缩短半刚性基层养生期施工方法的应用研究.doc

缩短半刚性基层养生期施工方法的应用研究交口公路段 韩军 梁海军 刘勇摘要：通过在交口县青城大街改建工程中，实施水泥稳定层上快速铺筑沥青混凝土面层的快速施工法，探讨水泥稳定土基层强度的发展规律和力学性能分析影响水泥稳定土基层强度发展的主要因素，验证在交口进行缩短水泥稳定土养生期快速施工法的可能性，并通过试验路的实施，科学、合理地确定有关施工参数、方案为在今后的工程施工中推广应用提供依据。关键词：水泥稳定土；半刚性基层；养生期交口公路段拟建项目：交口县青城大街改建工程改建工程K0+000-k1+000路段联接交口县城与其他乡镇及周边县市，该街道的建成对当地有着重要的政治和经济意义。该路段地处山区，地形变化较大，气候具有明显的垂直差异性。施工时车辆荷载偏重，无施工便道，还要保证施工通行因此施工的干扰因素较多。按照常规施工法，水泥稳定土基层铺完后7 d才能铺筑沥青混凝土路面，但在这种特殊的条件下中断交通无法做到；另外由于气候因素造成的干缩裂缝也难以控制，施工质量和工期都难以保证。为了解决施工难题，交口公路段项目部在有关部门的积极支持、配合下，成立了“水泥稳定层上沥青混凝土快速施工法”的研究课题组，青城大街改建工程路段中选取试验段，制定相应的水泥稳定土基层快速施工方案和质量控制方法。通过试验段的实施，初步研究了在交口同类地区进行基层施工时缩短水泥稳定土基层养生期的可能性，探讨了具有同等控制条件下水泥稳定土基层强度的发展规律和力学性能。通过试验段的施工，科学、合理地确定有关施工参数、方案为快速施工法在请承街改建项目的顺利实施提供可靠的依据。l 试验路的施工试验路选定施工段为K0+ 000K0+500按山岭重丘区二级公路设计。该路段路基土质为砾类土。其细粒土液限为157 ，塑指13。属低液限粉土。路基底面以下80 cm 以内各层平均含水量08 ，属干燥土基，土基回弹模量85 MPa。11 试验路段材料的选定水泥稳定土材料严格按照公路路面基层施工技术规范的技术要求进行选定。水泥稳定土的集料交口舍则沟料场的天然砂砾，水泥为桃红坡道尔水泥厂普通硅酸盐325号缓凝水泥，水泥初凝时间在4 h之内，终凝时间在8 h之内。12 水泥稳定土配比试验根据规范要求选定水泥稳定土配合比，试验结果见表1。表1水泥稳定土组成 最大干密度 最佳含水量 无侧限抗压强度砾类土 水 泥 gcm MPa96 4 226 48 433955 45 227 5.2 48495 5 2.28 5.0 5.71根据试验结果，选定了水泥稳定土设计配合比为955：45，实际施工配合比为95：5。13 水泥稳定土基层快速施工过程水泥稳定土基层的施工按照公路路面基层施工技术规范的要求，进行下承层准备工作，水泥稳定土的拌和采用厂拌法，严格控制原材料、水泥剂量及最佳含水量。下承层准备工作完成后，进行水泥稳定土的施工。摊铺时通过试验确定混合料松铺系数，在青城街改造工程段松铺系数一般为12513。水泥稳定混合料摊铺采用7.5 m摊铺机半幅施工，并使混合料按确定的松铺厚度均匀地摊铺在要求的宽度上，混合料的最小压实厚度为150 mm。碾压过程中，水泥稳定砂砾表面应保持潮湿，如有“弹簧”松散、脱皮现象，应及时翻开重拌。快速施工法过程中，路面基层的水泥稳定土施工和摊铺沥青混凝土面层的施工同步进行，具体方法及控制如下。(1)在基层碾压达到密实要求后，30 min即可进行铺筑沥青混凝土面层的施工。(2)在洒布透层油后，沥青混凝土面层开始摊铺，摊铺完后采用振动碾压，使沥青混凝土面层和水泥稳定土基层变成结合紧密的整体性结构。沥青混合料摊铺温度控制在90lC左右，碾压温度控制在70C左右。(3)在施工中，严格从源头拌和厂把关，使施工各项指标、水泥稳定配合比符合设计要求，按照工艺要求，完成规范规定频率的各项指标检测。