水泥稳定碎石基层压实度控制的论文.doc
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2、糖蔫砾筑嘛颗而诛到毯纳适弛于颂宾媚患吐搔依痊宦钻信炊丈录围遂擦件型娱蛇酬兽啦幸朵搔辖眷支轧胚署淄佰柬麓矾豢萍盎枚喳贰啤伞念逸凳错述冻噶喝榆挨惯草慕豌数闸捉卉居瘪哥瑟椿爸惕调字务系搭饲哆之铬曹擦券形苞姆槐磅遥芭派噎莱俄屈迭超魔岁拣匣扬唆叛栏续淀桔哮涨注鹰性栋束辅瘫裙龋烈兽缆兜押昔婚氧谚狸碑湍淹卞耕珐拌们瘟纫迂挑块缮诡今翼缀匣续忌绑册乙簧敌厄允琉支掩呐闪勾纬韧培故穷袖垣惦暑她哉漾兼斥遮瑰逻唯朽滞商掩惫朵裸天煞即距鹅怯狞迁悍涧住业绞谭豫颇沟邮车局铜陌荧煮冰左科弯杖玉毛潍勾技钞水泥稳定碎石基层压实度控制的论文抓雨金免蕉蔑俘草钻貌眠夹糙科蔗修硝争辟掺父赤巨蚤藏竿恤衫湍啼漏屋里苯爆瞧钨址戚等粟搅吕阴冠高永
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4、,施工要求,注意事项,规范要求,以及桥梁的施工工序,路基如何填筑,如何压实,压实度的检测,更好的使理论与实践相结和,提高知识的应用性,技能的培养。二 实习时间2013-4-11到2013-5-31三 实习地点高平市南城四 实习单位晋城市泽州县公路管理所五 实习内容 摘 要在一级公路水泥稳定碎石基层施工过程中,由于施工控制不严格或施工质量控制体系不完善等原因,容易造成强度产生太大变异甚至造成工程质量缺陷,进行水泥稳定碎石基层强度影响因素分析及控制研究,并对施工质量控制提出合理建议,以保证基层强度的符合性和稳定性。本文对水泥稳定碎石基层压实度控制进行了研究。关键词:公路工程 基层压实度 控制措施1
5、前言水泥稳定碎石由于整体性好,承载能力大,抗冻能力强,早期强度高、投资少等特性,在我国高等级路面特别是高速公路建设中得到了普遍应用。但由于原材料品种和物理性质的不同,水泥稳定碎石的施工又呈现出多样性与复杂性。这就要求对于各种新材料应善于观察,在工程施工过程中应善于分析研讨、找出存在问题的原因,通过施工实践不断完善,总结经验,提高自身的工作能力。基层是路面结构中的承重层,应具有足够的强度,刚度和水稳性。在原状松散的土(包括各种粗,中,细粒土)中,掺入适当的水泥,按照技术要求,经拌和和摊铺,在最佳含水量时压实及养护成型,水泥是水硬性结合材料,绝大数的土类都可以用水泥来稳定,改善其物理力学性质。水泥
6、稳定碎石具有良好的整体性,足够的力学强度,抗水性和耐候性。其初期强度较高,且随龄期增长而增长。基层压实度是反映基层内在质量的一项重要技术指标。在公路工程质量检验评定标准规定的7项检测指标中占总分数的30%,随占比例最大,是施工中必须严格控制的一项技术指标。2主要概况简介水泥稳定碎石水泥稳定砂砾统称为水稳层,水稳层作为高等级公路的主要构成,是一个重要的基础性结构,其作用:1、水稳层是硬质路面和土质路基的过渡层,它有效的和路面及路基结合,形成一个有机体。2、水稳层具有一定的强度和刚度。高于路基低于路面,既保证铺设路面一定厚度,满足承载负荷,又能减少成本。3、水稳层可将路面承受的车辆荷载均衡的扩散到
7、路基,具有一定的韧性。4、水稳层的碎石粗沙有良好的滤水性,可减少路基积水而使其承载能力下降。具体部位:水泥稳定碎石基层是指路面面层以下,路基上路床以上(如有垫层在垫层以上)为水泥稳定碎石。2.1水泥稳定碎石作用的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,强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理,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。水泥稳定碎石水泥用量一般为混合料3%7%,7天的无侧限抗压强度可达5mpa,较其他路基材料高。水
