水泥稳定基层和级配碎石基层的区别_百度知道浅析市政工程中水泥稳定碎石的应用
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浅析市政工程中水泥稳定碎石的应用
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摘要：随着经济建设的发展，城市道路半刚性基层采用水泥稳定碎石的越来越多，结合实践探讨了相关技术应用。&& 关键词：水泥碎石；粉煤灰；道路基层：技术性能& &&&&&&&&1&&水泥稳定碎石作用原理& &&&&&&&&水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度，强度主要靠碎石问的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高，并且强度随龄期而增加很快结成板体，因而具有较高的强度，抗渗度和抗冻性较好。水稳水泥用量一般为混合料3％～7％，7天的无侧限抗压强度可达1．5％～4．0％MPa，较其他路基材料高。水稳成活后遇雨不泥泞，表面坚实，是高级路面的理想基层材料。& &&&&&&&&2&&材料要求& &&&&&&&&2.1&水泥& &&&&&&&&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，但应选用终凝时间较长（宜在6H以上）的水泥。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。宜采用标号较低（为325）的水泥。水泥品质必须满足国家标准规定。& &&&&&&&&2.2混合材料& &&&&&&&&混合材料分活性和非活性两大类。活性材料是指粉煤灰等物质，可与水泥中析出的氧化钙作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的矿物材料，对这类材料的品质要求是材料的细度和不含有害的成分。& &&&&&&&&2.3集料& &&&&&&&&应用人工集配碎石，城市主干道用做底基层时集料的最大粒径不应超过40mm，颗粒组成范围，用相应级配，用做基层时，集料的最大粒径不应超过30mm颗粒组成应在规定范围内。石料的磨耗值不超过35％，石料的压碎值不超过30％。& &&&&&&&&2.4水& &&&&&&&&通常适合于饮用的水，均可拌制和养护水稳。如对水质有疑问，要确定水中是否有对水泥强度发展有重大影响的物质时，需要进行试验。从水源中取水制成的水泥砂浆的抗压强度与蒸馏水制成的水泥砂浆抗压强度比，低于90％者，此种水不能用于水稳施工。& &&&&&&&&3&&水稳混合料组成设计& &&&&&&&&采用水泥、粉煤灰、稳定碎石、砂、石屑等筑路材料作为水泥稳定碎石基层。& &&&&&&&&首先，实验室通过经过一定数量的原材料试验，进行配合比设计、击实实验，确定最大干密度和最佳含水量。然后以此配比制成试件，试件在规定温度条件下保湿养护6天，浸水1天后，进行无侧限抗压强度实验。& &&&&&&&&经实验得知：& &&&&&&&&（1）经过对集料为砂、碎石、水泥和集料为粉煤灰、碎石、水泥的两种配比试验，结果发现掺加粉煤灰的水泥稳定混合料不仅其和易性较好，而且试块容易成型，成型后的试块外观较好，7天平均强度也较高。（2）不同配比灰土试件，7天无恻限抗压强度在1．0MPa左右；而不同配比水稳试件7天无侧限抗压强度在4~7MPa之间（采用325号普通水泥，水泥掺量5％～6％）。（3）不同配比灰：试件经几次冻融循环后，抗压强度几乎没有：而掺有水泥和粉煤灰的不同配比的水稳试件，经10次冻融循环后，仍可测得一定的强度。& &&&&&&&&4&&水稳施工方法& &&施工中注意的问题：& &&&&&&&&（1）首先对底基层进行检验，复核控制桩高程。