淺談水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層施工的質(zhì)量控制

趙治國(guó)

(大慶市華大道橋有限公司)

1 因混合料引起的裂縫

因?yàn)樗喾€(wěn)定碎石是一種快凝的膠凝材料,和其他膠凝材料一樣也有收縮的性質(zhì),主要是干縮和冷縮。當(dāng)發(fā)生收縮時(shí),如受到底層或者其它因素限制,就有出現(xiàn)收縮裂縫的可能。水泥穩(wěn)定碎石混合料的干縮是由水分的散失引起的,失水越多,收縮愈大。影響混合料干縮性質(zhì)的因素有骨料數(shù)量、含水量和密實(shí)度等。導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的外因一般有:施工含水量過(guò)大。收縮裂縫的發(fā)生與發(fā)展和含水量有密切關(guān)系,含水量大則干縮和冷縮都大,因而施工中必須嚴(yán)格控制含水量。壓實(shí)度不夠,結(jié)構(gòu)中存在大孔隙的結(jié)構(gòu)才有可能產(chǎn)生較大的收縮孔隙,也是水分的藏身之處。施工期間重車行駛的影響:在混合料結(jié)晶結(jié)構(gòu)形成后,車輪作用使結(jié)構(gòu)破壞產(chǎn)生細(xì)微裂縫,收縮裂縫就有可能在這些地方出現(xiàn)。剛度增長(zhǎng)的影響:混合料基層的剛度隨齡期的增大而增大,變形能力減少,容易因收縮而開(kāi)裂,故混合料的剛度不宜過(guò)大。

2 水泥劑量控制不穩(wěn)

水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層的主要膠結(jié)材料為水泥,且為了防止出現(xiàn)收縮裂縫以及經(jīng)濟(jì)性的考慮,水穩(wěn)碎石基層的配合比設(shè)計(jì)一般采用規(guī)范范圍內(nèi)的低值進(jìn)行水泥用量設(shè)計(jì),而根據(jù)水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石的特性,水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石具有很高的水泥劑量敏感性。水泥用量低則膠結(jié)材料不足,不能形成足夠的強(qiáng)度;水泥用量高則膠結(jié)材料過(guò)剩,易出現(xiàn)過(guò)多的收縮裂縫;水泥用量高低不均則膠結(jié)材料分布不均勻,不能形成均勻板體結(jié)構(gòu)。

為了控制水泥劑量控制不穩(wěn)的問(wèn)題,主要通過(guò)水穩(wěn)拌合站進(jìn)行控制。主要控制方法為:固定各冷料倉(cāng)的開(kāi)口寬度及開(kāi)口高度,盡量保證各冷料倉(cāng)倉(cāng)口一致,各冷料倉(cāng)的材料施工期間固定不變,并嚴(yán)格按照規(guī)范要求測(cè)定各冷料的轉(zhuǎn)速—數(shù)量曲線,確保混合料級(jí)配。根據(jù)確定好的冷料轉(zhuǎn)速級(jí)配,通過(guò)試驗(yàn)段將水泥劑量從高到低調(diào)制至合格劑量并確定此時(shí)的水泥絞籠轉(zhuǎn)速,這樣固定各單質(zhì)材料的轉(zhuǎn)速,并隨時(shí)監(jiān)控劑量,是控制水泥均勻填加的最有效方法。但在施工中必須保證原材料運(yùn)輸能力,不得隨意因運(yùn)輸能力不足而頻繁調(diào)整冷料倉(cāng)及水泥絞籠的轉(zhuǎn)速。

3 級(jí)配碎石混合料離析

(1)優(yōu)化配合比設(shè)計(jì),改進(jìn)級(jí)配碎石混合料的特征,減少由于配合比設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的離析

