水泥稳定碎石基层施工工艺标准
1. 目的
明确水泥稳定碎石基层作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准,指导、规范水泥稳定碎石摊铺、碾压施工。
2. 编制依据
《 xxxxxx 工程S01标施工组织设计》
《 xxxxxx 工程S01标水泥稳定碎石施工方案》
《 xxxxxx 工程9、10泊位施工设计文件》
3. 适用范围
本工艺适用于 xxxxxx 工程9、10泊位后方道堆水泥稳定碎石基层施工。
4. 原材料质量要求
水泥、碎石、砂等材料的颗粒组成和塑性指数均要满足设计和规范要求。材料进场后分类有序地堆放在搅拌场内。水泥堆放在水泥仓库内,各材料堆放处用挂标识牌进行标识。
对分批进场的原材料随机取样试验,测定碎石、河砂的表观密度、堆积密度、吸水率和压碎指标值及级配,测定水泥的稠度、凝结时间、安定性、细度、 3d 和 28d 的强度,以检测其质量是否符合施工规范的要求,对不符合质量要求的原材料坚决不予使用。
施工用水质应符合工程用水标准。
5. 施工方法及施工工艺
5.1 施工方法
1)水泥稳定碎石的拌和全部采用在拌和厂集中厂拌。
2)施工前按设计提供的配比进行室内试验,确定施工配合比。水泥稳定碎石的配合比应保证混合料的无侧限抗压强度能达到设计要求。
3)在大面积填筑前,根据初选的摊铺、拌和、碾压机械及试生产出的水稳混合料,在选取长度不小于 100m 的地段进行碾压压实工艺试验,确定工艺参数,并报监理单位确认。水稳施工按试验段总结的施工工艺流程组织施工,同时在施工中,根据实际情况不断完善施工质量控制措施,确保基层压实质量。
5.2施工工艺
5.2.1 验收下承层:
填筑前应检查基底几何尺寸,核对压实标准(进行相关工序的检测与验收),不符合标准的基底应进行处理,使其达到验收标准。
5.2.2 测量放样:
施工放样,主要是高程 、坡度 控制。放样时,首先 根据摊铺机宽度, 每20m设一桩,并在两侧外缘外0.3~0.5m设指示桩;然后进行水平测量。在各桩点上根据 设计 标高及试验段确定的松铺厚度设置摊铺机水平传感导线。导线采用直径2~3mm的不锈钢丝,用张紧器张紧并固定好,张紧力不小800N,每次架设长度不大于200m,钢丝绳与钢筋支杆间要固定好,一般在钢筋支杆端刻出3mm槽,让钢丝绳正好卡在槽内并用扎丝固定,以防钢丝绳上下滑动,应在摊铺前和摊铺过程中对导线进行复核测量,确保施工的准确性。
5.2.3 拌和:
水泥稳定碎石规范推荐采用厂拌拌和。采用拌和设备拌和时,应特别注意以下问题:
1)拌和设备试运转检查
在正式拌和水泥稳定碎石之前,应首先开机检查拌和设备各机构的运转情况是否正常,尤其重点检查各皮带输送机的运转情况,若发现皮带跳动、跑偏、开裂等现象,应找出原因及时调整处理,以确保拌和工作的连续性。
2)试拌混合料均匀性检查
在拌和过程中,应从拌制好的混合料中随机取样进行均匀性试验,样品试验结果的差值均应在规定的范围内。为了得到均质的混合料,除了对原材料进行严格的质量管理外,还应保证组成混合料的各种原材料的配料称量准确。因此,必须经常对设备的称量系统按其说明书要求的步骤和方法进行校定,当发现称量或配料的精确度不能满足要求时,都应立即停机检查,进行必要的调整或修理,直到确认配料精度能满足使用要求后,方可开机作业。
3)搅拌用水量的控制
施工中混合料的含水量要求控制在± 1% 范围内。因此,供水系统必须准确地称量总的搅拌用水量。要做到这一点,除了把要加水量称量准确外,还要确切地知道集料在配料称量时的含水量,以及含水量的变化情况。细集料的含水量试验每天应做两次以上,至少上午一次,下午一次,若测得含水量有变化时,应立即将检测的结果通知控制台,以便调节供水量,确保拌制混合料始终处于要求控制的含水量范围内。
5.2.4 运输:
采用大吨位自卸车运输。拌合好的混合料应尽快运送到铺筑现场。混合料在运送过程中应覆盖,减少水分损失。
5.2.5 摊铺:
拌和好的成品料运至现场应及时按确定的松铺厚度均匀、匀速的摊铺,摊铺过程中尽可能少收料斗。为确保摊铺机行走方向的准确性,可在底基层上洒白灰线,以控制摊铺机行走方向,摊铺机要保持适当的速度均匀行驶,不宜间断,以避免出现“波浪”和减少施工缝。
