水泥稳定碎石底基层施工过程中离析现象的探讨

　文章编号:0451-0712(2008)02-0174-02 中图分类号:U4161223 文献标识码:B

水泥稳定碎石底基层施工过程中

离析现象的探讨

曹加府,方金珠

(中交第二航务工程局　武汉市　430014)

摘　要:云南新河高速公路采用半刚性基层沥青混凝土路面结构,其中底基层和基层均采用骨架密实型水泥稳定级配碎石。底基层和基层作为路面结构的主要承重层,其质量优劣对沥青混凝土路面的长期使用性能具有重要影响。在底基层和基层的施工过程中经常会出现一些质量通病,为了提高施工质量,重点分析底基层施工中出现离析现象的成因和解决方法。

关键词:水泥稳定级配碎石底基层;离析现象;成因;解决方法

新河高速公路项目是国道主干线(GZ40)二连浩特～河口高速公路云南省新街～河口段,所在区域属亚热带山地季风雨林湿润气候类型,雨热同期、日照充裕、雨量丰沛、高温高湿、终年无霜。区内多年平均气温为2216℃,极端最高气温为4019℃;7月份最热,7月份平均温度为2717℃。多年平均降雨量为1770mm,主要集中在每年的5月份～9月份。本合同段路线全长为31148km,工期为15个月(含备料期)。路面的结构层为:4c m改性沥青混凝土抗滑层(S M A213)+6c m高性能改性沥青混合料(SU P-19)+8c m高性能普通沥青混合料(SU P-25)+ 6mm稀浆封层+36c m水泥稳定碎石基层+18c m 水泥稳定碎石底基层。路面工程还包括路缘石的预制安装以及若干排水等附属工程。

(1)水泥稳定碎石底基层配合比设计。

底基层配合比为:水泥∶集料=318∶9612, 1号料∶2号料∶3号料∶4号料=27%∶28%∶24%∶21%。最大干密度为2130g c m3,最佳含水量为416%。7d无侧限抗压强度平均值为416M Pa,偏差系数(C v)为510%。水泥剂量标准曲线为:Y= 010052X2+012339X-012396。

经过试验室内延迟时间试验,底基层混合料在6h达到设计强度的80%,达到最大干密度的95%。在施工中延迟时间控制在5h以内,超过5h的混合料按废料处理。

(2)原材料的技术指标。

①集料。采用南溪地区某石料场集料,级配为1号料∶2号料∶3号料∶4号料=27%∶28%∶24%∶21%。其液限为1619,塑限为1516,塑性指数为113,集料压碎值为2111%。其他参数见表1。

表1

分项1号料2号料3号料4号料堆积密度 (g c m3)1139114311551159

视密度 (g c m3)21741217492174621713针片状含量 %191219122110

②水泥。采用云南省某公司的P1C3215水泥作为底基层用水泥。根据试验室试验结果,其主要指标如下:3d抗折强度为411M Pa,3d抗压强度为1714M Pa;28d抗折强度为715M Pa,28d抗压强度为3515M Pa。

1　问题的提出

2007年5月20日,在K86+500～K87+661段右幅水泥稳定碎石底基层的施工过程中,发现水泥稳定碎石混合料出现离析现象,于是对此问题进行了专门的分析研究,并探索出了具体解决办法。

2　研究过程

211　水泥稳定碎石形成离析的原因

收稿日期:2007-11-19

　公路　2008年2月　第2期 H IGHWA Y　Feb12008　N o12　

根据现场离析形成的状况与特点,水泥稳定碎石形成离析主要有以下几个方面的原因。

(1)混合料从贮料罐向运输车里输送时,由于高度原因,大骨料在滚落过程中形成粗集料的第一次集中。

(2)运输车里的混合料卸向摊铺机料斗时,大骨料滚落在摊铺机料斗半厢附近,形成粗集料的第二次集中。

(3)摊铺机送料器在送料过程中,先将料斗中间集料送于布料器,剩余粗集料留存在料斗中。摊铺机收斗后,形成粗集料的第三次集中。

(4)由于所在区域属亚热带山地季风雨林湿润气候类型,此段水泥稳定碎石底基层施工时正处于夏季,气温较高,极端气温达到41℃,混合料在运输的过程中容易散失水分,使混合料的含水量下降。212　水泥稳定碎石底基层离析的危害

(1)水泥稳定碎石粗集料一旦形成集中,在碾压过程中,集料非常容易被压碎,骨料表面积增大,改变了原设计的配合比,造成集料碾压成型后松散,破坏路面结构,影响路面强度、行车安全、行车效果以及道路使用寿命。

(2)粗集料集中,局部密实度差,孔隙率高,在基层施工之前的这段时间,容易在此部位形成积水,路基容易形成软弹,因此影响路面质量。

(3)粗集料集中,影响水泥稳定碎石底基层的平整度。

213　解决水泥稳定碎石形成离析的方法

为解决水泥稳定碎石混合料出现离析现象,在研究中从以下几个方面进行控制和解决。

(1)从运输车辆方面来解决。

水泥稳定碎石混合料必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。摊铺机摊铺时,操作人员应注意前后左右的变化,根据既定的摊铺速度进行摊铺。本项目使用的水泥稳定混合料拌和楼为W CB500型,拌和产量为500t h,根据拌和楼产量来确定摊铺速度、运输车数量、每车料发车时间间隔,进而保证混合料摊铺的连续性。

①每车发车时间间隔计算。

为保证现场摊铺的连续性,摊铺前必须有料车等待卸料,运料车辆必须按规定的时间发车。由于施工需要,本工程按最大发车能力安排,即每5m in发一车。

②运输车辆数量计算。

水泥稳定碎石拌和楼离施工段落处较远,由于主线路基不连通,运输车辆需走便道,路况较差,行车速度较慢,每车往返需90m in,每5m in发1车, 90m in需16辆车才能满足时间要求。每台摊铺机前需有2辆车等待。由于施工便道为省道,车流量较大,随时都有不可预见事情发生,在生产安排时又安排2辆运输车应急,所以共需20辆运输车。

③装料方法的选择。

从拌和机贮料罐向运料车上卸料时,分3次放料,即每卸一斗混合料,汽车挪动一个位置,从而减少粗集料的集中。混合料3次装料示意如图1所示

。

图1

(2)从摊铺机本身操作方面来解决。

①在摊铺机螺旋1 2处,边端装反向螺旋叶片。

②控制布料器处于中档或高档位置。

③控制适宜的送料仓口开度。

④均匀操作送料器和布料器。

⑤摊铺机摊铺一车料将完时,控制摊铺机速度,关闭送料器,等下一辆车将料倒入后再进行均匀送料和布料。

⑥在铺筑过程中保持摊铺机布料器不停转动,摊铺机两侧保持不少于送料器高度2 3的混合料。

(3)从混合料本身来解决。

①减少混合料粒径大小悬差。

②控制混合料的含水量,使之略偏高于设计含水量,运输过程中加盖毡布,防止水分过分损失。根据不同的时间段,在施工现场测量混合料含水量的损失程度,信息及时反馈到拌和楼控制室,以便在混合料拌和时适当调整含水量。

(4)混合料摊铺过程中的控制。

①摊铺前应将下承层的浮土和杂物清除干净,然后适当洒水湿润碾压。

②运输车辆在摊铺机前方10～30c m停车挂空档,由摊铺机迎上去推动卸料车,一边前进一边卸料。自卸车向摊铺机收料斗卸料时,在确保车体稳定的情况下,须将车厢大角度快速升起,使混合料整体向后滑下,以减少粗集料向外侧滚动堆积。

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