（2）水稳摊铺前底基层清扫干净，并适量洒水保持湿润。（3）搅拌，厂办设备使用前应先调试所用厂拌设备、各计量系统，使所拌混合物含水量、骨料级配、水泥含量均符合配比要求，使机器运转正常，拌和机出料量与所用摊铺生产能力一致起来。（4）摊铺、碾压时，摊铺系数1.3～1.5之间，施工中必须贯彻“宁高勿低、宁刮勿补”的原则，全部施工工程力争在水泥终凝时问前完成。碾压完毕立即做密实度试验，若试验结果达不到标准重新进行碾压。（5）一般情况下水稳作业完成24小时后才可以砌沿石。其与砌沿石的时间问隔也不宜太久，否则混合料形成板体后，板体坚硬，增加施工难度，敲凿板体也极易破坏板体整体性。（6）养生时间不少于7天，这期问禁止车辆通行，每日洒水车洒水养护24遍，保持湿润。& &&&&&&&&5&&质量检验标准& &&&&&&&&压实度：最佳密实度的98％；平整度：3m直尺检查不超过10mm每40m一个断面；& &&&&&&&&终断高程：（mm）+5，-10，每20m一个断面；宽度：不小于设计值，每20m一个断面；& &&&&&&&&厚度：+0，-10；横坡（％）：±0.3；强度（MPa）：3.0～4.0；水稳表面平整密实、无坑洼，施工接茬平整、稳定。& &&&&&&&&6&&水稳几个问题的探讨& &&&&&&&&6.1加强施工管理，加大机械化施工程度由于水稳施工要求时间紧迫，同时要求一次达到质量标准，否则形成板体不易修整。所以必须加强施工管理，加大机械化施工程度，形成大规模、标准化作业方式，才易满足水稳的施工要求。& &&&&&&&&6.2掺加粉煤灰的水稳易于施工，后期强度高。& &&&&&&&&从已采用的两种配合比：一种含粉煤灰，一种不含集料的使用情况来看，掺加粉煤灰的效果较好。这是因为只加砂的混合料需水量较大，干缩也大，在夏天高温干旱条件下施工极易出现裂缝，另外在振动式压路机碾压过程中极易翻浆，不利压路机作业。而粉煤灰混合料对改善其和易性，降低水化热温升均有显著效果。掺加粉煤灰，可提高水温的后期强度，粉煤灰的活性及球形颗粒表面光滑，在水稳中可减少骨料之间摩阻力，相应减少拌合物用水量，可改善水稳的和易性。粉煤灰使水稳产生强度的同时也发生一部分热量，但为数甚微，从而起到减少温度裂缝的作用。另外，在水稳中掺加一定数量的粉煤灰也可抑制碱骨料反应。掺加粉煤做路基既处理了电厂排泄的废弃物，节约了土地资源，减少对环境的污染，又降低了工程造价，不失为一种利国利民的良策。& &&&&&&&&6.3水泥用量用水量的控制& &&&&&&&&在拌和水稳时水泥用量一定要控制准确，用量太少减少胶凝作用，用量太大加大水化热反应温度，极易形成裂缝，另外在振动式压路机振动时，极易形成一层水泥浆覆盖在水稳表面，阻止水稳水化热的挥发，不利于压路机作业。& 参考文献：& [1]纪康宝.城市基础设施项目可行性研究与经济评价手册[M].长春：吉林摄影出版社.&&&&&&&&&&&&
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& 浅谈水泥稳定碎石基层裂缝的成因及解决办法
浅谈水泥稳定碎石基层裂缝的成因及解决办法
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摘要：分析影响高速公路稳定碎石基层出现裂缝的因素，通过具体的工程实践论证，只要在施工过程中充分考虑各种影响因素，采取一些有效的工程措施，减少水泥稳定碎石基层的横向干缩温缩裂缝是可行的。关键词：水泥稳定碎石基层裂缝目前，我国的高速公路沥青路面普遍采用半刚性基层，水泥稳定碎石是较为常见的一种半刚性路面的基层材料，水泥硬化后形成板状半刚性体，提高路面的承载力，具有很高的强度和刚度，有着良好的使用性能。同时，可以高度机械化施工，对环境污染少，能充分利用当地的材料。它较早在河北、北京、天津、山东等省市应用，继而江苏、浙江、湖南、湖北、广东等地也陆续采用。