二灰碎石基層施工質(zhì)量控制

1寧津鹽高速鹽段2.灰色碎石具有完整性強(qiáng)、承載高、施工方便的特點(diǎn)，有效利用了工業(yè)廢物等綜合功能。這是江蘇省“五”路瀝青路的典型基本結(jié)構(gòu)。寧靖鹽高速公路鹽城段全長32.68km,路面結(jié)構(gòu)為瀝青混凝土面層17cm加二灰碎石基層35cm加二灰土底基層20cm。從路面結(jié)構(gòu)可以看出,基層是路面主要的承重層。其主要作用是將面層傳來的行車荷載分布給底基層,使瀝青面層不處于超應(yīng)力狀態(tài)。從其發(fā)揮的作用可以看出,它對所選用的材料和施工質(zhì)量是影響瀝青混凝土面層使用性能和使用壽命的最關(guān)鍵因素。為此,對二灰碎石基層施工質(zhì)量控制問題進(jìn)行探討。2材料的選擇2.1灰存放時(shí)間(1)規(guī)范規(guī)定二灰碎石基層所用石灰含有效CaO+MgO含量達(dá)Ⅲ級消石灰或Ⅲ級生石灰的標(biāo)準(zhǔn)即可。而鹽城段施工規(guī)定石灰的有效CaO+MgO含量應(yīng)大于等于Ⅱ級以上,高于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)樵谕瑯拥膭┝肯?等級高的石灰有更多的活性氧化物起作用,與粉煤灰中有效物質(zhì)在水和壓力的作用下,對碎石的穩(wěn)定效果更好,在滿足強(qiáng)度要求的條件下,其石灰用量會(huì)相應(yīng)減少。(2)石灰存放時(shí)間對石灰的品質(zhì)有極大的影響。筆者做了大量試驗(yàn)后得知,在沒有雨水作用下,消石灰在大氣中放置7d,有效氧化鈣加氧化鎂含量損失10%左右;放置一個(gè)月,則損失40%左右。為此,根據(jù)工程施工進(jìn)度,合理安排材料進(jìn)場。對于存放時(shí)間較長的消石灰不得使用,同時(shí)對進(jìn)場的石灰必須進(jìn)行覆蓋。(3)消解石灰的質(zhì)量對基層質(zhì)量的影響。石灰消解的需水量,從理論上僅為石灰的24.32%,但是由于石灰消解是一個(gè)放熱反應(yīng)過程,實(shí)際加水量要達(dá)到70%以上。為此,一要注意控制用水量,二要注意控制加水速度。對于活性大的石灰,如加水過慢、水量不夠,則已消化的石灰顆粒產(chǎn)生Ca(OH)2,包圍于未消化顆粒周圍,使內(nèi)部石灰不易消化。對于活性差的石灰,如加水過快,則發(fā)熱量少、水溫過低,增加了未消化顆粒,都會(huì)影響消解石灰的質(zhì)量,降低消石灰的使用品質(zhì)。為消除石灰中的殘?jiān)徒Y(jié)團(tuán),要求消石灰過10mm孔徑的篩。這是為了保證消石灰與粉煤灰能充分反應(yīng)及拌和樓計(jì)量準(zhǔn)確。另外,顆粒較大的石灰因未完全消解,基層成型后在養(yǎng)生期間,未充分消解的石灰塊遇水后繼續(xù)消解,將引起局部爆裂、崩解和起泡,造成基層松散、裂縫而破壞,既影響內(nèi)在質(zhì)量,又影響平整度和外觀,國內(nèi)已有不少教訓(xùn)。2.2料堆與堆土所用粉煤灰均來自電廠,粉煤灰中SiO2、Al2O3等活性氧化物的總含量大于70%,燒失量不超過20%,比表面積大于2500cm2/g。堆放采用推土機(jī)與挖掘機(jī)聯(lián)合作業(yè),盡量使料堆增高,并用堆土機(jī)壓實(shí),排除灰中部分水份,用彩條布覆蓋,防止雨水浸淋。檢測各標(biāo)段粉煤灰化學(xué)組分見表1。2.3灰礫石的性二灰碎石選用三種集料,摻配后滿足規(guī)范要求的連續(xù)級配,其最大粒徑不超過31.5mm。施工中對石料最主要的指標(biāo)是最大粒徑和級配以及壓碎值,它對保證二灰碎石的壓實(shí)度,提高基層強(qiáng)度有著重要作用。粒徑太大,拌和、攤鋪、壓實(shí)均有一定的難度,表面平整度也難以保證。粒徑太小,細(xì)粒和二灰含量增加、基層材料的比面積增大,易產(chǎn)生細(xì)微裂縫。因此,為基層設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)良的集料級配最關(guān)鍵。