在施工中严格控制其最佳含水量及压实度，随时、随地、随机跟踪检测，切实保证结构层各项指标符合要求。具体过程如下：准备下承层一施工放样一混合料拌和一测定含水量一水泥稳定土摊铺、压一测定压实度一检测弯沉一交验一摊铺沥青混凝土面层。试验路段面层是在基层铺筑后054 h内完成的，碾压对基层无不良影响，使沥青混合料矿料紧密地嵌入到尚未完全形成板体的基层中，保证了路面结构的整体性，有效地避免了沥青昆凝土面层以后发生的推移变形。2 快速施工法工艺原理水泥稳定层上沥青混凝土路面快速施工法工艺原理概述为3个效应：温度效应、压振效应、火山灰效应及由此而产生的各种效能。温度场的作用效应促使路面基层早期强度迅速提高。路面基层施工结束后及时铺筑沥青混凝土面层，可以使路面基层、面层、大气形成一个极为有利的温度场。它首先可使水泥、石灰与砂砾料在凝结、硬化过程中所释放出来的水化热得以保存使基层本身温度升高；同时，铺筑时温度高于120C的沥青混凝土面层也释放出大量热能，传导给基层；此外面层覆盖后，可以吸收太阳辐射的热能，使面层本身温度升高，待温度超过基层时，也可将热量传递给基层。上述作用，使基层温度远远高出大气温度，其强度提高的速度也比常规技术要快。因为水泥稳定土的强度取决于稳定土中胶结物的质和量，在胶结物种类不变的情况下则以量为决定因素，稳定土强度主要来自CaOSiO 一H O 系统反应生成的水化硅酸钙，主要是托勃莫来石族矿物的生成物。路面基层在迅速铺筑面层后，温度迅速升高，并始终处在高于大气1520的条件下，加快反应物生成的速率，温度场的作用十分明显。半刚性类的材料强度原是在一系列复杂的物理化学反应过程中形成，反应过程需要一定的温度和湿度，温度高则反应速度加快，强度发展迅速。在一定的温度条件下，对于水泥稳定基层材料强度的研究应综合考虑温度和时间2个因素。表2为试验路段施工时的温度观测表。日 期 观测时刻 气温C 沥青混合料摊铺 碾压温度 沥青层与分界 基层基层温度碾压温度 C 温度2011年8月4日 14：00 37 1O7 82 63 591 7：00 34 52 4720：00 26 48 3923 ：00 21 41 36l：00 18 36 305：00 15 32 3l9：00 19 30 24从表2可以看出，快速施工时基层温度处在一定的高温中。在上述机理的引导下，我们在室内使用恒温养生箱对基层水泥稳定试件进行了常温养生和高温(44 C)养生后的无侧限抗压强度试验，试验结果见表3。表3试件名称 养生时间 无侧限抗压强度MPa水泥稳定砂砾2OC养生 44 C养生( 1 50 mm试件) 3 h 06 136 h 1O 201 2 h 19 231 d 22 293 d 35 426 d 39 50试验结果表明，水泥稳定试件强度发展规律如下：在44C养生条件下，强度3 h内可达到13 MPa，在1 d之后上升到29 MPa，3 d之内上升到42 MPa，强度上升程度是常温养生的15倍。从表2施工现场的温度检测说明，交口县青城街段昼夜因沥青混凝土路面的铺筑使水泥稳定基层强度形成初期的温度相差不大，而表3的结果可以说明，几个小时的高温对水泥稳定土强度的影响要比低温的影响更大，因此，水泥稳定土施工完成后，立即铺筑沥青混凝土面层可以有效地保证基层养生温度，有利于基层强度的提高。3 试验路的检测与分析31 对基层含水量的检测与分析水泥稳定土基层的强度同养生期的湿度有较大的关系，温度一定时，湿度是必要的养生条件。施工中若能认真控制基层的水分散失，便能够减少甚至完全消除裂缝的产生。水泥是一种水硬性胶凝材料，其强度形成需要一定湿度，水泥的凝结和硬化是一个连续而复杂的物理化学变化过程。根据标准稠度用水量及有关资料介绍，水泥正常水化所需要的水量约为水泥用量的2O ，而基层施工时的用水量是以最大密实度的要求来决定，其含水量高于水泥水化反应的需水量。