浅谈路面水稳基层材料检测 摘要:随着对高速公路路面使用性能的要求越来越高,大量的路 面建筑材料、新工艺、新技术、新结构不断涌现。水泥稳定碎石以 其良好的力学性能、耐久性和承载力高等技术特点,而且其几种主 要组成材料料源广泛,可以就地取材,便于加工,减少运输及生产 成本,在公路路面基层施工中广泛应用。但水泥稳定碎石也存在材 料级配、离析处理、摊铺碾压及养生很难控制的问题,形成局部松 散破碎、干缩裂缝等质量缺陷。这些都严重影响了水泥稳定碎石基 层作为半刚性过渡层在力传递上的承上启下作用。本文结合南京至 高淳新通道工程水稳基层施工过程中的材料检测,总结了在原材料 选择,配合比设计和施工过程中如何通过材料检测来进行质量控 制,为以后的水泥稳定碎石基层材料检测积累了经验。 关键词:水泥稳定碎石 基层 材料 检测 一、水泥稳定碎石基层简介。 水泥稳定碎石材料是由一定级配的集料和少量水泥拌合而成的 混合料,它是一种半刚性基层材料,具有强度大,稳定性好及刚度 大等特点。因而被广泛用于修建高等级公路沥青路面的基层或底基 层。水泥稳定碎石基层具有施工时污染少、早期强度增长快、板快 整体稳定性好等特点,是近年来高速公路路面结构中比较常见的半 刚性基层。 二、工程简介。 南京至高淳新通道工程高淳陆岸段(固城湖北路北延工程) (k43+592~k44+703.507)为一级公路标准,设计速度为 100km/h; 桥涵设计汽车荷载:公路-ⅰ级;高淳北互通连接线工程 (k44+703.507~k45+892.179)为城市主干道标准,设计速度为 50km/h;桥涵设计汽车荷载:公路-ⅰ级。机动车道路面结构:底 基层:20cm 低剂量水泥稳定碎石;基层:36cm 水泥稳定碎石;乳 化沥青封层;下面层:8cm 道路石油沥青中粒式沥青混凝土 sup-20; 乳化沥青粘层;上面层:4cmsbs 改性沥青细粒式沥青混凝土 sup-13. 水稳碎石底基层 98219 平方米,水稳碎石基层 114549 平方米;路 面 sup-13 面层共 64679 平方米,路面 sup-20 面层共 88302 平方米。 本工程水稳施工采用集中场拌法施工,场地的设置和机械设备均能 满足施工需要。施工中前场后场衔接有序,能够有效的推进现场施 工进度,局部段落基层采用两层联铺,在保证质量的情况下节约了 施工工期,提高了企业效益。 三、施工前期材料检测。 施工前重点加强进场原材料的检测,包括水泥和碎石和水。 1 水泥 水泥是影响水泥稳定碎石质量的关键。由于水泥稳定碎石的成型 必须在终凝前完成,而原材料的拌和、运输、摊铺、碾压须有足够 的时间,因此,不能用快硬水泥、早强水泥。一般选用缓凝型普通 硅酸盐水泥,初凝时间要求在 3h 以上,终凝时间不少于 6h。为了 有利于拌合及剂量上的控制,建议采用较低标号的水泥。该工程使 用中联水泥有限公司生产的 42.5 级普通硅酸盐缓凝散装水泥。 2 碎石 碎石应为坚硬、强度高、无风化的石灰岩料,其颗粒应具有规定 的级配组成。碎石一般的有机杂质含量应小于 2%,其最大粒径不应 大于 31.5mm,压碎值小于 28%;粗集料针片状含量应不大于 18%; 碎石粒径偏大,则粒料间的粘接力不足,受力颗粒极易松散,整体 性差;若粒径偏小,基层强度不够,预防温缩、干缩裂缝的能力越 弱。级配取用中值范围,且小于 0.075mm 颗粒不宜大于 3%,碎石中 小于 0.6mm 的颗粒必须做液限和塑性指数试验,要求液限小于 28%, 塑性指数宜小 3水 水应清洁不含有害杂质,凡是饮用水均可用于水泥稳定碎石的施 工。 四、水泥稳定碎石配合比设计阶段材料检测 水泥稳定碎石作为路面结构的基础应具有足够的强度和稳定性, 我国较早就确定以回弹模量作为评价路面结构强度与稳定性的力 学指标,并形成了成套的室内外试验标准方法和仪器。为了在施工 中以物理量指标控制工程质量从而保证达到规定的强度指标,广泛 开展了不同土种的最佳含水率和最大密实度相关关系的研究,并且 统一以重型击实试验法作为基本控制标准。为了提高路基的强度和 稳定性。 在原材料选定后,进行混合料的配合比设计,配合比设计主要是 确定水泥用量和最佳含水量。 1. 取用工地水泥,按不同水泥剂量分组试验。水泥用量宜控制 在 3.%~4.5%范围。分别取 4~5 种比例(以碎石质量为 6000g)制 备混合料,每组试件个数 13 个。用击实法确定各组混合料的最佳 含水量和最大干密度; 2.根据确定的最佳含水量,拌制水泥稳定碎石混合料,按压实度 (98%)制备混合料试件,在标准条件下养护 6 天,浸水一天后取 出,做无侧限抗压强度; 3. 水泥稳定碎石试件的标准养护条件是:将制好的试件脱模称 重后,应立即用塑料薄膜包覆,放入养护室内养生,养护温度为 20℃ ±2℃。养生期最后一天(第七天)将去掉薄膜试件浸泡水中,在 浸泡之前,应再次称试件的质量,水的深度应使水面在试件顶上约 2.5cm,浸水的水温应与养护温度相同。将己浸水一昼夜的试件从 水中取出,用软的旧布吸去试件表面的可见自由水,并称试件的质 量。前六天养生期间试件水分损失应不超过 10g,超过此规定的试 件,应予作废; 4.水泥稳定碎石基层 7 天浸水无侧限抗压强度代表值 r 代不小于 3.5mpa; 在配合比配置过程中,如果水泥用量过少,水泥分布不均相对偏 差较大,强度难以满足要求;反之水泥用量过多,费用增加,混合 料的收缩系数增大,出现裂缝的机率也就愈大。同时过多的水泥用 量,其基层过高的强度和刚度与沥青面层的强度相差过大,对面层 结构不利。所以要严格控制水泥用量。 含水率也是影响水泥稳定碎石质量的又一项重要控制指标。水分 在压实过程中起润滑作用,压实时的含水量控制是否合适往往决定 着压实效果。施工实践证明,含水率过低小于最佳含水量 2%,基层 表面松散,碾压容易起皮,混合料难以成型,压实度达不到设计要 求;如果含水率大于最佳含水量 2%,碾压有