水泥穩(wěn)定砂礫的施工

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摘要：水泥穩(wěn)定砂礫屬于水泥穩(wěn)定土的一種。所謂水泥穩(wěn)土，是指在土壤或基層材料中，摻以一定數(shù)量的水泥，經(jīng)混合和加水壓實(shí)，使得達(dá)到穩(wěn)固的結(jié)合，以提高其力學(xué)強(qiáng)度和耐水、耐凍性。加入土壤或基層材料中的水泥和水接觸后，即起水解和水化作用，分解出氫氧化鈣，并形成其它水解的水化作用。其物理和化學(xué)的交叉反應(yīng)，使土壤或基層材料力學(xué)強(qiáng)度提高。用這種方法所得到的混合物稱為水泥穩(wěn)定土。視所用材料的不同和顆粒組成的不同，分別稱為水泥穩(wěn)定土、砂、碎石、石屑、砂礫和水泥穩(wěn)定砂礫土。 

關(guān)鍵詞：水泥 穩(wěn)定砂礫 施工  水泥穩(wěn)定土壤和水泥穩(wěn)定材料可用于路面的基層或底基層。它的特點(diǎn)是：（1）有良好的力學(xué)性能和板體性；（2）它的水穩(wěn)性和抗凍性都較石灰穩(wěn)定土好；（3）它的初期強(qiáng)度高并且強(qiáng)度隨齡期增加；（4）水泥混凝土易干縮，冷縮而產(chǎn)生裂縫，而水泥穩(wěn)定土沒(méi)有這種弊??；（5）由于水泥用量不大，一般為4%~7%，且又都是低強(qiáng)度等級(jí)的水泥，故成本比較低，在那些富產(chǎn)砂石的地方，大量采用該結(jié)構(gòu)，是降低工程造價(jià)的有效途徑；（6）適用于機(jī)械化施工和流水作業(yè)，近年來(lái)實(shí)行廠拌，方便施工。 由于水泥穩(wěn)定砂礫且有以上明顯的特點(diǎn)，所以“公路柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范”推薦了這種結(jié)構(gòu)。不管是高速公路，還是一、二級(jí)公路，直至三級(jí)公路，都可用水泥穩(wěn)定砂礫做為基層或底基層。丹東市濱江路中段的道路就采用了這種結(jié)構(gòu)，現(xiàn)介紹一下： 濱江路道路改建工程（江橋~零號(hào)壩門段）位于丹東市南側(cè)美麗的鴨綠江邊，與朝鮮民主主義人民共和國(guó)隔江相望。它既是連接丹東市東西向的主干道，也是丹東市鴨綠江開(kāi)放花園的景觀路。原有道路標(biāo)準(zhǔn)較低，線形較差，行車道寬只有8m~10m，通行能力很低，已不能滿足城市發(fā)展的需要。 改建后的濱江路可達(dá)到城市主干道Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，西端機(jī)動(dòng)車道設(shè)雙向四車道，東端機(jī)動(dòng)車道設(shè)雙向二車道，設(shè)計(jì)車速可達(dá)50㎞/h，可以很大程度上緩解和分流市區(qū)內(nèi)東西向的交通，使丹東成為鴨綠江畔最美麗的花園式城市。 該路全長(zhǎng)2624㎞，車行道面積49787㎡，路面結(jié)構(gòu)為：天然砂礫底基層厚30㎝，水泥穩(wěn)定砂礫基層厚30㎝，粗粒式瀝青砼下面層厚5㎝，中粒式瀝青砼面層厚4㎝。我們將水泥穩(wěn)定砂礫的施工情況敘述如下： 一、對(duì)組合材料的要求 1、水泥 普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、礦渣水泥和火山灰水泥都可使用，但應(yīng)選用終凝時(shí)間較長(zhǎng)（宜在6小時(shí)以上）的水泥，忌用快硬水泥、早強(qiáng)水泥和受潮變質(zhì)水泥，宜用低強(qiáng)度等級(jí)的水泥，如32.5級(jí)、42.5級(jí)均可。 2、水 凡人畜可飲用的水均可使用。 3、砂礫 屬于粗集料，規(guī)范規(guī)定如下表： 篩孔尺寸mm 50 40 20 10 5 2 1 0.5 0.25 0.074 通過(guò)百分率% 100 90~100 55~100 40~100 30~90 18~68 10~55 6~45 3~36 0~30 丹東地區(qū)富產(chǎn)砂礫，我們直接取用河中砂礫，顆粒級(jí)配不太理想，我們對(duì)各篩孔篩余量不做具體規(guī)定，只把最大粒徑限制到60㎜。