水泥稳定碎石基层施工过程试验检测

 一、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%~6%,7天的无侧限抗压强度可达5.0Mpa左右,较其他路基材料高。水泥稳定碎石成型后遇雨不泥泞,表面坚实,是高级路面的理想基层材料。

二、路面基层的技术性能:

路面基层的技术性能主要包括力学性能和路用性能两个方面,具体体现为以下内容。

1. 力学性能:

力学性能是指材料在不同环境下,承受各种外加荷载时所表现出的力学特征。(1)半刚性基层的力学性能主要用无侧限抗压强度和劈裂强度(抗弯拉强度)来表征,用7天龄期的无侧限抗压强度来进行配合比的设计和施工质量的控制,半刚性基层的力学性能都是在饱水24小时的力学特征,因而也是水稳定性能的反应。(2)水泥稳定材料的7天龄期无侧限抗压强度标准值表1-1的规定。

表1-1水泥稳定材料的7天龄期无侧限抗压强度标准(Mpa)

结构层 公路等级 极重、      特重交通 重交通   中、轻交通 

基层   高速公路和一级公路   5.0-7.0  4.0-6.0  2.0-5.0

       二公路及二级以下公路 4.0-6.0  3.0-5.0  2.0-4.0

注:公路等级高或交通荷载等级高或结构安全性要求高时,推荐取上限值

2. 收缩特性:

半刚性基层的收缩主要表现为干燥收缩和温度收缩。干燥收缩是由于半刚性基层中水分不段减少所引起的材料体积收缩现象,温度收缩是由于不同矿物颗粒所组成的固相、液相和气相等在温度变化特别是降温过程中相互作用,使得材料产生体积收缩造成的。虽然干缩和温缩发生的原因不同,但都会引起半钢性结构体积的变化,从而诱发裂缝。

半刚性基层的干、温缩特性与结合料的类型,剂量、试件的含水率和龄期等因素有关。干缩破坏主要发生在基层成型的初期,尚未被沥青面层覆盖的阶段。温缩破坏主要是由基层在使用初期昼夜交替产生温差引起的。集料中0.075mm以下的含量对半钢性基层材料的收缩影响非常大,因起在施工时应严格控制0.075mm以下的材料用量。收缩裂缝的危害主要表现在两个方面,外界水分通过裂缝渗入会引起面层的冲刷剥落或基层的冲刷唧泥,过小的裂缝间距破坏了路面结构的整体性,改变了受力状态。

3、冲刷特性:

沥青路面开裂通过面层进入基层的水若不能及时排除,路表水进入基层顶面,遇水后湿软,原本非结合料联结的颗粒间联结力减弱或丧失,在高速或重载车辆的作用下产生很大的动水压力,将细料冲刷带到路表面,造成唧泥和路面面层脱空,基层冲刷破坏的程度与水量和材料中细集料有关,水量越大,细集料含量越多,冲刷破坏越严重。

三、原材料检测

1、水泥

所用水泥强度等级应为32.5或42.5的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可,但应选用初终凝时间较长的水泥(初凝时间大于3小时,终凝时间大于6小时且小于10小时的水泥)。快硬水泥、早强水泥及已受潮变质的水泥不应使用。宜采用标号较低符合规范要求的水泥。

2、水

符合(生活饮用水卫生标准)(GB 5749)的饮用水可直接作为基层或底基层材料的拌合用水和养生用水。拌合使用非饮用水时应进行水质检测,技术要求应符合(公路路面基层施工技术细则)(JTG/T F20-2015)中表3.5.2的规定。

3、粗集料

所用被稳定材料的粗集料宜采用各种硬质岩石或砾石加工成的碎石,也可使用天然砾石。所用的粗集料应满足表1-2的技术要求,并应级配稳定,塑性指数不大于9。级配碎石或砾石的粗集料应采用具有一定级配的硬质石料,且不应含有土块、有机物、生活垃圾等 。级配碎石或砾石用作基层时,高速公路和一级公路公称最大粒径应不大于26.5mm,二级路及二级以下公路时公称最大粒径不应大于31.5mm。所使用的单粒径粗集料规格应符合(公路路面基层施工技术细则)(JTG/T F20-2015)中表3.6.2中G3、G8、G11。

