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水泥穩(wěn)定碎石在市政工程玉帶大道中的應(yīng)用

所屬欄目:行政管理論文 發(fā)布日期:2012-06-06 09:52 熱度:131

  摘要:近年來(lái),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,交通運(yùn)輸量日益增多,車輛承載力也隨之加大,相應(yīng)地對(duì)道路標(biāo)準(zhǔn)的要求也日漸提高。為適應(yīng)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我市對(duì)道路結(jié)構(gòu)層標(biāo)準(zhǔn)也做了改善,開(kāi)始在2011年市政重點(diǎn)道路工程玉帶大道工程基層中引入水泥穩(wěn)定碎石(以下簡(jiǎn)稱水穩(wěn)),經(jīng)行車驗(yàn)證效果良好。作為該工程的項(xiàng)目經(jīng)理和技術(shù)負(fù)責(zé)人,結(jié)合自己在施工過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn),淺談一下在這方面的認(rèn)識(shí)。
  關(guān)鍵詞:水穩(wěn),壓實(shí)度,強(qiáng)度,攪拌
  1 水泥穩(wěn)定碎石作用原理
  水泥穩(wěn)定碎石是以級(jí)配碎石作骨料,采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙,按嵌擠原理攤鋪壓實(shí)。其壓實(shí)度接近于密實(shí)度,強(qiáng)度主要靠碎石間的嵌擠鎖結(jié)原理,同時(shí)有足夠的灰漿體積來(lái)填充骨料的空隙。它的初期強(qiáng)度高,并且強(qiáng)度隨齡期而增加很快結(jié)成板體,因而具有較高的強(qiáng)度,抗?jié)B度和抗凍性較好。水穩(wěn)水泥用量一般為混合料3%~7%,7天的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)1.5~4.0%MPa,較其他路基材料高。水穩(wěn)成活后遇雨不泥濘,表面堅(jiān)實(shí),是高級(jí)路面的理想基層材料。
  根據(jù)交通部《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,水穩(wěn)中含有水泥等膠凝材料因而要求整個(gè)施工過(guò)程要在水泥終凝前完成,并且一次達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),否則不易修整。因而施工中要求加強(qiáng)施工組織設(shè)計(jì)和計(jì)劃管理,增加現(xiàn)場(chǎng)施工人員的緊迫感和責(zé)任感,加快施工進(jìn)度,加大機(jī)械化施工程度,提高機(jī)械效率。水穩(wěn)的施工方法也符合現(xiàn)代化大規(guī)模機(jī)械化發(fā)展的方向。因而水穩(wěn)在市政工程中的應(yīng)用會(huì)得到很快推廣。
  2 材料要求
  水穩(wěn)材料主要由粒料和灰漿體積組成。粒料為級(jí)配碎石,灰漿體積包括水和膠凝材料,膠凝材料由水泥和混合材料組成。
  2.1水泥
  根據(jù)基層施工技術(shù)規(guī)范,普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥均可做結(jié)合料,但應(yīng)選用終凝時(shí)間較長(zhǎng)(宜在6H以上,為了根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)初凝、終凝時(shí)間,可以摻入0.5%~2%的緩凝劑)的水泥。快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥不應(yīng)使用。不得采用標(biāo)號(hào)較低(為325)的水泥。水泥品質(zhì)必須滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
  2.2混合材料
  混合材料分活性和非活性兩大類。活性材料是指粉煤灰等物質(zhì),可與水泥中析出的氧化鈣作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的礦物材料,對(duì)這類材料的品質(zhì)要求是材料的細(xì)度和不含有害的成分。
  表1粉煤灰粉煤灰質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
  項(xiàng)目 粉煤灰品質(zhì)技術(shù)條件
  (GB1596-79) 水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)暫行規(guī)定
  燒失量(%)
  含水量(%)
  三氧化硫含量(%)
  細(xì)度(0.08MM篩篩除)(%)
  需睡量比(水泥膠砂需水量比)(%) <8
  <1
  <3
  <8
  <105 <12
  