做過(guò)幾次試驗(yàn)，篩分情況如下表： 篩孔尺寸 60 50 40 20 10 5 2 1 0.5 0.25 0.074 通過(guò)百分率% 100 90~95 80~90 50~85 40~80 30~70 15~60 10~50 5~40 2~30 0~20 在基本材料確定之后，進(jìn)行水泥穩(wěn)定混合料的組成設(shè)計(jì)。按水泥穩(wěn)定土做基層和底基層層位的不同和公路等級(jí)的不同，規(guī)范對(duì)不同的交通類別，對(duì)水泥穩(wěn)定土的7天浸水無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下表： 二級(jí)及二級(jí)以下公路 一級(jí)及高速公路 基層 2.0~3.0 3.0~4.0 底基層 ≧1.5 ≧1.5 濱江路為城市主干路Ⅱ級(jí)，中間無(wú)分隔帶行車道，行車 速 度50㎞/h，日交通量及交通量換算為標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)Nci=1200，交通量年增長(zhǎng)率為γ=7.5%，路面設(shè)計(jì)年限t=15年，故按主干路Ⅱ級(jí)選用強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)為3.0Mpa，水泥劑量為6%。 按選定的強(qiáng)度要求和所采用的水泥劑量作試件，放在規(guī)定溫度下保溫養(yǎng)生6天后，再浸水1天，進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。我們做過(guò)三組試驗(yàn)，強(qiáng)度均在3.0 Mpa以上，符合要求。 二、施工 1、按設(shè)計(jì)挖好路床，并在路床兩側(cè)路肩上每隔一定距離（5~10m）應(yīng)交錯(cuò)開(kāi)挖泄水溝（或盲溝）。 2、做好測(cè)量放樣工作，釘出中線樁和水泥穩(wěn)定砂礫層厚度的指示樁； 3、計(jì)算好材料用量，所用材料應(yīng)符合質(zhì)量要求，并根據(jù)各路段需要的干燥集料數(shù)量，根據(jù)混合料的配合比，材料的含水量以及所用車輛的噸位，計(jì)算各種材料每車料的堆放距離，再按每一平方米水泥穩(wěn)定砂礫所需的水泥重量，并計(jì)算每袋（50kg）水泥的攤鋪面積，按所需砂礫，水泥數(shù)量進(jìn)行備料。 4、攤鋪集料 在攤鋪集料前，應(yīng)在未堆料的下承層上灑水，使其表面潤(rùn)濕，不應(yīng)過(guò)分潮濕而造成泥濘。我們采用平地機(jī)或推土機(jī)機(jī)械攤鋪，松鋪系數(shù)為1.35，攤鋪過(guò)程中將大60㎜石料和其它雜物剔出，攤鋪表面要平整，并有適度的路拱。 攤鋪時(shí)要檢查砂礫含水量，如含水量過(guò)小時(shí)，應(yīng)在集料層上灑水悶料。灑水要均勻，防止中間多兩邊少和局部過(guò)多的現(xiàn)象，所灑水量應(yīng)使集料的含水量較混合料最佳含水量小2%~3%，以減少收縮裂縫。粗集料的悶料時(shí)間不要太多，一般一個(gè)小時(shí)左右即可。 5、攤鋪水泥 在攤鋪好的集料層上，用6~8噸兩輪壓路機(jī)碾壓一遍，使其表面平整，這時(shí)按算好的水泥用量均勻?yàn)⒃诩蠈由?，用刮板將水泥均勻鋪開(kāi)。   6、拌合 分干拌和灑水濕拌兩種方法。我們采用干拌法。即用多鏵犁將鋪好水泥的集料翻拌兩遍，使水泥分布到集料中，但不應(yīng)翻犁到底，防止水泥落到底部。第一遍由路中心開(kāi)始，將混合料向中間翻，第二遍是相反，從兩邊開(kāi)始，將混合料向外側(cè)翻。施工中，要檢測(cè)混合料的含水量，如含水量大于最佳時(shí)，應(yīng)進(jìn)行自然蒸發(fā)，使含水量達(dá)到最佳值。