公路工程论文发表路面基层级配碎石试验检测

时间:2013-11-29 分类:交通运输

  摘要:级配碎石在公路上越来越广泛的作为路面基层或底基层,在实际施工过程中试验检测工作尤为重要,把级配、压实度的作为控制重点,做好这两个方面的双控。

  关键词:级配碎石,试验检测,施工控制

  水泥稳定碎石基层沥青路面容易产生裂缝,特别在重载交通条件下,路面结构更容易过早破坏。随着级配碎石在二、三级公路、高速、一级公路上越来越广泛的作为路面基层或底基层,在实际施工过程中试验检测工作尤为重要。

  1 混合料组成及配合比设计

  1.1 混合料组成?

  水泥作为唯一的稳定剂,其质量十分重要。施工应选用终凝时间较长(宜在6h以上)、强度等级为32.5Mpa的水泥。为使稳定碎石有足够的时间进行拌和、运输、摊铺、碾压,不应使用快凝水泥、早强水泥以及受潮变质水泥,使用前必须对水泥进行复试。在研究掺粉煤灰水泥稳定碎石时,应根据《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)中水泥稳定碎石的级配范围,考虑了规范范围内典型的五种级配,即级配范围的上限、中限、下限和上顶下底及下顶上底。采用中限和上顶下底及下顶上底三种级配,中限级配采用根据现场材料情况调整趋向规范中值级配(GD)。混合料配合比中,水泥剂量定为5%,粉煤灰剂量定为10%,即配合比是水泥:粉煤灰:碎石为5:10:85。

  1.2混合料组成设计

  ①设计图纸确定水泥剂量为3%、4%和5%,试验室只能对3种集料的比例进行调整、试配、筛分,最终确定一组符合规定组成范围的掺配比例。试验室初步拟定了3种方案。然后将3种集料按拟定的比例混合,分别进行筛分。根据筛分结果分析,只有方案C的级配曲线落在标准级配范围内,所以最终确定原材料中各种规格碎石的用量比例为:1#料:2#料:3#料=40:25:35(%)。

  ②将配好的集料分别掺入3%、4%、5%的水泥,形成3个样品,分别对每个样品进行击实试验(求出最佳含水量和最大干密度)和无侧限抗压强度试验(7天饱水抗压强度)。

  我们可以看到3%、4%、5%水泥含量的所有试件7天饱水平均抗压强度均达到设计要求,且随着水泥含量的提高,强度富余值越大。由此可见,水泥含量对水泥稳定粒料基层的强度起着至关重要的作用。

  1.3 设计方法步骤?

  1)级配选择。各种不同粒径的集料,按照一定比例搭配起来,才能达到较高的密实度和较大的摩擦力。因此,要求碎石集料有一定的级配。但施工时所用碎石集料颗粒不均匀,原材料级配基本不符合工程使用要求。所以,原材料选定后,要对集料进行级配设计和级配调整,使其合成级配尽量满足设计级配的要求。?

  2)水泥粉煤灰结合料比例的确定。结合料的具体比例,由结合料的强度试验确定。?

  3)其他路用性能检验。初步拟定配合比后,综合考虑混合料的抗拉性、刚度、耐久性、抗疲劳性、抗裂性等路用性能,得出最佳粉煤灰含量,从而确定最佳配合比。?

  4)最佳级配确定。在确定最佳粉煤灰剂量后,变化集料级配,通过混合料路用性能验证,分析规范中三种典型级配对混合料路用性能的影响,得出最佳级配。

  2混合料的拌和、摊铺、碾压、养生

  2.1混合料的拌和

  根据技术规范要求,混合料采取集中搅拌站拌制。拌和过程中各种材料严格计量,严格按试验确定的配合比进行。特别应严格控制水泥剂量,水泥剂量过少,不能保证基层施工质量;过多则容易引起基层表面裂纹增多且不经济。实际水泥剂量可比室内试验的水泥剂量增加0.5%(考虑现场与室内试验的条件差),混合料采用强力式搅拌机拌和,拌和时间不少于60s,拌和过程中还应重视含水量的影响,考虑混合料在运输、摊铺、碾压过程中的水分损失,拌和含水量应根据原材料含水量、天气、现场施工经验进行稍微调整。

  2.2混合料的运输、摊铺

  ①运输。混合料宜采用大吨位车辆运输,并尽量缩短运距,修建好运输通道,减少中途停车及颠簸,避免混合料凝固或离析,并根据天气情况考虑做好防止水分丧失的措施。总之,应作好施工组织安排,做到随拌随铺。