3合作成本設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)原則使基層在滿足強(qiáng)度條件下,盡量采用低的石灰劑量和二灰用量。3.2混合料級配范圍確定(1)確定集料級配。表2是三種集料的篩分結(jié)果,和規(guī)范要求的級配。根據(jù)規(guī)范要求級配,確定集料級配比為:1號∶2號∶3號=20∶40∶40經(jīng)計(jì)算摻配后的集料粒徑和料場取樣摻配粒徑分布如表3。為了確保生產(chǎn)過程中不斷進(jìn)料級配符合規(guī)范要求,特確定每種集料級配范圍如表4,以保證摻配后的混合料級配滿足要求。(2)結(jié)合江蘇省以往高速公路施工經(jīng)驗(yàn),以石灰與粉煤灰的比例及二灰與集料比例進(jìn)行正交試驗(yàn)確定六組配比。如表5。3.3最大干密度和最佳含水量采用?152mm×120mm規(guī)格的擊實(shí)筒,擊實(shí)層數(shù)為3層,錘擊次數(shù)為98次/層,配以5.0%、6.0%、8.0%、10.0%、11.0%的含水量得出最大干密度、最佳含水量如表6。3.4溫度、濕度控制采用?150mm×150mm規(guī)格的試模,按預(yù)定干密度制作試件,在25℃±2℃的溫度及相對溫度95%以上的濕度下養(yǎng)生六天,第七天浸水(浸水水溫與養(yǎng)生溫度一致),濕度溫度采用自動(dòng)溫濕控制儀控制,每天四次人工記錄溫度、濕度,均符合規(guī)范要求,對浸水后的試件進(jìn)行抗壓試驗(yàn),其結(jié)果如表7。根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果以及規(guī)范和省高指指導(dǎo)意見,綜合鹽城的氣候特征,同時(shí)考慮到室內(nèi)試驗(yàn)的保證系數(shù)及半剛性基層的干縮、溫縮特性,石灰用量采用5%、集料用量采用82.5%即b類配合比。4測試商店4.1準(zhǔn)備(1)最大干密度和最佳含水量采用設(shè)計(jì)配合比為石灰∶粉煤灰∶1號料∶2號料∶3號料=5∶12.5∶16.5∶33.0∶33.0,最大干密度為2.12g/cm3,最佳含水量為8.0%。根據(jù)實(shí)測各種材料的含水量后計(jì)算實(shí)際施工生產(chǎn)配合比為石灰∶粉煤灰∶1號料∶2號料∶3號料=5.8∶16.9∶15.3∶30.7∶31.3。(2)重新測量下層的高度、寬度、橫向坡度和平坦度，并清除表面的緩慢在攤鋪前半小時(shí)對二灰土表面進(jìn)行灑水、潤濕以利于下基層的良好粘結(jié)。4.2鄭4.2.1材料用量的確定采用WCQ-300型二灰碎石拌和樓。開拌前檢查各傳動(dòng)系統(tǒng)及斗門運(yùn)行是否良好,確認(rèn)沒有異常后進(jìn)行電子稱歸零。設(shè)定該機(jī)單位時(shí)間產(chǎn)量為3000kN/h,輸入各種材料用量分別為:石灰5.8%×3000=174kN/h;粉煤灰16.9%×3000=507kN/h;1號料15.3%×3000=459kN/h;2號料30.7%×3000=921kN/h;3號料31.3%×3000=939kN/h。皮帶輪勻速旋轉(zhuǎn)送料以控制各種材料單位時(shí)間的用量,從而控制生產(chǎn)配合比。4.2.2配合比拌和樓5個(gè)料斗按出料的先后順序依次為2號料、粉煤灰、1號料、石灰、3號料,采用裝載機(jī)連續(xù)投料,專人看守,發(fā)現(xiàn)料斗堵塞及時(shí)用搗棒疏通。在粉煤灰出料至運(yùn)輸皮帶處加設(shè)一層濾網(wǎng)。防止粉煤灰團(tuán)進(jìn)入運(yùn)輸皮帶。濾網(wǎng)下方以人工將粉煤灰團(tuán)搗碎,及時(shí)再次添入運(yùn)輸皮帶?；旌狭显诎韪字邪韬?0～20s,待拌和樓正常生產(chǎn)維持一段時(shí)間后,同時(shí)停止五個(gè)料斗的出料,在運(yùn)輸皮帶上同寬1m范圍內(nèi)稱出石灰、粉煤灰和集料的質(zhì)量,并列出各自的含水量。