  <3.5
  <12
  2.3集料
  應(yīng)用人工集配碎石,可在沿線附近選購(gòu)符合規(guī)范要求的石料,用做非機(jī)動(dòng)車道時(shí)集料的最大粒徑不應(yīng)超過(guò)37.5mm,顆粒組成范圍,用表2中1號(hào)級(jí)配,用做機(jī)動(dòng)車道時(shí),集料的最大粒徑不應(yīng)超過(guò)31.5mm,顆粒組成應(yīng)在表2所列2號(hào)級(jí)配范圍內(nèi)。
  表2適宜用做水泥穩(wěn)定集料的顆粒組成范圍
  編號(hào) 1 2
  通過(guò)下列篩孔(mm)的重量百分比(%) 37.5 100 
   31.5 90~100 100
   26.5 75~90 90~100
   19 54~90 72~89
   9.5 39~90 47~67
   4.75 28~84 29~49
   2.36 20~70 17~35
   0.6 8~47
  0~30 8~22
  0~7
   0.075  
  液限(%) <25 <25 
  朔性指數(shù) <6 <6
  石料的磨耗值不超過(guò)35%,石料的壓碎值不超過(guò)30%
  2.4水
  通常適合于飲用的水,均可拌制和養(yǎng)護(hù)水穩(wěn)。如對(duì)水質(zhì)有疑問(wèn),要確定水中是否有對(duì)水泥強(qiáng)度發(fā)展有重大影響的物質(zhì)時(shí),需要進(jìn)行試驗(yàn)。從水源中取水制成的水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度與蒸餾水制成的水泥砂漿抗壓強(qiáng)度比,低于90%者,此種水不一用于水穩(wěn)施工。
  3 水穩(wěn)混合料組成設(shè)計(jì)
  采用水泥、粉煤灰、穩(wěn)定碎石、砂、石屑等筑路材料作為水泥穩(wěn)定碎石基層。
  首先,實(shí)驗(yàn)室通過(guò)經(jīng)過(guò)一定數(shù)量的原材料試驗(yàn),進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)、擊實(shí)實(shí)驗(yàn),確定最大干密度和最佳含水量。然后以此配比制成試件,試件在規(guī)定溫度條件下保濕養(yǎng)護(hù)6天,浸水1天后,進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。
  如下圖為水泥4%、粉煤灰10%、級(jí)配碎石86%的重型擊實(shí)試驗(yàn)報(bào)告。
  
  原設(shè)計(jì)推薦配合比:水泥:碎石集料=5:95,后設(shè)計(jì)改為:水泥:粉煤灰:級(jí)配碎石=4:10:86,經(jīng)實(shí)驗(yàn)得知:
  ⑴經(jīng)過(guò)對(duì)集料為碎石、水泥和集料為粉煤灰、碎石、水泥的兩種配比試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)摻加粉煤灰的水泥穩(wěn)定混合料不僅其和易性較好,而且試塊容易成型,成型后的試塊外觀較好,7天平均強(qiáng)度也較高。
  ⑵不同配比灰土試件,7天無(wú)惻限抗壓強(qiáng)度在1.0MPa左右;而不同配比水穩(wěn)試件7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度在4~7MPa之間(采用325號(hào)普通水泥,水泥摻量4%~6%)
  ⑶不同配比灰土試件經(jīng)幾次凍融循環(huán)后,抗壓強(qiáng)度幾乎沒(méi)有;而摻有水泥和粉煤灰的不同配比的水穩(wěn)試件,經(jīng)10次凍融循環(huán)后,仍可測(cè)得一定的強(qiáng)度。
  通過(guò)對(duì)灰土基層和水穩(wěn)基層路面彎沉試驗(yàn)測(cè)得:
  路面結(jié)構(gòu)層:15cm厚12%灰土,15cm厚12%灰土中摻加30%碎石,13CM厚瀝青混凝土面層,測(cè)得路面彎趁值1.57mm。路面結(jié)構(gòu)層為:15cm厚12%灰土、15cm厚水穩(wěn),7cm厚瀝青混凝土面層,路面彎沉值為0.5~1.0mm,彎沉值明顯降低。
  通過(guò)觀測(cè)、分析不同配比的灰土基層板體性較差,干縮、溫縮系數(shù)大,這樣的基層表層受水浸泡后強(qiáng)度降低,在行車荷載反復(fù)作用下,容易被面層材料啃噬成粉末狀,極易被滲進(jìn)的水混合成泥漿流走,逐漸使面層脫空,造成油面沉陷、龜裂、脫落,這就是瀝青路面病害產(chǎn)生的主要原因。而由水泥、粉煤灰、碎石、砂、石屑等組成的水穩(wěn)基層,具有強(qiáng)度高、面層薄、板體性、水穩(wěn)定性、抗凍性好等特性,正好彌補(bǔ)了灰土基層的缺陷,從而大大提高瀝青混凝土道路的使用壽命。
  4 水穩(wěn)施工方法簡(jiǎn)介
  