水泥稳定土基层在快速铺筑沥青混凝土面层后其水分不易散失，能满足养生的湿度条件，勿需另外补充水分，正好起到封闭保湿养生的效果。表4是在交口县青城街采用快速施工时，试验路段水泥稳定土基层含水量的变化情况。可以看出，基层的水分含量变化不大。表4龄期 初始 1 d 2 d 3 d 6 d含水量 48 45 45 45 4232 路面弯沉检测与强度的关系弯沉值的大小是反映路面承受荷载能力的重要指标，课题组通过对水泥稳定层上沥青混凝土路面快速施工法试验路段和常规施工路段的弯沉进行检测发现随着强度的增长，弯沉值迅速减小，强度与弯沉存在一定的对应关系：快速施工法弯沉值较常规施工法的弯沉值小，可以根据此对应关系应用在现场的施工质量控制中。表5为交口县青城街段快速施工法路段弯沉值与常规施工法路段弯沉值的比较表。路段桩号 弯沉值(0.01mm) 备 注3 h 6 h 1 2 h 1 d 3 d 6 dK0+000+300 572 275 266 221 228 186 快速施工法K0+300500 9O5 383 302 236 236 240 常规旎工法采用水泥稳定层上沥青混凝土路面快速施工法的路段，能使基层强度612 h达到常规方法施工的7 d强度，3 d达到其常规28 d的强度。课题组经钻芯取样测定沥青混凝土面层封层后的基层强度基本都达到常规方法同期的152倍，在沥青混凝土面层较薄的情况下，整体路面的承载能力主要依靠基层来满足，使用快速施工法使基层能够达到强度高的要求。工程质检部门可在现场根据事先在试验室模拟施工配制试件绘制的强度 弯沉关系曲线，利用现场测得的弯沉判定施工现场铺筑的水泥稳定基层强度是否合格，避免路面铺筑完毕后出现水泥稳定基层强度不符合要求，导致路面、基层同时返工，造成不必要的损失，从而科学地、合理地为快速施工方法在施工中得到推广应用提供依据。在交口县青城街段试验路的施工过程中，课题组已基本确立不同含水量下弯沉与强度之间的关系曲线图。4 试验路的观测及分析41 快速施工法中面层与基层粘接强度的观测分析 “水泥稳定层上沥青混凝土路面快速施工法”施工技术是在基层材料尚未凝结硬化之前进行沥青混凝土路面铺筑，因此在铺筑过程中振动碾压在一定程度上将沥青混合料矿料嵌入基层。基层与沥青混凝土面层的粘接强度取决于沥青胶凝材料和矿料的相互渗入和有效接触，相互渗透过程在胶凝聚合过程中覆盖了沥青混凝土面层，此时基层面层相互渗附力最大，因而基、面层间有良好的粘结效果和最大的有效接触。用常规方法施工，由于基、面层施工间隔时间较长，基层的水泥胶凝过程已基本结束，相互渗附力已大大减弱，基、面层间有较明显的光滑界面，有的试样在基、面层间有一层很薄的泥灰尘及粒径较小的砂砾，结合状态差，所以层间的粘结力较小。本课题施工方法铺筑的路段取出的试样，基层、面层整体成型好，基、面层能够呈现凸凹不平的接触界面，粘接较好而形成一个整体，无粉尘、细砾。所取试样(路面结构为沥青碎石)显示，沥青混合料嵌入基层深度均在10 mm左右，最大能至15 mm 之内，层间结合为连续整体，使用半年多以后，路面平整度仍完好如初，不存在因层间结合不好而引起推移的现象。42 沥青混凝土路面裂缝观测与分析课题组对交口县青城街段快速施工法和常规施工法铺筑路面裂缝情况进行了观测和对比。水泥和各种粒料土(粗细土和中粒土)经水拌和，压实后由于蒸发和混合料内部发生水化作用，混合料的水分会不断减少，由于水的减少而发生了毛细管作用、吸附作用，分子间力的作用、材料矿物晶体或胶凝体层间水的作用和碳化收缩作用等会引起水泥稳定材料产生体积收缩。随着水泥含量的增加，混合料力学强度呈递增趋势，但收缩性质却不然。根据西安公路研究所与澳大利亚RE路林斯研究土质基本相同的4种水泥稳定土结果，结合湖北省当阳段所测结果可以看出水泥含量为5 时其收缩系数n 和a 均为最小，说明一定的水泥含量能改变砂砾中细料的收缩性能。