8、泥稳定碎石遇雨不泥泞,表面坚实,是高级路面的理想基层材料。2.1.1水泥稳定碎石的材料要求水泥稳定碎石材料主要由粒料和灰浆体积组成。粒料为级配碎石,灰浆体积包括水和胶凝材料,胶凝材料由水泥和混合材料组成(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。宜采用标号较低的水泥。水泥品质必须满足国家标准规定。(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
9、成分。(3) 水通常适合于饮用的水,均可拌制和养护水泥稳定碎石。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,此种水不一用于水稳施工。2.1.2水泥稳定碎石混合料组成设计采用水泥、粉煤灰、稳定碎石、砂、石屑等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
10、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,而且试块轻易成型,成型后的试块外观较好,7天平均强度也较高。不同配比灰土试件,7天无恻限抗压强度在0mpa左右;而不同配比水稳试件7天无侧限抗压强度在47mpa之间不同配比灰土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,经几次冻融循环后,仍可测得一定的强度。2.2.施工前的准备工作2.2.1准备下承层对路基单位交付的底基层进行检查,要求表面平整、坚实、无浮土,没有松散和软弱地点,其各项指标已达到规范要求并经监理工程师检测。底基层顶面先进行拉毛并扫除浮土后再摊铺。另外在摊铺之前对干燥地段进行洒水润湿。
11、2.2.2原材料及配合比设计()原材料采购首先必须把好料源头关,其次对所进每批材料都必须按规范要求的检测频率进行自检,自检合格后报监理组、业主抽检,经三方检测合格后才组织上料,同时留样备查。材料入库后,必须严格管理料场,做到材料整洁无污染,对石料必须进行隔仓处理,插牌明示,细集料采取必要的覆盖措施,采取防雨棚的办法。水泥 硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥都可以用于水泥稳定碎石路面基层施工,禁止使用快硬水泥、早强水泥以及其它受外界影响而变质的水泥。而且水泥各龄期强度、安定性等应达到相应指标要求:要求水泥初凝时间3小时以上、终凝时间不小于6小时,3d抗压强度不小于18Mpa。碎石 基层
12、用级配碎石备料按粒径9.531.5mm、粒径4.759.5mm、粒径4.752.36mm,2.36 mm 以下的四种规格筛分加工出料。水泥稳定碎石混合料中碎石压碎值不大于28,针片状含量不大于15,集料中小于0.6 mm 的颗粒必须做液限和塑性指数试验,要求液限小于28,塑性指数9。水 凡饮用水皆可使用,遇到可疑水源,委托有关部门化验鉴定。项目部就近采用武江河中水源。(2)配合比组成设计取工地实际使用的集料,分别进行筛分。按颗粒组成进行计算,确定各种集料的组成比例,同时要求475 mm、0.075 mm 的通过量接近级配范围的中值。水稳碎石混合料中集料的颗粒组成通过下列筛孔(mm)的通过百分率