但由于水稳料固有的干缩性、温缩性，表面产生裂缝是不可能完全避免的，而裂缝一旦形成，必然会影响到基层本身、路面面层的稳定性，影响其使用性能。现通过分析水稳混合料干缩和温缩裂缝的影响因素，采取多种有效措施预防和处理基层开裂，可以在选择材料、配合比设计、施工过程质量控制上严格把关，使裂缝尽可能减少，对于沥青路面使用寿命的延长是能做到的。下面结合某公路基层的施工情况探讨如何减少基层裂缝。1原材料选择1.1水泥（1）品种不同的水泥具有程度不同的收缩性，如矿渣水泥要比硅酸盐水泥收缩性大。标号高的水泥收缩性比标号低水泥收缩性大，一般情况选择P.O32.5硅酸盐水泥就能满足施工。（2）视抗折强度：抗折强度愈大，混合料抵抗内部温度应力的抗拉强度越大，越不易产生温缩裂缝。施工过程中，检验水泥性能时人们通常重视抗压强度，而抗折强度不足也不会引起足够的重视。（3）由于基层施工时，需要水泥量较大，有时出现水泥供应困难，水泥生产出后存放期不足，就直接投入混合料拌和，由于水泥在拌和水化过程中产生大量的水化热，使其内部的高温与外部的温度形成温差，在一定条件下产生温度裂缝。为了能够控制水泥的干缩温缩性能，选择了某厂生产的P.O32.5硅酸盐水泥。1.2集料必须严格控制集料中细料的含量和塑性指数，以减少水泥稳定碎石中的粘性成分含量。通过0.075mm筛孔的颗粒含量宜控制5%以下。细土的塑性指数要尽可能低，不宜大于4。如果0.075mm以下粉尘太多，则收缩系数增大，裂缝无疑增加。（1）粗骨料花岗岩碎石，碎石规格10～30mm，石屑0～10mm。（2）细骨料天然河砂，其筛分试验结果和物理性能如表2所示。2配合比设计水泥稳定碎石基层配合比设计时，一方面要考虑基层的7d无侧限抗压强度满足设计规范的要求，对于基层要求的强度为3～5Mpa，另一方面要考虑到基层的干缩温缩裂缝。在设计中必须按照以下要求进行：（1）混合料配合比设计强度过高容易开裂，交通部JTJ0342000规范标准，高速公路基层R7=3～5MPa。在满足车载要求的前提下，尽量取中值，通过施工过程的严密组合控制，通过7d潮湿养生，7d龄期只要能取出完整的钻件就行。（2）在满足设计强度的基础上限制水泥用量，一般水泥剂量应控制在4%～5%之间，绝对不能超过5.5%，如强度偏差大或达不到，应通过调整级配和水泥标号品种及严密控制施工过程碾压成型时间来达到要求。（3）配合比时限制细集料、粉料用量，集料级配中0.075mm以下颗粒含量不宜大于5%，大骨料宜多点，级配宜取偏粗限，合成级配曲线在中值线下方。3施工过程控制3.1含水量水泥稳定碎石是水泥与集料的水化凝结硬化的产物。含水量的控制影响到压实度的保证和裂缝的产生。考虑到混合料在运输、碾压过程中还有水分散失，尤其夏季施工时水分蒸发快，施工过程中对水的含量应控制在比最佳含水量大1%左右。含水量过小时，基层表层松散，碾压容易起皮，难以压实；含水量过大碾压时粘轮，表面起拱，而且基层成型后水分散失愈多，形成的裂缝愈多。所以施工过程中含水量要控制适宜。根据施工时气候条件限制含水量，对于运输距离较远，运输途中，混合料宜用土工布等覆盖，以减少水分损失。一天施工中应根据日照强度和风力大小多次调整含水量，一般早、中、晚三次要调整含水量，同时试验人员应在拌和站和摊铺现场用酒精快速烧测含水量，施工操作的前后台通讯联系应方便和顺畅，当现场的含水量与最佳含水量相差大时，要及时通知后场调整含水量。3.2混合料拌和拌和时间不拌和必须要充分、均匀、稳定。拌和时间不足、拌和不均匀，易出现粗细料集中、离析等现象。混合料铺筑成形后由于不同地段、上下层之间的干缩温缩性不同，易产生裂缝。3.3混合料摊铺与压实在施工时采用两台摊铺机平行作业，减少混合料的离析现象，混合料摊铺后，应尽快完成碾压，缩短从加水拌和到完成碾压的时间。