表1-2  粗集料技术要求

水泥稳定碎石基层施工过程试验检测插图

4、细集料

细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的颗粒级配。高速公路和一级公路用的细集料技术要求应符合表1-3。所使用的细集料规格单粒径应满足(公路路面基层施工技术细则)(JTG/T F20-2015)中表3.7.3中XG2、XG3。对0-3和0-5mm的细集料应分别严格控制大于2.36mm和4.75mm的颗粒含量。高速公路和一级公路细集料中小于0.075mm的颗粒含量应不大于15%,二级路及二级以下的公路,细集料中0.075mm的颗粒含量应不大于20%。                                                  

四、级配检测

根据当地材料的特点,通过原材料性能的试验检测,选择适当的基层类型。目标级配可根据表1-4级配范围确定,生产级配应尽量与目标级配相吻合或接近。检测步骤如下:(1)在运输皮带骤停的状态下取其中一截的全部材料(图1.1)。(2)采用酒精燃烧法对所取材料进行天然含水率检测(3)通过筛分对级配进行分析。

注:(1)用于二级及二级以下公路时,级配宜符合C-C-1、C-C-2、C-C-3的规定。C-C-1级配宜用于基层和底基层,C-C-2和C-C-3级配宜用于基层,C-C-3级配宜用于极重和特重交通下的基层。(2)被稳定材料的液限宜不大于28%(3)用于高速公路和一级公路时,被稳定材料的塑性指数宜不大于5,用于二级及二以下公路时,塑性指数宜不大于7。

水泥稳定碎石基层施工过程试验检测插图1

图1.1  取样对级配进行检测

五、水泥剂量、含水率检测

1、水泥剂量

水泥剂量采用EDTA法检测。EDTA标准曲线标定步骤:(1)取工地上的材料,烘干含水率。(2)计算出所需要的材料(3)准备5种试样,每种2个样品。(4)5种混合料的水泥剂量应为0,所加水泥为最佳水泥剂量±2%。(5)加入最佳用水量进行拌合。(6)取一个盛有试样的盛样器,在盛样器内加入两倍试样质量的氯化铵溶液(如湿料质量为300g,则加入600g的氯化铵溶液)搅拌3分钟(每分钟搅110-120次)放置沉定10分钟。(7)用移液管吸取上层(液面1-2cm)悬浮液10ml放入200ml的锥形瓶内,用量管量取50ml的氢氧化钠(内含三乙醇胺)倒入锥形瓶内,在加入0.2g的钙红指示剂摇匀,溶液呈玫瑰红色。纪录滴定管中EDTA二钠的溶液,然后用EDTA二钠标准溶液滴定,边滴定边摇匀,并仔细观察溶液的颜色,在溶液颜色变为紫色时,放慢滴定速度,并摇匀,直到变为蓝色,纪录滴定管中EDTA二钠的消耗量。

对其他几个盛样器的试样,用同样的方法进行试验,并纪录各自的EDTA二钠标准溶液的消耗量。

以EDTA二钠标准溶液消耗量为纵坐标,水泥剂量为横坐标。两者的关系应是一根顺滑的曲线。如图1.2所示。

水泥稳定碎石基层施工过程试验检测插图2

拌合站水泥用量一定要按最佳水泥用量控制准确,用量太少减少胶凝作用强度得不到保证,用量太大加大水化热反应极易形成裂缝(图1.2)。

水泥稳定碎石基层施工过程试验检测插图3

图1.2  干缩裂缝

 3. 含水率

室内击实试验测得最佳用水量,拌合现场可根据天气适当的增加0.5-1%的用水量。现场采用酒精燃烧法测定含水率。拌合站一定要控制准确。拌合过程中,含水量控制不好,没有充分考虑天气、运距对混合料含水量的影响。混合料含水量相对于最佳含水量过低,保证不了水泥稳定层水化作用所需的足够水份,强度无法形成,也不易压实;用水量过高,极易形成弹簧,级配不易压实车辆行驶后形成车辙、坑塘(见图1.2),水稳层成型之后有多余的游离水分填充空隙,当其发挥后,就有可能造成干缩裂缝。

水泥稳定碎石基层施工过程试验检测插图4

图1.2  含水率过高,形成弹簧不易压实,车辆行驶后形成车辙

六、摊铺碾压

根据试验路段确定的松铺系数进行控制摊铺,测量人员及时检查各桩号顶面标高,控制布料厚度。摊铺中严格控制前进速度,使摊铺能连续进行,尽量不停顿。在摊铺机或平地机后面配备相应的人员对离析部位进行处理,用新料进行填补。混合料处于最佳含水量情况下用重型震动压路机紧跟混合料的摊铺面进行碾压,开始用震动压路机进行稳压1遍,弱震一遍,然后强震4-6遍,碾压时由横坡底的一侧向高的一侧碾压,碾压时重叠1/2的轮宽。碾压速度应控制在1.5-1.7km/h。在操作中应做到三快、快运输、快摊铺、快碾压,以确保从加水拌和到碾压终了的时间不超过3-4小时,并短于水泥的终凝时间。对于压路机难于压实的地段,应配备夯实机进行夯实,以保证压实度。

