企业的经济效益。那么，如何进行材料组成设计,以满足施工质量要求，降低生产成本呢？本文从工程实践出发，探讨水泥稳定粒料材料组成设计，并提出一些施工质量控制方法。2、水泥稳定粒料材料组成设计的基础-调查料源水泥稳定粒料材料组成设计是否合理、经济，首先取决于料源.配合比做的再好，料源不充足，也是没有用的。料源调查时,要调查储量、产量、运距、运至工地单价，并选取有代表性的材料样品进行试验.在取样时，应该派有经验的试验人员取样。实际工作中，常常有送来的样品不具备代表性，到大规模进料时，才发现所进材料和配合比设计用料不符合，需重做配比,从而直接影响到工程进度。3、原材料检验在样品取好后，首先应根据投标技术文件及规范要求进行原材料检验。31水泥水泥标号宜选用P.O 32.5或P.O 42。5#水泥，标号过低需较大剂量（6%）稳定，一般厂家也不生产.标号过高，水泥剂量较小，拌和料难免产生不均匀现象，会导致局部松散。水泥品种宜选用普通水泥、硅酸盐水泥、矿渣水泥,但应选用终凝时间长（宜在六小时以上)的水泥，以保证从拌和至碾压结束时水泥没有终凝.快硬水泥、早强水泥不得使用，这类水泥凝结速度快，来不及施工便已凝结。受潮变质水泥不得使用。过期水泥根据其出厂时间的长短参考下表进行组成设计：表1贮存时间3个月6个月12个月18个月强度降低率（%）102015302540约50失效部分按填充料考虑，可以提高干密度，但应通过试验段观察是否会产生收缩裂缝。有效剂量按下式计算：有效剂量（）=干土重掺入水泥剂量（1-强度降低率）干土重+干土重掺入水泥剂量强度降低率32集料321粗集料的压碎值粗集料的压碎值是反映石料强度的一个很重要的指标.规范要求高速公路、一级公路基层石料压碎值不大于30%，主要考虑就地取材的原则。但是在选材有较大余地时，应该选取压碎值尽可能小的粗集料。压碎值过大，虽然能符合规范要求，但是水泥剂量会相应提高.用较高的水泥剂量稳定低强度的石料是不经济的.并且，强度低的石料在碾压成型时，会产生二次破碎，破碎的界面上没有水泥浆包裹，大大降低基层的承载能力。322粗集料的品种粗集料一般有机制碎石和天然砂石两种。碎石的表面粗糙,颗粒有棱角，和水泥的粘结能力好,石料之间的内摩阻力大,碾压密实后，能够形成较高的强度和较好的水稳性.砾石表面光滑，和水泥的粘结能力差，需要较高的水泥剂量稳定。如果在砾石中掺部分机制碎石或碎卵石,能够提高基层的强度和水稳性，同时又能减少碎石用量，降低成本，具有良好的技术经济性.323集料级配按照规范规定，基层集料的级配必须是连续级配,但是，只要强度和施工工艺能够满足要求，水泥稳定粒料的级配可以是间断级配的.间断级配的优点是密实高强，缺点是容易离析，所以一般情况下应采用摊铺机施工,尽量不采用平地机施工，并应随时粗、细集料窝、带。无论是连续级配，间断级配,要想获得较大的干密度，首先要保证要有足够的细集料填充粗集料的空隙；其次要保证细集料有较好的级配。细集料的级配不好,坚决不能采用。细集料中0.075mm的微颗粒含有一定量时，能够显著提高干密度。因为0.075mm的微颗粒能够填充其中的微空隙，在一定程度上能够获得比水泥砼更高的干密度。振动成型的砼当中有部分气泡，形成细小的蜂窝；而碾压成型的基层当中则没有这种蜂窝，因此有更高的干密度。例如轧石机破碎石料时产生的石屑就具有良好的效果。同时石屑表面粗糙，遇水后更容易和石料互相吸附，在一定的含水量时，能够显著改善粗细集料的离析现象。细集料的颗粒较均匀后颗粒偏粗时，可以添加部分粉煤灰，加入比例为细集料的2040，水泥：粉煤灰的比例为1:21：3，粉煤灰过多，强度反而降低。324细集料的塑性指数细集料中含有塑性的颗粒时，基层的收缩性大,同时需要较高的水泥剂量稳定才能获得足够的强度和水稳性.塑性指数过大时，遇水后易湿软，水稳性差。可以添加部分石灰,进行综合稳定或添加部分没有塑性指数的细集料，如石屑、砂等。325集料的最大粒径集料的最大粒径越大，拌和机、平地机和摊铺机等施工机械愈容易破坏，混合料愈容易产生粗细集料离析现象，铺筑层的平整度也愈难达到高的要求。但是在实际工作中，一味的要求限制最大粒径，是不经济的,甚至有时根本没有足够的合格材料满足施工进度要求。对于大粒径石料，如果进行二次回轧，会将石料的成本增加近乎一倍，这无论是建设单位还是施工单位都无法承受的。从技术角度考虑，采用部分大粒径集料，能够提高干密度和强度，而且，严格控制现场施工质量，也是能够获得理想效果的。因此，实际工作中 ,允许将集料的最大粒径限制放宽至40mm，但应保证掺入的数量不宜过多,并应采用连续级配。33水在工地试验条件简陋时，可以用PH试纸测定水的PH值即可，只有对水质有怀疑时,才检测其它指标。4、材料组成设计41拟定设计方案根据料源供应情况和原材料检验结果,按照规范要求，选取合适的材料，拟定三种以上方案进行组织设计.