如果不及时碾压，水泥就会产生部分凝结作用，再碾压时，就会破坏已形成的水泥胶结作用，就需要消耗压实功，影响压实度，混合料的强度和性能也会下降，抗裂缝能力也下降。3.4基层养生及交通管制由于水分参与了水泥的水化反应，水分的散失将影响其正常的反应，从而影响凝结硬化后形成的强度，特别是广东地区气温较高，自然风较大，基层表面的水分蒸发更快，极易产生均匀的裂纹。水泥稳定碎石下基层施工完成后，及时用薄膜养护，养生期不能小于7ｄ，并且在养生期内要保持薄膜不能被风吹开，基层表面的水分不能蒸发，对于上基层在施工完成后基层表面的毛细水干后布洒透层油保护，在铺筑沥青面层之前尽量封闭交通，以减少车辆荷载的影响，并尽快铺筑面层。在铺筑面层前要重视水泥稳定碎石基层的清扫工作，清除杂物，否则基层与面层之间结合的不好，易产生薄弱点，造成裂缝等。4结语施工中的实践表明，从已经施工的20Km下基层来看，由于该段通道和桥梁建筑物较多，已经施工完成底基层来看，能够肉眼看见的横向贯通裂缝不到10条。尽管水泥稳定碎石基层的横向干缩温缩裂缝是不可避免的，只要在施工过程中把好原材料关，做好配合比设计，加强施工过程的质量控制，干缩温缩裂缝的数量就会明显减少。参考文献：[1]中华人民共和国行业标准JTJ034-2000.公路路面基层施工技术规范.北京：人民交通出版社，20002.[2]沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面.北京：人民交通出版社，19993.[3]李亚梅.水泥稳定碎石基层裂缝原因分析与防治.交通科技，2003.摘要：分析影响高速公路水泥稳定碎石基层出现裂缝的因素，通过具体的工程实践论证，只要在施工过程中充分考虑各种影响因素，采取一些有效的工程措施，减少水泥稳定碎石基层的横向干缩温缩裂缝是可行的。关键词：水泥稳定碎石基层裂缝目前，我国的高速公路沥青商品混凝土路面普遍采用半刚性基层，水泥稳定碎石是较为常见的一种半刚性路面的基层材料，水泥硬化后形成板状半刚性体，提高路面的承载力，具有很高的强度和刚度，有着良好的使用性能。同时，可以高度机械化施工，对环境污染少，能充分利用当地的材料。它较早在河北、北京、天津、山东等省市应用，继而江苏、浙江、湖南、湖北、广东等地也陆续采用。但由于水稳料固有的干缩性、温缩性，表面产生裂缝是不可能完全避免的，而裂缝一旦形成，必然会影响到基层本身、路面面层的稳定性，影响其使用性能。现通过分析水稳混合料干缩和温缩裂缝的影响因素，采取多种有效措施预防和处理基层开裂，可以在选择材料、配合比设计、施工过程质量控制上严格把关，使裂缝尽可能减少，对于沥青路面使用寿命的延长是能做到的。下面结合某公路基层的施工情况探讨如何减少基层裂缝。1原材料选择1.1水泥（1）品种不同的水泥具有程度不同的收缩性，如矿渣水泥要比硅酸盐水泥收缩性大。标号高的水泥收缩性比标号低水泥收缩性大，一般情况选择P.O32.5硅酸盐水泥就能满足施工。（2）视抗折强度：抗折强度愈大，混合料抵抗内部温度应力的抗拉强度越大，越不易产生温缩裂缝。施工过程中，检验水泥性能时人们通常重视抗压强度，而抗折强度不足也不会引起足够的重视。（3）由于基层施工时，需要水泥量较大，有时出现水泥供应困难，水泥生产出后存放期不足，就直接投入混合料拌和，由于水泥在拌和水化过程中产生大量的水化热，使其内部的高温与外部的温度形成温差，在一定条件下产生温度裂缝。为了能够控制水泥的干缩温缩性能，选择了某厂生产的P.O32.5硅酸盐水泥。1.2集料必须严格控制集料中细料的含量和塑性指数，以减少水泥稳定碎石中的粘性成分含量。通过0.075mm筛孔的颗粒含量宜控制5%以下。细土的塑性指数要尽可能低，不宜大于4。如果0.075mm以下粉尘太多，则收缩系数增大，裂缝无疑增加。（1）粗骨料花岗岩碎石，碎石规格10～30mm，石屑0～10mm。（2）细骨料天然河砂，其筛分试验结果和物理性能如表2所示。