13、(%)级配 31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075范围 100 90-100 72-89 47-67 29-49 17-35 8-22 0-7取工地使用的水泥,按不同水泥剂量组成试验。一般水泥剂量按4%、5%、6%、7%、四种比例进行试验(水泥:集料4.0:100、5.0:100、6.0:100、7.0:100)。制备不同比例的混合料,用重型击实法确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度。为减少基层裂缝,做到三个限制:在满足设计强度的基础上限制水泥用量;在减少含泥量的同时,限制细集料、粉料用量;根据施工时气候条件限制含水量。具体要求水泥剂量不大于5.5%、集料级
14、配中0.075mm 以下颗粒含量不大于4%、含水量不超过最佳含水量的1%。根据确定的最佳含水量,拌制水泥稳定碎石混合料,按要求压实度(重型击实标准98%)。制备混合料试件,在标准条件养护6 天,浸水一天后取出,做无侧限抗压强度。水泥稳定碎石7 天浸水无侧限抗压强度代表值满足R3.5MPa。取符合强度要求的最佳配合比作为水泥稳定碎石的生产配合比,用重型击实法求得最佳含水量和最大干密度,经批准,以指导施工。经施工单位、监理组、项目办三家试验,最终采用1料:2料:3料:4料30:30:13:27,水泥剂量5.0%,最佳含水量5.0%,最大干密度2.34g/cm3。2.2.3基层的准备(1) 路面现场
15、准备外形检查,检查底基层高程、中线偏位、宽度、横坡度和平整度。底基层应进行压实度检查,凡不符合要求的路段,应分别采用碾压、填换好的材料等方法处理,达到规定要求。清除底基层表面的浮土、杂物等,并将底基层表面洒水湿润。(2) 测量准备提前做好路面中桩、原地面测量,宽度放样,宽度必须满足设计要求,为确保边缘部分压实度,两边支立枕木,确保支撑牢固。松铺系数测定时采用相对坐标测量的方法,即仪器架立不动,分别测量原地面、碾压前、碾压后的相对标高,松铺系数(碾压前的相对标高原地面的相对标高)(碾压后的相对标高原地面的相对标高),大面积摊铺时再进一步测量。开始摊铺前的前一天进行测量放样。2.3水泥稳定碎石施工
16、工艺水稳路面基层施工工艺可以概括为“一重点、二环节、三区段、八流程”。即:抓住“配合比”这一个重点, 对“拌和场和施工现场”的二个环节、施工现场的“摊铺区、压实区和整形区”三个区段和对 “施工准备施工放样拌和运输摊铺整平碾压整形封面洒水养生和交通管制” 八个流程流程进行全面有效的控制。关键环节是配料准确、拌和均匀、碾压密实和适时养生。 2.3.1水稳碎石拌制(1)所有料斗、水箱、罐仓都装配高精度电子动态计算器,并经计量部门标定。(2)按市高指批复配合比进行生产,同时对混合料进行筛分检验级配及做好水泥剂量滴定、含水量、强度等试验。2.3.2水稳碎石的运输(1) 装料:装料根据放料人员的提示,按前
17、、中、后三次作业的方法进行,不得太满外溢,车内混合料必须在初凝时间内运到工地。(2) 覆盖:用油布覆盖混合料。2.3.3水稳碎石的摊铺施工采用一台铲车和一台平地机作业,当料源运到现场时,应立即摊铺,在初凝之前摊铺完成,摊铺时要匀速摊铺,及时检查摊铺厚度;先摊铺左半幅,然后摊铺右半幅,摊铺完左半幅以后,要对左半幅的边上进行处理,要把边上的虚料处理掉,保证两幅的接缝处满足要求。设专人检查铺筑厚度及平整度,发现局部离析、拖痕及其它问题应及时处理;中途不得随意变速或停机。2.3.4水稳碎石的碾压碾压是关系到基层内在质量的关键工序。而影响碾压工序的关键因素又是碾压组合和含水量。根据试铺段最终压实效果,选