計(jì)算出實(shí)際的配合比為石灰∶粉煤灰∶集料=4.9∶11.6∶83.5,實(shí)測混合料含水量為6.6%。采取集料混合料篩分結(jié)果均符合標(biāo)準(zhǔn)見表8。4.3鋪裝4.3.1頂面高程的測定施工放樣,試鋪段頂寬11.94m,底寬12.32m,測量工程師每10m放一中樁,在橫向距中樁0.6m、6.5m、12.4m處用紅布水泥釘作記號,測出相應(yīng)底基層高程。定點(diǎn)算出二灰碎石松鋪厚度。每10m沿橫向釘兩排鋼釘,鋼絲繩一端用鋼釬固定,另一端收緊。鋼絲繩的拉力大于800N。在鋪層寬度外側(cè)培出土路肩,高度略高于鋪層厚度,并進(jìn)行初步夯實(shí),寬度約為20cm。在熨平板下墊放木板,并用水準(zhǔn)儀測量墊放木板的頂面高程,使之高于虛鋪高程0.5cm,同時(shí)控制好橫坡。攤鋪機(jī)操作人員對攤鋪機(jī)的自動(dòng)找平儀、夯實(shí)器、喂料器、螺旋布料器作進(jìn)一步的檢查、人員定崗、機(jī)具定位。4.3.2wtu-65機(jī)的墊鋪配備20輛運(yùn)輸車,專人指揮卸料,嚴(yán)禁料車倒車撞擊攤鋪機(jī)和使用手剎,以免加大攤鋪機(jī)阻力而影響路面平整度。采用ABG-423型和WTU-75型兩臺(tái)攤鋪機(jī)分上、下兩幅梯隊(duì)攤鋪,ABG-423機(jī)在前,先攤鋪外側(cè)半幅。將攤鋪機(jī)鎖定2%橫坡,標(biāo)高由外側(cè)鋼絲繩控制。WTU-75機(jī)攤鋪內(nèi)側(cè)半幅,標(biāo)高和橫坡由內(nèi)側(cè)鋼絲繩控制。中間在已攤鋪好的二灰碎石頂面上用自動(dòng)找平儀滑桿控制,攤鋪機(jī)行駛速度為2～3m/min,夯錘頻率為300r/min,兩側(cè)各有一名操作人員控制自動(dòng)找平儀滑長并及時(shí)處理前方影響自動(dòng)找平儀正常工作的障礙。4.4壓實(shí)機(jī)具組合、速度攤鋪長度在100m左右時(shí),壓路機(jī)開始先輕后重,由外側(cè)到內(nèi)側(cè)進(jìn)行碾壓。壓實(shí)機(jī)具組合、速度見表9。來回一次算一遍,軌跡交錯(cuò)10cm左右,提高平整度。4.5松鋪系數(shù)測試采用定點(diǎn)追蹤法,每個(gè)斷面5個(gè)點(diǎn)測出二灰土頂面標(biāo)高、虛鋪標(biāo)高及碾壓后標(biāo)高,從而計(jì)算出松鋪系數(shù)。現(xiàn)場測試4個(gè)斷面,松鋪系數(shù)平均值為1.364。經(jīng)檢測,試鋪段的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足施工要求,說明確定的拌和工藝、攤鋪速度及碾壓方式等是成功的。5注重對于最佳含水量的控制(1)高速公路路面基層采用機(jī)械化施工,機(jī)械設(shè)備應(yīng)配套,生產(chǎn)能力要協(xié)調(diào)。一般情況下,攤鋪機(jī)的工作效率比較高,因此怎樣保證攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的連續(xù)性是承包商需要統(tǒng)籌考慮的重點(diǎn),盡量避免攤鋪機(jī)間斷工作,以免影響工程的質(zhì)量和效率。(2)鹽城段路面基層施工自2000年3月至2001年初,期間的施工溫度雖然滿足規(guī)范中所規(guī)定大于5℃的要求,但溫度變化較大,最高氣溫40℃,最低溫度5℃左右,施工時(shí)高溫季節(jié)水份蒸發(fā)較快,本來拌和的含水量能滿足最佳含水量要求,但等到攤鋪時(shí)含水量就明顯地低了。因此,在炎熱的季節(jié)施工,首要的是應(yīng)保證碾壓時(shí)的含水量。一般從拌和到碾壓時(shí)間控制在2個(gè)小時(shí)以內(nèi),如氣溫在35℃左右,拌和時(shí)應(yīng)多加最佳含水量2%的為宜,這樣到碾壓時(shí)含水量基本能控制在最佳含水量范圍。還可采取縮短運(yùn)輸周期,覆蓋防曬苫布。盡快攤鋪,盡快碾壓。(3)施工完畢要保濕養(yǎng)生7d。由于二灰碎石混合料是一種緩凝材料,初期強(qiáng)度低,