2配合比设计水泥稳定碎石基层配合比设计时，一方面要考虑基层的7d无侧限抗压强度满足设计规范的要求，对于基层要求的强度为3～5Mpa，另一方面要考虑到基层的干缩温缩裂缝。在设计中必须按照以下要求进行：（1）混合料配合比设计强度过高容易开裂，交通部JTJ0342000规范标准，高速公路基层R7=3～5MPa。在满足车载要求的前提下，尽量取中值，通过施工过程的严密组合控制，通过7d潮湿养生，7d龄期只要能取出完整的钻件就行。（2）在满足设计强度的基础上限制水泥用量，一般水泥剂量应控制在4%～5%之间，绝对不能超过5.5%，如强度偏差大或达不到，应通过调整级配和水泥标号品种及严密控制施工过程碾压成型时间来达到要求。（3）配合比时限制细集料、粉料用量，集料级配中0.075mm以下颗粒含量不宜大于5%，大骨料宜多点，级配宜取偏粗限，合成级配曲线在中值线下方。3施工过程控制3.1含水量水泥稳定碎石是水泥与集料的水化凝结硬化的产物。含水量的控制影响到压实度的保证和裂缝的产生。考虑到混合料在运输、碾压过程中还有水分散失，尤其夏季施工时水分蒸发快，施工过程中对水的含量应控制在比最佳含水量大1%左右。含水量过小时，基层表层松散，碾压容易起皮，难以压实；含水量过大碾压时粘轮，表面起拱，而且基层成型后水分散失愈多，形成的裂缝愈多。所以施工过程中含水量要控制适宜。根据施工时气候条件限制含水量，对于运输距离较远，运输途中，混合料宜用土工布等覆盖，以减少水分损失。一天施工中应根据日照强度和风力大小多次调整含水量，一般早、中、晚三次要调整含水量，同时试验人员应在拌和站和摊铺现场用酒精快速烧测含水量，施工操作的前后台通讯联系应方便和顺畅，当现场的含水量与最佳含水量相差大时，要及时通知后场调整含水量。3.2混合料拌和拌和时间不拌和必须要充分、均匀、稳定。拌和时间不足、拌和不均匀，易出现粗细料集中、离析等现象。混合料铺筑成形后由于不同地段、上下层之间的干缩温缩性不同，易产生裂缝。3.3混合料摊铺与压实在施工时采用两台摊铺机平行作业，减少混合料的离析现象，混合料摊铺后，应尽快完成碾压，缩短从加水拌和到完成碾压的时间。如果不及时碾压，水泥就会产生部分凝结作用，再碾压时，就会破坏已形成的水泥胶结作用，就需要消耗压实功，影响压实度，混合料的强度和性能也会下降，抗裂缝能力也下降。3.4基层养生及交通管制由于水分参与了水泥的水化反应，水分的散失将影响其正常的反应，从而影响凝结硬化后形成的强度，特别是广东地区气温较高，自然风较大，基层表面的水分蒸发更快，极易产生均匀的裂纹。水泥稳定碎石下基层施工完成后，及时用薄膜养护，养生期不能小于7ｄ，并且在养生期内要保持薄膜不能被风吹开，基层表面的水分不能蒸发，对于上基层在施工完成后基层表面的毛细水干后布洒透层油保护，在铺筑沥青面层之前尽量封闭交通，以减少车辆荷载的影响，并尽快铺筑面层。在铺筑面层前要重视水泥稳定碎石基层的清扫工作，清除杂物，否则基层与面层之间结合的不好，易产生薄弱点，造成裂缝等。4结语施工中的实践表明，从已经施工的20Km下基层来看，由于该段通道和桥梁建筑物较多，已经施工完成底基层来看，能够肉眼看见的横向贯通裂缝不到10条。尽管水泥稳定碎石基层的横向干缩温缩裂缝是不可避免的，只要在施工过程中把好原材料关，做好配合比设计，加强施工过程的质量控制，干缩温缩裂缝的数量就会明显减少。参考文献：[1]中华人民共和国行业标准JTJ034-2000.公路路面基层施工技术规范.北京：人民交通出版社，20002.[2]沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面.北京：人民交通出版社，19993.[3]李亚梅.水泥稳定碎石基层裂缝原因分析与防治.交通科技，2003.
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