七、平整度检测

平整度是指道路表面相对于理想平面的竖向偏差。路表的不平整会增大行车阻力,使车辆产生附加振动,造成行车颠簸,影响乘客舒适性。不平整的路表积水,不仅加速路面损坏,也给行车带来安全隐患。因此平整度是评价路基路面施工质量和路面使用性能的重要指标。

检测平整度的方法有:三米直尺、连续平整度仪、车载式颠簸累计仪测定试验方法。

三米直尺检测方法及步骤如下:

(1)按规范选择测试路段 

(2)清扫测定位置的污物

(3)每200m测定2处,每处检测10尺

(4)根据需要测定的位置,将三米直尺摆在测试点的地面上

(5)目测三米直尺底面与路面直间的间隙情况,确定最大间隙位置

(6)用有高度标线的塞尺赛进间隙处,量测其最大间隙的高度(mm), 

(7) 连续测定10尺,判断每个测定值是否合格,计算出合格率,并计算出10个最大间隙的平均值。

八、压实度检测

碾压是路基路面施工的重要环节,压实质量与路基路面的强度、刚度、稳定性和平整度密切相关,压实度是路基路面施工质量检验的关键项目。

对于无机结合料稳定类基层或底基层,压实度是筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比,以百分比表示。标准最大干密度需要在施工前通过室内重型击实试验或振动压实试验得到;压实后的干密度通常采用挖坑罐砂法检测。

挖坑罐砂法测定压实度的基本原理是;在压实层挖坑取出材料,烘干,获得干质量,利用密度确定的砂罐到坑里,以置换坑的体积,从而得到压实材料的干密度,进而计算得到压实度。

采用罐砂法检测压实度时应注意以下几点:(1)必须保证标准最大干密度的试验材料与现场压实层填料是同种材料,计算得到的压实度才有意义。对于不同的填筑材料,要分别进行击实试验得到相应的最大干密度,作为压实度计算的标准。如果发现试坑材料组成与击实试验的材料有较大差异时,可以试坑材料做标准击实试验,求起实际的最大干密度。(2)量砂要规则,量砂如果重复使用时,一定要注意晾干,处理一致,否则影响量砂的松方密度,(3)每换一次量砂,都必须测定松方密度,量砂筒下部圆锥内砂的数量也应该每次重新标定,因此量砂宜事先准备较多的数量,切勿到试验时临时找砂,又不进行标定,仅使用以前的数据 。(4)地表面要平整。(5)在挖试坑时试坑周壁应竖直,避免出现上大下小或上小下大的情况,这样就会使检测密度偏大或偏小。(6)压实度应反映某测试层整体厚度范围内的压实质量,因此挖坑深度应等于测试层厚度。

九、无侧限强度检测:

无侧限的制作根据当天检测的最大干密度进行计算单个试件所需要的用量,将整个试摸连同上下垫块一起放到压力机上,以1mm/分钟的加载速率进行加压,直到上下垫块都压入试摸为止,维持稳压2分钟。在成型2-6小时内脱模,脱模后称其质量立即放入塑料袋中封闭,放入标准养护室养生6天后称其质量饱水1天进行无侧限强度抗压试验检测。在进行强度试验时,试件需放置在竖向荷载的中心位置,以1mm/分钟的加载速率进行加压。

十、钻取芯样

钻芯的主要目的:检测水泥稳定碎石的厚度、密实度、强度。按随机选点的方法对已铺筑到龄期的水泥稳定碎石进行检测(每个作业段不少于9个点)。对钻芯所留下的坑孔,应及时用同等强度的材料进行填补,避免成为路面损坏的隐患。

施工过程中拌合站和现场控制质量的关键内容见表1-5、1-6。

0

评论0

请先

没有账号? 注册  忘记密码?

社交账号快速登录

微信扫一扫关注
扫码关注后会自动登录网站
普人特福的博客cnzz&51la for wordpress,cnzz for wordpress,51la for wordpress