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浅析水泥稳定砂砾基层的施工质量控制

发布时间：2009-7-15 15:05:39 点击次数：122
本文针对水泥稳定砂砾基层在县、乡道建设中的广泛应用中，暴露出的强度不足、松散、开裂等质量问题，从原材料试验、配合比设计、施工工艺及质量控制等方面进行分析，提出了水泥稳定沙砾基层的施工质量控制措施。
1 引言
由于水泥稳定砂砾基层具有较好强度、水稳定性、耐久性和抗冻性等技术特点，而且用料广泛，可就地取材，近年来的县、乡公路都是采用这一结构作为路面基层，为了保证水泥稳定砂砾基层满足设计和使用要求，除设计合理、土路基强度满足要求外，重点是要控制好水泥稳定砂砾基层的原材料、配合比和施工工艺质量。本文就这方面做一个探讨
2 原材料的质量控制
工程建设中，原材料占了很重要的比重，其质量的好坏直接影响到工程的质量，所以，严把原材料质量关是保证工程实体质量的基础和重要环节。水泥稳定砂砾基层的原材料主要有水泥、粗骨料、细集料。
水泥应选用终凝时间较长（宜在6h以上）的32.5＃普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可采用，水泥初终凝时间是确定水泥稳定砂砾的施工控制时间的重要依据。但不应采用早强、快硬及受潮变质的水泥。开工前应到不同厂家进行取样，经试验各项技术指标均满足技术规范后，方能组织采购进场。粗集料主要是2～4cm砾石和1～2cm砾石，其质量控制指标主要是根据结构层性能决定砾石压碎值和级配组成，确定出砾石的强度和级配。对于县、乡道公路压碎值不能大于40%（圆孔筛），均匀系数不能大于10，细集料主要是采用优质的天然中砂，同时集料的有机物含量＜2%、硫酸盐含量＜0.25%。为了把好原材料质量关，应需加强对各类原材料的料源进行定期的抽检试验，并加强进场材料质量检验关，不符合质量要求的坚决不能进场，在使用过程中要按规定频率随时进行抽样检验，不合格的材料不能用于工程中，并应及时清除出场。
3 混和料的配合比设计
通过对工程实际应用的矿料分别进行筛分试验和测定其相对密度，根据各种矿料的颗粒级配和计算用量比调配出合理的级配曲线。按照设计配合比（包括最佳含水量和最大干密度），在水泥稳定沙砾施工前10～15d进行现场试配，按照指定的水泥剂量为中档，另增加上下浮动1%的水泥剂量两个档次，采用同一集料级配按照规定的方法，对每种水泥剂量作为平行试验的试件数量不少于9个（如该组试验结果偏差系数大于15%则重做，并找出原因），试件在规定温度下保湿养生6d，浸水1d后，进行无侧限抗压强度试验，其试验结果平均值和偏差系数Cv应满足下式要求：
R =Rd/(1-1.645Cv)
由于施工误差的影响，施工实际水泥用量应比试验确定的剂量多0.5%～1.0%。但是由于水泥剂量对干缩性的影响，随集料平均粒径的增大而减少，集料平均粒径越大，水泥剂量对干缩性的影响越小随水泥剂量的减少，收缩性逐渐减少，并达到最小值，随水泥剂量的增加，收缩性逐渐增大，所以水泥剂量过大，同样会产生收缩裂缝，并反射到水泥砼路面上，因此为减少水泥稳定砂砾的收缩性和提高抗冲刷能力，在满足设计要求的情况下，应尽量用最少的水泥剂量，一般不宜超过6%。
4 混和料的拌和
水泥稳定沙砾基层料必须采用集中拌和，在拌和时，应注意以下五个方面的问题：
4.1 拌和场地的建设
应根据工程实际情况将拌和场建在位置适中、水电方便的地段，拌和场地应硬化，四周开挖排水沟，以便雨水能及时排除。
4.2 拌和设备的选择
好的拌和设备决定了混和料的配料精度和均匀性，应根据工程量和工期选用2套以上带有电子计量装置的配料机配合500L强制式砼拌和机进行，条件允许可采用整体式高性能稳定土拌和机，才能保证混合料的级配符合配合比要求，保证拌和料的稳定性。
4.3 严格控制水泥剂量
水泥剂量太小，不能确保水泥稳定砂砾的施工质量，而水泥剂量太大，既不经济、还会使基层的裂缝增多、增宽，从而引起水泥面层相对应的反射裂缝。考虑施工时各种损耗，工地实际用量应比试验确定的剂量增加0.5～1%，以确保水泥稳定基层的质量，但应控制不超过6%，以减少混和料的收缩性。
4.4 应重视含水量对施工的影响
根据路面基层施工技术规范及以往的施工经验，一般情况下拌和含水量应比最佳含水量略高0.5%-1%，若气温较高或运输距离较长时应高1%-2%，以补充混和料运输、摊铺和碾压过程中水分的损失，如果机械碾压性能较好且经验丰富时，控制现场含水量比最佳含水量略低0.5%，含水量过大，既会出现“弹软”、“波浪”等现象，影响混和料可能达到的密度和强度，也会增加混和料的干缩性，使结构层容易产生干缩裂缝。含水量过小，混和料易松散，不容易碾压成型，更会影响混和料可能达到的密度和强度。施工过程中要随时检验集料的含水量及天气、运距和现场碾压效果等综合因素调整实际用水量。