  ②摊铺。混合料摊铺前应对土基的高程、宽度、横坡进行全面检查,对于不合格的要坚决处理。摊铺前应对土基进行全面清理,确保土基干净。

  摊铺前应准确进行施工放样,按每幅摊铺宽度准确放出轴线及高程,内外侧直线段每20米各放一个桩,曲线段每10m各放一个桩,桩上用红油漆划出压实后的基层高程。

  为确保摊铺的质量和减少接缝,基层采用摊铺机摊铺混合料。现场试验人员应随时检查运至现场的混合料的配比及含水量,并及时将情况反馈到拌和站。通过试验段确定虚铺系数,摊铺时要严格控制虚铺系数,随时检查松铺厚度,如与试验数据不符,要及时进行调整。同时摊铺机两边各派一人消除粗细集料分离现象,如果发现粗集料成窝应予铲除,并用新拌和的混合料填补。采用人工填补时,不能扬铲。此项工作必须在碾压前完成,严禁薄层找平。

  接缝:在施工过程中为尽量减少纵向接缝,按道路中心线划分为左右两幅进行摊铺。在摊铺过程中若因故中断时间较长,应设置横向接缝。对横向接缝,人工将末段含水量合适的混合料弄整齐,紧靠混合料放两根方木,方木的高度与混合料的压实厚度相同,整平紧靠方木的混合料,碾压密度。重新摊铺混合料前,将方木取出,将下承层顶面清扫干净。施工纵向接缝必须垂直,严禁斜接,纵向接缝处理方法同横向接缝。养生结束后,在摊铺另一幅之前拆除支撑木。#p#分页标题#e#

  ③压实。先用轮胎压路机初压一遍,基本整平,再用振动压路机碾压两遍(带振),最后用轮胎压路机碾压一遍。静压速度为1.5km/h,振压速度2km/h,碾压时轮迹重叠不小于1/2轮宽。遵循先轻后重、先两边后中间的原则,严禁在已完成或还在碾压的路段上\"调头\"和\"急刹车\"。

  ④养生。每段碾压完成并经压实度检查合格后应立即开始养生,养生采取覆盖洒水湿养,洒水要均匀、充足,确保养生期间水泥稳定混合料始终保持湿润。养生期不少于7天。

  2.3检测试验

  对水泥稳定粒料混合料的质量检测从两个方面控制:压实度检测和无侧限饱水抗压强度检测。

  压实度:采用灌砂试验法,根据规范要求,每1000m2检测3个点。为了配合现场指导施工,采用酒精燃烧法测出混合料的含水量,现场计算压实度,判断是否达到标准。如不合格,则立即要求压实机械继续碾压,直到满足要求为止。

  无侧限饱和抗压强度:在混合料运到施工现场后随机取样,然后送至试验室成型试件。试件在标准养护条件下养护6天,饱水1天后进行试压检测无侧限抗压强度。

  为了更好的控制混合料的配合比及拌和情况,还需做水泥剂量测定(EDTA滴定法),判断水泥剂量是否达标或者搅拌是否均匀,以此来调整配合比和拌和时间,这样才能确保基层的施工质量。

  3结语

  通过试验段施工,混合料外观来看拌和均匀,级配良好,没有粗细颗粒离析现象。现场经振动压路机静压一遍,再采用低频高幅,使级配碎石中下部分密实。之后,采用高频低幅对中上部进行压实,使上下一致密实,碾压三遍,检测压实度已达98%,表面观察轮印没完全消除,说明室内标准干密度偏小,重压三遍后,表面平整无轮迹,此时试验室从现场取混合料反复击实,最终确定最大干密度2.42g/cm3,最佳含水率还是4.0%,此时检测现场压实度达98.7%,符合规范要求,以试验段所得参数做为施工中压实度控制依据。检测中把级配、压实度作为控制重点,做好这两个方面的双控。对级配碎石的组成材料选择要严格控制和筛选,在施工过程中要及时根据筛分结果进行合理的调整,通过筛分的结果和压实度的数据分析,更好的为施工做好后场服务,是控制级配碎石施工质量的最佳手段。

  参考文献:

  [1] JTG E42-2005.公路工程集料试验规程[S].2005

  [2] JTJ034-2000.公路路面基层施工技术规范[S].2000

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