摊铺时需注意以下几点:
1)摊铺前应将底基层或基层下层适当洒水湿润。
2)摊铺前应检查摊铺机各部分运转情况,而且每天坚持重复此项工作。
3)调整好传感器臂与导向控制线的关系;严格控制基层厚度和高程,保证堆场坡度满足设计要求。
4)摊铺机宜连续摊铺。如拌和机生产能力较小,在用摊铺机摊铺混合料时,应采用最低速度摊铺,禁止摊铺机停机待料。根据经验,摊铺机的摊铺速度一般宜在 1m/min 左右。
5)摊铺机的螺旋布料器应有三分之二埋入混合料中。
6)在摊铺机后面应设专人消除细集料离析现象,特别应该铲除局部粗集料“窝”,并用新拌混合料填补。
7) 工地气温低于 5 ℃时,不应进行摊铺施工。雨季施工,应特别注意天气变化,勿使水泥和混合料受雨林。降雨时应停止施工,但已摊铺的混合料应尽快压实。
5.2.6 碾压:
混合料摊铺后,立即在全宽范围内进行碾压,使混合料从加水拌和到碾压终了时间不超过 3.5h 之内,施工流水长度在 200m 以内,以免水泥凝固,影响压实质量。碾压顺序:应先用静力式光轮压路机静压1 ~2 遍,再用振动压路机振压 3 ~ 5 遍,然后用光轮压路机静压 1 ~ 2 遍,最后用胶轮压路机光面 1 ~ 2 遍。
在碾压过程中,要严格控制含水量,一般铺筑层含水量应比最佳含水量高 1% , 若表层发干,应及时补洒少量水。
碾压时,各区段交接处应相互重叠压实,纵向搭接长度不小于 2.0m ,纵向行与行之间的轮迹重叠不小于1/2轮宽,上下两层填筑接头应错开不小于 3.0m 。两作业区段之间的衔接处纵向搭接拌和长度不小于 2.0m 。
碾压过程中,表面应始终保持湿润,严禁有“弹簧”、松散、起皮等现象产生。
5.2.7 横缝设置
1)水泥稳定类混合料摊铺时,必须连续作业不中断,如因故中断时间超过 2h ,则应设横缝;每天收工之后,第二天开工的接头断面也要设置横缝。
2)横缝应与摊铺方向垂直设置,其设置方法:
①人工将含水量合适的混合料末端整理整齐,紧靠混合料放两根方木,方木的高度应与混合料的压实厚度相同,整平紧靠方木的混合料。
②方木的另一侧用砂砾或碎石回填约 3 米长,其高度应略高出方木。
③在重新开始摊铺混合料之前,将砂砾或碎石和方木撤除,并将作业面顶面清扫干净。
④如摊铺中断超过 2h ,而又未按上述方法处理横向接缝,则应将摊铺机附近及其下面未压实的混合料铲除,并将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成与路中心线垂直并垂直向下的断面,然后再摊铺新的混合料。
5.2.8 养生:
1)每一段碾压完成以后应立即开始养生,并同时进行压实度检查。
2)养生方法:使用土工布覆盖在碾压完成的基层顶面。覆盖 2 小时后,再用洒水车洒水。在 7 天内应保持基层处于湿润状态, 28 天内正常养护。不得用湿粘土、塑料薄膜或塑料编织物覆盖。上一层路面结构施工时方可移走覆盖物,养生期间应定期洒水。养生结束后,必须将覆盖物清除干净。
3)用洒水车洒水养生时,洒水车的喷头要用喷雾式,不得用高压式喷管,以免破坏基层结构,每天洒水次数应视气候而定,整个养生期间应始终保持水泥稳定碎石层表面湿润。
4)在养生期间应封闭交通。
5.3施工工艺框图如下:
6. 质量通病防治及检验
6.1质量通病防治措施
质量管理包括所用材料的标准试验、铺筑试验路段、施工过程的质量管理和检查验收。必须建立和健全质量管理及检查验收制度,做好试验室、各工序质量管理及检查验收工作。
1)现场混合料配比的控制
在已摊铺而尚未碾压的水泥稳定碎石混合料中随机抽样检测混合料的配比,水泥与集料的含量以及集料中的级配(尤其小于5mm的细料含量),将混合料内的水泥洗去,再检测集料的级配,既费工,又欠精确。我们则采用的室内标准配比的水泥碎石混合料烘干所做的筛分试验结果,作为施工现场检查混合料配比与集料级配的依据,以方便检查。
2)控制裂缝的产生