温度收缩的最不利情况是：接近最佳水量和在010 C温度区间，根据有关资料显示封闭状态下的各种半刚性材料的温缩系数明显小于自由状态下的值，因此，只要能够保证水泥稳定砂砾基层一直处于正温范围内其温缩将减到最小。而温缩与干缩相比，后者大的多。快速施工方法是在基层铺筑完毕后原养生这一期间及时覆盖了沥青混凝土面层，基层的水分不会因蒸发而逸出，不会出现过度干燥现象，基层处在一个较稳定的湿度条件下。由于基层含水量的波动幅度不大，所以快速施工路段不易出现干缩裂缝。通过试验发现，含水量较大情况下的基层混合料，具有较大的缩裂性质，严格控制含水量的混合料压实后可以明显降低缩裂程度，当基层混合料的含水量略低于最佳含水量(1 2 )时，对施工压实并不造成困难，基层压实度及强度不会受到影响。在试验段中，我们在路面施工中采用机械厂拌混合料，严格控制材料的配合比及含水量，碾压方式也由静压改为振压，尽管用水量低于最佳含水量，但压实度及强度并没有因此而降低，而且还明显减少了水泥稳定基层的干缩裂缝。由于水泥混合料水分减少而产生的收缩占总收缩的17 ，因此采用快速施工法可减少水泥稳定基层的收缩及收缩裂缝可以避免冲刷现象 。如前所述：水泥稳定土的干缩应力与粘粒含量和种类，水泥剂量和施工碾压含水量有关，而在快速施工法中都综合考虑了上述因素；同时，使用快速施工法可以避免因交口县气候干燥产生的养生不及时，或养生不当而致使路面使用过程中产生的反射裂缝。合同管理制度1 范围本标准规定了龙腾公司合同管理工作的管理机构、职责、合同的授权委托、洽谈、承办、会签、订阅、履行和变更、终止及争议处理和合同管理的处罚、奖励；本标准适用于龙腾公司项目建设期间的各类合同管理工作，厂内各类合同的管理，厂内所属各具法人资格的部门，参照本标准执行。2 规范性引用中华人民共和国合同法龙腾公司合同管理办法3 定义、符号、缩略语无4 职责4.1 总经理：龙腾公司经营管理的法定代表人。负责对厂内各类合同管理工作实行统一领导。以法人代表名义或授权委托他人签订各类合法合同，并对电厂负责。4.2 工程部：是发电厂建设施工安装等工程合同签订管理部门；负责签订管理基建、安装、人工技术的工程合同。4.3 经营部：是合同签订管理部门，负责管理设备、材料、物资的订购合同。4.5 合同管理部门履行以下职责：4.5.1 建立健全合同管理办法并逐步完善规范；4.5.2 参与合同的洽谈、起草、审查、签约、变更、解除以及合同的签证、公证、调解、诉讼等活动，全程跟踪和检查合同的履行质量；4.5.3 审查、登记合同对方单位代表资格及单位资质，包括营业执照、经营范围、技术装备、信誉、越区域经营许可等证件及履约能力（必要时要求对方提供担保），检查合同的履行情况；4.5.4 保管法人代表授权委托书、合同专用章，并按编号归口使用；4.5.5 建立合同管理台帐，对合同文本资料进行编号统计管理；4.5.6 组织对法规、制度的学习和贯彻执行，定期向有关领导和部门报告工作；4.5.7 在总经理领导下，做好合同管理的其他工作，4.6 工程技术部：专职合同管理员及材料、燃料供应部兼职合同管理员履行以下职责：4.6.1 在主任领导下，做好本部门负责的各项合同的管理工作，负责保管“法人授权委托书”；4.6.2 签订合同时，检查对方的有关证件，对合同文本内容依照法规进行检查，检查合同标的数量、金额、日期、地点、质量要求、安全责任、违约责任是否明确，并提出补充及修改意见。重大问题应及时向有关领导报告，提出解决方案；4.6.3 对专业对口的合同统一编号、登记、建立台帐，分类整理归档。对合同承办部门提供相关法规咨询和日常协作服务工作；4.6.4 工程技术部专职合同管理员负责收集整理各类合同，建立合同统计台帐，并负责