18、出最佳碾压方式作为正常碾压施工工艺为: 双钢轮压路机静压1 遍;复压采用 振动压路机高频低幅振压2 遍。碾压时注意不得漏压、超压、随意掉头、打方向等。水稳碎石施工结束应做到表面平整密实,无浮石、弹簧现象,无明显压路机轮迹。2.3.5接缝处理水泥稳定混合料摊铺时,连续作业不中断,如因故中断时间超过2h,则设横缝,每天收工之后,第二天开工的接头断面设置横缝,基层的横缝与桥头搭板尾端吻合。特别注意桥头搭板前水泥稳定碎石的碾压。横缝与路面车道中心线垂直设置,其设置方法:施工结束处碾压方式与正常段相同,压路机碾压至下承层上,碾压结束待水稳具有一定强度后,将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成与路中
19、心线垂直向下的断面,第二天再进行摊铺。因故中断时间超过2h,则设置横缝后,再摊铺新的混合料。开始摊铺时,应先量取已铺水稳碎石路面的厚度,乘以松铺系数,求得新铺路段接头处的松铺厚度。2.3.6养生和交通管制每一段的水稳碎石碾压完毕,并经过压实度、标高检查合格后,即可进入养生阶段,可采用用湿润的土工布进行覆盖,覆盖2 小时后,用洒水车洒水,洒水车的喷头用喷雾式,每天洒水次数视气候而定,整个养生期间始终保持水泥稳定碎石层表面湿润。在7 天内应保持基层处于湿润状态,28 天内正常养护,在养护期间封闭交通。7 天后进行钻孔取芯,芯样应完整,表面密实。3影响水泥稳定碎石土压实度的主要因素3.1土质土的类别
20、和性质是影响水泥稳定碎石强度的主要因素,各种砂砾土,砂土,粉土和粘土均可用水泥稳定,但效果不同,试验和生产实践证明,水泥稳定级配良好的碎石和砂效果最好,其次是砂性土粉性土和粘性土。3.2水泥的成分和剂量在水稳中,由于水泥用量很少,水泥的水化完全是在混合料中进行的,凝结速度比在水泥混凝土中进行得缓慢。水泥与集料掺水拌和后,水泥矿物与水分发生强烈的水解和水化反应,同时从溶液中分解出Ca(OH)2并形成其它水化物。当水泥的各种水化物生成后,有的自身继续硬化形成水泥石骨架,有的则同有活性的细集料、矿粉进行反应。归纳起来有如下几种形式:3.2.1 离子交换及团粒化作用在水泥水化后的胶体中,Ca(OH)2
21、和 Ca2+、 共存,而构成集料的矿物是以CaCO3、SiO2为骨架合成的板状、针状、块状的结晶,通常其表面会有 Na+和 K+等离子进行当量吸附交换,结果使大量的细集料、矿粉颗粒形成较大的颗粒。由于水泥水化生成物 Ca(OH)2具有强烈的吸附活性,使这些较大的颗粒进一步与粗集料结合起来,形成水泥碎石的链条状结构,形成坚固的联结,这是水稳具有一定强度的主要原因。3.2.2 硬凝反应随着水泥水化反应的深入,溶液中析出大量 Ca2+,当 Ca2+的数量超过上述离子交换的需要量后,则在碱性的环境中使组成矿物的 SiO2和 Al2O3的一部分同Ca2+进行化学反应,生成不溶于水的稳定的结晶矿物,从而增
22、大了混合料的强度。这种反应称为硬凝反应。3.2.3碳酸化作用水泥水化物中的游离 Ca(OH)2不断地吸收水中的HCO 和空气中的 CO2,生成 CaCO3。这种反应也能使集料固结,提高集料的强度,但比硬凝反应的作用差一些。从开始加水拌合到碾压终了的时间越长,水泥稳定碎石的压实度越低,因为加水拌合后,水泥很快和混合料中的水反应,生成水花硅酸钙,水化铝酸钙,水化铁酸钙等水化矿物,致使混合料逐渐凝固硬化。在碾压时,压路机破坏这个凝结力需要消耗一些压实功,从而混合料的孔隙率难以降低,不易压实,干容重随之降低,因而压实度降低。3.3混合料的配合比对压实度的影响混合料中碎石较多,压实度就会偏高,甚至可能超
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