方案越多，挑选的余地越大,并且可以根据设计成果进行技术经济比较,以便选取最优方案进行施工.42材料组成设计步骤421掺配集料如果一种集料不能满足要求,必须用两种至四种集料掺配时，可以按照图解法进行集料的比例计算，但是集料种类不宜过多，过多会由于某种集料供应不及时而影响施工进度。集料的颗粒组成范围可以按照规范采用，在不得已的情况下，可以采用断级配，但必须保证有足够的细集料填充粗集料的空隙，粗集料的比例为粗集料：细集料=（1-n)：n.其中n为粗集料的空隙率。422选用合适的水泥剂量，进行重型击实试验.根据规范的推荐值和其它的参考资料选用合适的水泥剂量进行重型击实试验,集料的级配愈好、塑性指数愈小，石料的强度愈好,可以选用较小的水泥剂量，相反应选取较大的水泥剂量.在没有经验时，可适当将间距拉大，进行试验。制备试件时，其它剂量混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定.击实试验前应检查击实仪是否符合规定，如不符合标准，应根据实测尺寸对击实方法进行校核。计算公式如下：锤重（)落距锤击层数/容积9。8=平均单位实功实测锤重、落距、容积，确定锤击层数,计算出每层的次数。423根据击实试验结果制备试件,并在规定条件下养生6天，饱水1天后进行无侧限抗压强度试验。试验时，当试件压至破型时观察试件是否有一面已经被压坏，而另一面仅出现横纹的现象。这种情况是偏心受压所致。试件出现横纹系被拉裂，而不是压坏.这时应对仪器进行校正,已破型的结果无效。424在材料组成设计后，还应进行延迟时间的试验,以对施工提供可靠的控制参数。延迟时间是指从加水拌和至碾压结束的时间。试验内容为干密度和强度试验,试验时，延迟时间分别为0、1h、2h、3h、4h至少应做2h、4h.将水泥假如闷好的料放置相应时间，分别进行各项试验.根据击实试验结果计算干密度降低率。以标准最大干密度98的干密度、标准强度80的强度结果对应的延迟时间作为施工控制参数，并拟定相应的施工方案。如果平地机施工不能缩短延迟时间,应采用摊铺机施工或减少工作段长度、缩短施工时间等措施，以保证延迟时间不超过要求。43配合比经济分析根据材料组成设计成果，分析单价，并结合料源及施工工艺要求和技术要求，计算成本单价，选取比较经济且能满足技术要求的配合比组织施工。5、施工质量控制无机结合料试验规程规定以EDTA滴定法控制水泥剂量。这样做往往不具备代表性，施工时间可按总量控制。对于路拌法计算出每仓间距,按距离堆放,进行控制；对于厂拌法，根据每车质量控制：水泥剂量=水泥用量 整车重量/含水量水泥用量100实测含水量,根据水泥用量计算水泥剂量，在稳定以后，便可根据每天水泥实际的用量校核，并结合EDTA法控制即可。52压实度试验室所测数据在一定程度上并不能起到控制施工的作用,实际工作中应对击实试验结果进行验证和校核.试铺时，按照先边后中，先轻后重，先慢后快，并重叠1/21/3轮迹的原则确定碾压方案,在综合碾压8遍以上时测定干密度。并用正在摊铺的混合料击实。根据实测干密度和击实干密度综合确定最大干密度.一般来讲.用重型压路机按照合理的碾压方案在最佳含水量状态下碾压，压实度应在99%100%之间，压实度过高或过低，都是标准有问题.54施工方案当压实厚度大于或等于20厘米时宜分两层铺筑，在下层用平地机摊铺，用以找补底基层或垫层的不平整和标高不合适的地方.上层原则上用摊铺机施工，摊铺机施工可以使水泥强度受工艺影响降低到最低程度。也可以用摊铺机铺筑碾压完毕后，用平地机将表面仔细找补一遍即可.以下是三种施工方案的技术对比（见第七页表2）:54基层整平强度检测在养生期超过7天后，即可进行基层整体强度检测，目前所实用的方法是回弹弯沉的测定根据设计文件确定控制指标.对于回弹弯沉过大点应采取措施，以保证面层不受影响。砼路面可以采取加补强钢筋网的方案或挖除换填新料。对于沥青路面可以在下部铺设一层土工织物或在基层养护结束后进行封层施工，待通车一段时间后铺筑面层.6、结束语水泥稳定粒料基层能否取得技术和经济上令人满意的效果，关键还在于试验和施工是否能紧密结合。本文主要提出一些个人的看法，不足之处还请同行和专家指正。表2方案I方案II方案III技术要求平地机整平铺筑摊铺机整层铺筑平地机铺筑下层摊铺机铺筑上层对下层标高要求不严格严格不严格对拌和机产量要求远距离运输，必须提高产量不必要不必要摊铺厚度20cm20cm20cm平整度很好不好很好横坡度容易保证下层标高不容易保证容易保证纵断高程容易保证受摊铺机能力影响，有时不能保证容易保证施工缝仅处理每天的横向施工缝摊铺机摊铺的宽度不够时须两次摊铺或增加设备处理纵缝摊铺机摊铺的宽度不够时须两次摊铺或增加设备处理纵缝延迟时间很长4 h能够缩短至2h3h强度工艺损失很大 不大介于两者之间离析现象较多很少下层较多碾压方式要求振动、静压均可振动、静压均可下层均可，上层只能静压压实度不容易保证不容易保证容易保证摊铺宽度任意受摊铺机影响下层任意宽度,上层受摊铺机能力影响交二局萌兴公司衡枣高速公路十五标 项目经理部：张培君 二OO二年十二月9