4.5 加强对计量斗的检查
施工中，每天开工前应对配料机电子计量斗的准确性进行检查，保证称量的准确性，避免因计量误差引起拌和料的质量。
5 混和料的运输

运输混和料宜采用5T以上的自卸运输车进行，要根据运输距离和天气情况，考虑混和料是否采用遮盖，以防水分过分损失及表层散失过大。在卸料和运输过程中要尽量避免中途停车和颠簸，以确保混和料的延迟时间和混和料不出现离析，运输车的数量应根据拌和产量、运距及摊铺进度综合考虑，保证拌和场不停机待运。
6 混和料的摊铺
6.1摊铺现场的准备工作
1）在摊铺基层前一定要对路基的高程、宽度、横坡度、压实度、弯沉等进行全面的检测，达到路槽的验收标准，凡不合格的地段必须必进行整修，使其达到标准，路基表面应平整、坚实、具有规定的路拱，同时要将其上的浮土、杂物清理干净，并适当洒水使其表面湿润。
2）路基达到铺筑条件后，进行准确地施工放样。先对全线的导线点、水准点进行复测，并增加临时水准点，临时水准点应设在附近的桥涵或固定构造物上，便于施工。沿路线纵向每隔10m（弯道为5m）打桩，按照基层设计高程加松铺系数挂线，施工段放样完毕后应复测，保证水准闭合。在施工时要防止现场作业人员挂动样线，以免造成摊铺面波动，并且在摊铺时及时跟进检查，发现问题及时处理。
3）由于水泥稳定沙砾受摊铺时间的限制，在摊铺基层前必须认真检查摊铺及碾压设备，确保其完好状态，以免由于机械故障造成中途停机，造成不必要的经济损失，同时要加强摊铺现场与拌和厂之间的联系，配备必要的通信工具以应付紧急情况，拌和场必须征得现场的同意后方可开工。
6.2混合料的摊铺
县、乡道水泥稳定沙砾基层施工一般采用人工摊铺，条件允许可采用推土机或平地机配合人工进行，拌和好的成品料运至现场后，应用铁楸反扣，严禁扬弃、抛洒以免混合料离析。按照直线段先两边后中间、弯道段先内侧后外侧的顺序进行整平，在摊铺过程中，要随时注意粗细骨料离析现象。如果发现粗集料窝应予铲除，并用新拌混和料填补，此项工作必须在碾压之前进行，严禁薄层贴补，试验人员要随时跟进检测成品料的配合比和剂量，并及时反馈拌和厂。
第二幅施工时，与第一幅基层纵缝搭接处应人工挖除松散集料，必须垂直相接，严禁斜接。基层分两层施工时，上下层纵向结合部位置应错开距离不小于1米，尽可能避开行车道位置。
7 混和料的压实
混和料摊铺后，当混和料的含水量等于或略大于最佳含水量时，应先用振动压路机静压2-3遍，碾压段长度根据现场长度及气温情况确定，气温高时，水分蒸发快，缩短碾压段长度，反之，可适当延长碾压段长度，以40-50米为宜，过短则易造成平整度较差。在初压后，要对标高、路拱和平整度进行随时检测，发现不合要求及时补救。复压采用振动压路机开振碾压2-4遍，最后再静压1-2遍，碾压速度初、终压宜为1.5-1.7Km/h，复压宜为2.0-2.5Km/h，直线和不设超高的平曲线段，由两侧路肩向路中心碾压，设超高的平曲线段，由内侧路肩向外路肩进行碾压。碾压时，轮迹应重叠1/2轮宽。相邻两段的接头处应错成横向45°的阶梯状碾压。严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上“调头”和急刹车。施工持续时间自拌和至碾压结束原则控制在3～4h。
8 水泥稳定砂砾基层的养生
每一段碾压完成并经压实度检测合格后，应立即开始养生，养生宜采用草袋、麻袋覆盖并洒水保湿养生，在养生期内，基层始终保持潮湿状态， 养生期不宜少于7天，并应封闭交通，除洒水车辆外，严禁其它车辆通行，保湿养生至下一层施工前。
合理的养生既是保证水泥稳定砂砾强度的需要，又是减少和避免干缩裂缝的措施。新铺水泥稳定砂砾基层随着混合料水分的减少产生干缩应力，水分减少的越快，产生的干缩应力越大，水分减少的慢，干缩应力缓慢产生逐惭增大，由于材料的松驰应力和温度随龄期增大，抗应变能力增强。如果铺筑后养生不及时或忽干忽湿，导致水分散失较快，干缩应力急剧增大而此时的抗应变能力还较低，就易产生干缩裂缝，并随时间增长裂缝增加。即使养生期结束后；如果不及时铺筑沥青透层和水泥砼面层让其曝晒，同样会散失水分产生干缩裂缝。
基层过冬时，应采取冬季覆盖保温措施，以防止基层开裂或表面受损，可采取先铺塑料薄膜后覆盖粘土的措施，减少和避免因气温的温差过大时产生温缩裂缝。温缩裂缝主要是受混合料中含土量的影响，并且气温越低时，含土量对其温缩系数影响越大，水泥剂量对其温缩系数也有一定影响。
9 结束语：
笔者通过多年的实践施工经验，简单地分析了水泥稳定砂砾基层的施工工艺和质量控制。在施工中，只要严格按照技术规范的要求，控制好原材料的质量关、配合比设计关以及施工过程各环节质量控制关，组织管理到位，就能够确保工程质量。
                                                    综合办公室 摘编