①優(yōu)化級(jí)配碎石混合料配合比設(shè)計(jì),使混合料中各粒徑顆粒分布均勻。

②混合料拌和時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)日天氣情況適當(dāng)調(diào)整含水量。通過(guò)觀測(cè)級(jí)配碎石混合料發(fā)現(xiàn),當(dāng)混合料含水量較小(尤其低于最佳含水量)或過(guò)大(大于最佳含水量 3%以上)時(shí),混合料的粘聚性降低極為顯著。分析其原因,是由于級(jí)配碎石混合料中不含有任何其它粘結(jié)材料,集料之間的相互粘結(jié)作用完全由集料表面水膜的表面張力來(lái)提供。當(dāng)混合料含水量較低時(shí),集料表面水膜較薄或不足以形成水膜,粗集料上表面水膜的表面張力不足以使細(xì)集料附著在其上;當(dāng)混合料含水量較高時(shí),集料表面水呈流動(dòng)狀態(tài),使集料之間產(chǎn)生潤(rùn)滑作用,粗、細(xì)集料更易分離。只有當(dāng)混合料含水量合適時(shí),粗集料表面上的水產(chǎn)生的表面張力才能充分使細(xì)集料附著于粗集料表面,形成級(jí)配均勻的混合料。因此,在施工中應(yīng)根據(jù)施工當(dāng)日的天氣情況,使級(jí)配碎石混合料含水量較最佳含水量高 1.5%～3.0%。

(2)調(diào)整拌和、攤鋪設(shè)備的工藝參數(shù),控制和減少由于機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的混合料離析

①改進(jìn)穩(wěn)定粒料拌和站計(jì)量系統(tǒng),并在施工前對(duì)計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行檢定。為了保證粒料拌和站計(jì)量準(zhǔn)確、混合料級(jí)配穩(wěn)定,項(xiàng)目部對(duì)粒料拌和站計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn):增加了電子計(jì)量感應(yīng)設(shè)備,將計(jì)量精度較差的轉(zhuǎn)速計(jì)量方式改為精度更高的電子計(jì)量方式。在生產(chǎn)配合比調(diào)試前,對(duì)電子計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行了檢定,結(jié)果顯示其計(jì)量誤差小于 1%,計(jì)量精度滿足施工要求。

②調(diào)整拌和時(shí)各種規(guī)格集料的計(jì)量順序。通過(guò)對(duì)比分析,在生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)進(jìn)料斗與拌缸的距離,依次將粒徑較大的集料置于遠(yuǎn)端,而將粒徑較小的集料置于近端,同時(shí),根據(jù)橫向皮帶機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定各料倉(cāng)開(kāi)啟時(shí)差,確保橫向皮帶上各處混合料級(jí)配符合規(guī)范要求。通過(guò)采取上述措施,不但有效地保證了混合料的拌和質(zhì)量,而且節(jié)約了拌和時(shí)間。

③調(diào)整粒料攤鋪機(jī)的工藝參數(shù),使之與所攤鋪混合料及鋪筑厚度相適應(yīng)。

(3)優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì),合理組織施工,從施工工藝上控制和減少混合料離析

采取合理的混合料裝料、運(yùn)輸、卸料工藝。為了減少由于落差過(guò)大而發(fā)生的離析,在拌和機(jī)傳輸皮帶下安置一個(gè)可控制開(kāi)啟、閉合且容量足夠大的盛料斗,使所拌制的混合料先存儲(chǔ)于盛料斗,再由盛料斗放入運(yùn)輸車中。采取分層放料的方式降低了混合料放料時(shí)的落差,可減少由于落差過(guò)大產(chǎn)生的離析。為防止各粒徑集料進(jìn)入盛料斗時(shí)由于落距不同產(chǎn)生的離析,在拌和機(jī)傳輸皮帶正前方一定距離,安置一塊略向傳輸帶傾斜的鋼板。同時(shí),在盛料斗底部放料口處設(shè)置兩條相互垂直、寬度約為 30 cm的鋼板,使盛料斗在開(kāi)啟時(shí)呈“田”字狀放料,進(jìn)一步減小放料落差。運(yùn)輸車輛在裝料過(guò)程中,要前后挪動(dòng)車輛,呈“品”字狀接料?；旌狭线\(yùn)輸時(shí),所有運(yùn)輸車輛均采用尼龍蓬布覆蓋,并采取緊固措施,防止混合料在運(yùn)輸途中水分損失過(guò)大,同時(shí)阻止表面粗集料在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生移動(dòng)。運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)限制運(yùn)輸車輛的行駛速度,保持勻速行駛,避免在運(yùn)輸途中急加速、急剎車。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置專人指揮運(yùn)輸車輛倒車、卸料,做到倒車時(shí)料車居于攤鋪機(jī)中央不偏位,卸料時(shí)分次起斗。通過(guò)采取上述措施,有效降低了混合料在裝料、運(yùn)輸和卸料過(guò)程中的離析。