若含水量小于最佳時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充灑水進(jìn)行拌和。一般在攤鋪灑水時(shí)，用水量應(yīng)稍大些，這樣可避免二次拌和所造成的浪費(fèi)。拌和好的標(biāo)志：混合料顏色一致，沒(méi)有灰條，灰團(tuán)和花臉，沒(méi)有粗細(xì)顆粒“窩”，且水分合適、均勻。 7、整型 混合料拌和均勻后，立即用人工或平地機(jī)整平和整型。在直線段，先由兩側(cè)向路中心進(jìn)行整平，在平曲線段，由內(nèi)側(cè)向外側(cè)進(jìn)行刮平，對(duì)于高出或低洼地塊要除掉或補(bǔ)平人工整型要有路拱板校核，整型中禁止車輛通行。 8、碾壓 整型后，當(dāng)混合料的含水量等于或大于最佳含水量時(shí)，立即用12噸以上壓路機(jī)碾壓。直線段，由兩側(cè)路邊向路中心碾壓，平曲線段，由內(nèi)側(cè)路邊向外側(cè)路邊進(jìn)行碾壓。碾壓時(shí)，后輪應(yīng)重疊1/2輪寬。后輪必須超過(guò)兩段的接縫處，后輪壓完路面全寬時(shí)，即為一遍，碾壓到要求的密實(shí)度為止。一般需6~8遍，碾壓速度，頭兩遍用一檔，每小時(shí)1.5~1.7公里，以后用二檔，每小時(shí)2.0~2.5公里。 碾壓過(guò)程中，水泥穩(wěn)定砂礫的表面應(yīng)始終保持潮濕，如表層水蒸發(fā)得快，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)灑少量水；遇有“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)翻開(kāi)重拌（可加適量水泥）。 9、養(yǎng)生與交通管理 每段壓實(shí)完并經(jīng)檢查已達(dá)到要求的密度后，應(yīng)即開(kāi)始養(yǎng)生。養(yǎng)生時(shí)間應(yīng)不少于7天。養(yǎng)生期禁止車輛通行，但灑水車除外。灑水養(yǎng)生期內(nèi)注意觀察穩(wěn)定砂礫表層情況變化，必要時(shí)可用兩輪壓路機(jī)壓實(shí)。 水泥穩(wěn)定砂礫的工藝流程如下表：施工放樣→準(zhǔn)備下承層→備料→攤鋪→拌和→整平與碾壓成型→養(yǎng)生。 三、施工中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 1、水泥穩(wěn)定砂礫施工必須采取流水作業(yè)，各工序必須緊密銜接，特別要盡量縮短拌和到碾壓間的延遲時(shí)間，一般不應(yīng)超過(guò)4小時(shí)。必須延長(zhǎng)延遲時(shí)，不應(yīng)超過(guò)水泥終凝時(shí)間。一般情況下，每一流水作業(yè)段長(zhǎng)以200米為宜。 2、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類結(jié)構(gòu)宜在春末或夏季組織施工，施工期的最低氣溫應(yīng)在5℃以上，并保證在凍前有一定成型期，即第一次重冰凍（-3℃~5℃）到來(lái)之前的半月至一個(gè)月完成。 3、盡量不在雨季施工，防止水泥、混合料遭雨。 4、注意碾壓厚度，當(dāng)超過(guò)20㎝（壓實(shí)厚）時(shí)應(yīng)分層碾壓。 5、注意做好施工接縫和“調(diào)頭“處的處理工作。 6、水泥穩(wěn)定砂礫分層施工時(shí)，下層碾壓完后，可以立即鋪筑上層水泥穩(wěn)定砂礫，不需專門養(yǎng)生，但要注意表面濕潤(rùn)。 7、對(duì)于不能中斷交通的路段，可采用半幅施工原方法。接縫處應(yīng)對(duì)接，必須保持平整密合。 8、縮短養(yǎng)生期以加快工程進(jìn)度，是無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類基層施工中必須解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。