  施工過(guò)程應(yīng)注意的問(wèn)題:
  (1)首先對(duì)底基層進(jìn)行檢驗(yàn),復(fù)核控制樁高程。
  (2)水穩(wěn)攤鋪前底基層清掃干凈,并適量灑水保持濕潤(rùn)。
  (3)攪拌。廠辦設(shè)備使用前應(yīng)先調(diào)試所用廠拌設(shè)備、各計(jì)量系統(tǒng),使所拌混合物含水量、骨料級(jí)配、水泥含量均符合配比要求,使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)正常,拌和機(jī)出料量與所用攤鋪生產(chǎn)能力一致起來(lái)。
  (4)攤鋪、碾壓時(shí),攤鋪系數(shù)1.3~1.5之間,施工中必須貫徹“寧高勿低、寧刮勿補(bǔ)”的原則,全部施工工程力爭(zhēng)在水泥終凝時(shí)間前完成。碾壓完畢立即做密實(shí)度試驗(yàn),若試驗(yàn)結(jié)果達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)重新進(jìn)行碾壓。
  (5)一般情況下水穩(wěn)作業(yè)完成24小時(shí)后才可以砌沿石。其與砌沿石的時(shí)間間隔也不宜太久,否則混合料形成板體后,板體堅(jiān)硬,增加施工難度,敲鑿板體也極易破壞板體整體性。
  (6)養(yǎng)生時(shí)間不少于7天,這期間禁止車輛通行,每日灑水車灑水養(yǎng)護(hù)2~4遍,保持濕潤(rùn)。
  5 質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
  城市道路尚沒(méi)有水穩(wěn)基層的質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范,城市主干道的質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)由市政行政主管部門、市政質(zhì)檢站商定如下:
  壓實(shí)度:最佳密實(shí)度的98%
  平整度:3m直尺檢查不超過(guò)10mm每40m一個(gè)斷面
  終斷高程:(mm)+5,-10每20m一個(gè)斷面
  寬度:不小于設(shè)計(jì)值每20m一個(gè)斷面
  厚度:+0,-10
  橫坡(%):±0.3
  強(qiáng)度(MPA):3.0~4.0
  水穩(wěn)表面平整密實(shí)、無(wú)坑洼,施工接茬平整、穩(wěn)定。
  6 水穩(wěn)幾個(gè)問(wèn)題的分析
  6.1加強(qiáng)施工管理,加大機(jī)械化施工程度
  由于水穩(wěn)施工要求時(shí)間緊迫,同時(shí)要求一次達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),否則形成板體不易修整。所以必須加強(qiáng)施工管理,加大機(jī)械化施工程度,形成大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)方式,才易滿足水穩(wěn)的施工要求。
  6.2摻加粉煤灰的水穩(wěn)易于施工后期強(qiáng)度高
  從已采用的兩種配合比(一種含粉煤灰,一種不含)集料的使用情況來(lái)看,摻加粉煤灰的效果較好。這是因?yàn)橹患由暗幕旌狭闲杷枯^大,干縮也大,在夏天高溫干旱條件下施工極易出現(xiàn)裂縫,另外在振動(dòng)式壓路機(jī)碾壓過(guò)程中極易翻漿,不利壓路機(jī)作業(yè)。而粉煤灰混合料對(duì)改善其和易性,降低水化熱溫升均有顯著效果。摻加粉煤灰,可提高水穩(wěn)的后期強(qiáng)度,粉煤灰的活性及球形顆粒表面光滑,在水穩(wěn)中可減少骨料之間摩阻力,相應(yīng)減少拌合物用水量,可改善水穩(wěn)的和易性。粉煤灰使水穩(wěn)產(chǎn)生強(qiáng)度的同時(shí)也發(fā)生一部分熱量,但為數(shù)甚微,從而起到減少溫度裂縫的作用。另外,在水穩(wěn)中摻加一定數(shù)量的粉煤灰也可抑制堿骨料反應(yīng)。摻加粉煤做路基,既處理了電廠排泄的廢棄物,節(jié)約了土地資源,減少了對(duì)環(huán)境的污染,又降低了工程造價(jià),不失為一種利國(guó)利民的良策
  6.3水泥用量用水量的控制
  在拌和水穩(wěn)時(shí)水泥用量一定要控制準(zhǔn)確,用量太少減少膠凝作用,用量太大加大水化熱反應(yīng)溫度,極易形成裂縫,另外在振動(dòng)式壓路機(jī)振動(dòng)時(shí),極易形成一層水泥漿覆蓋在水穩(wěn)表面,阻止水穩(wěn)水化熱的揮發(fā),不利于壓路機(jī)作業(yè)。
  參考文獻(xiàn)
  [1]湖南科學(xué)技術(shù)出版社《現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程技術(shù)研究應(yīng)用與展望》
  [2]吉林?jǐn)z影出版社《城市基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目可行性研究與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)手冊(cè)》主編紀(jì)康寶
  [3]北京市政工程局《市政工程施工手冊(cè)》
  [4]交通出版社《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》

文章標(biāo)題:水泥穩(wěn)定碎石在市政工程玉帶大道中的應(yīng)用

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