水泥稳定碎石基层的裂缝有两类:一类是强度不足引起的裂缝,与结构设计和施工质量有关。只要搞好结构设计和加强质量管理,这类裂缝是可以清除的。另一类是收缩裂缝,因为水泥稳定碎石是一种快凝的胶凝材料,和其它胶凝材料一样也有收缩的性质,主要是干缩和冷缩。当发生收缩时,如受到底层或者其它因素限制,就有出现收缩裂缝的可能。故解决此裂缝问题,要先了解影响收缩的原因。水泥稳定碎石混合料的干缩是由水分的散失引起的,失水越多,收缩愈大。这是因为混合料水分蒸发时毛细孔内水面下降,弯月面的曲率变大,在表面张力作用下水的内部压力比外部压力小,随着毛细孔水的不断蒸发,毛细孔中负压逐渐增大,产生收缩力使混合料收缩。干缩另一个原因是水化物层间水的脱出,水化硅酸钙的层间水分子具有吸水膨胀和脱水收缩的特征。
影响混合料干缩性质因素有骨料数量、含水量和密实度等。
温度下降会使混合料产生温度收缩,但在负温阶段时,由于水结冰后在结构中产生膨胀压力,结构有膨胀的趋势,而负温下材料本身又要产生收缩。由此可见,负温阶段混合料结构产生了膨胀与收缩两种相反的作用。而工程实践中发现,负温阶段均表现为冷缩而无膨胀现象,这可能是由于冷冻的体积膨胀,尚不足以抵消温度下降而引起的冷缩及结构抗拉强度大于膨胀压力的原因。
从上面分析,导致裂缝出现的外因如下:
序 号 |
外 因 |
1 |
施工含水量过大。收缩裂缝的发生与发展和含水量有密切关系,含水量大则干缩和冷缩都大,因而施工中必须严格控制含水量。 |
2 |
压实度不够,结构中存在大孔隙的结构才有可能产生较大 的收缩孔隙,也是水分的藏身之处。 |
3 |
施工期间重车行驶的影响。在混合料结晶结构形成后,车轮作用使结构破坏产生细微裂缝,收缩裂缝就有可能在这些地方出现。 |
4 |
刚度增长的影响。混合料基层的刚度随龄期的增大而增大,变形能力减少,容易因收缩而开裂,故混合料的刚度不宜过大。 |
为了减少干缩裂缝,除了上面提出的控制好施工含水量,保证基层密实度以外,应采取如下几点措施:
序 号 |
采 取 措 施 |
1 |
增加混合料的粉末含量,可减少干缩; |
2 |
适当减少混合料中二灰含量,以减低其刚度; |
3 |
预设收缩缝,使裂缝有规律,也易于养护; |
4 |
在施工中,应及时铺筑面层,可防止水分蒸发,避免表层失水过多而开裂; |
5 |
选用石粉材料时,石粉的塑性指数不宜过高,材料拌和要均匀。 |
3) 混合料含水量的 控制
混合料的含水量控制。厂拌混合料现场,每天由后场专职试验人员在早上、中午、下午分别测定各种集料的含水量,根据施工配合比设计的最佳含水量指标,结合当天的气温、湿度、运距情况确定混合料拌和时的用水量。在前场负责检测压实度的专职试验人员,在混合料摊铺整型过程中亦及时测定混合料的含水量,及时指挥压路机碾压,力求在最佳含水量条件下碾压,尽量避免由于含水量过大出现“弹软”、“波浪”等现象,影响混合料可能达到密度和强度,增大混合料的干缩性,使结构层容易产生干缩裂缝 ; 或由于含水量偏小使混合料容易松散,不易碾压成型,也会影响混合料可能达到的密度和强度。所以只有严格按规范施工,加强每一施工环节的质量控制,才能保证施工质量。
4 ) 水泥延迟时间的限制,因而在施工过程中一定要严格控制混合料的拌和、运输、摊铺及碾压时间。
5 ) 管养:碾压终了,及时覆盖洒水养生,并派专人分段看管,封闭交通,禁止车辆及重车通行。并对被风吹动的或没有覆盖好的地方及时补盖。洒水应由专人专车负责,保持养护期内水泥稳定碎石基层表面始终保持湿润。
6.2 检验
待 7d 养生结束后,揭掉无纺土工布,使用三米直尺对平整度进行检测,检测基
层表观情况,通过取芯检测厚度及内部情况,若发现取不出完整芯样或下部松散,断芯 等现象就视为基层施工质量不合格,进行返工处理。
具体要求:
( 1 )水泥剂量的测定用料应在拌和机拌和后取样,并立即(一般规定小于 10 分钟)送到工地试验室进行滴定试验。
( 2 )水泥用量除用滴定法检测水泥剂量要求外,还必须进行总量控制检测。即要求记录每天的实际水泥用量、集料用量和实际工程量,计算对比水泥剂量的一致性。
( 3 )水泥稳定碎石的质量控制要求见附表“水泥稳定碎石基层质量标准”。
水泥稳定碎石基层质量标准
检查项目 |
质量要求 |
检查规定 |
备注 |
||
要求值或容许误差 |
质量要求 |
频率 |
方法 |
||
压实度 (%) |
≥ 9 7 |
符合技术规范要求 |
1处 / 5000m 3 |
用灌砂法检查,采用重型击实标准 |
|
平整度( mm ) |
20 |
平整、无起伏 |
1处 / 100m 3 |
用2m靠尺和塞尺测量,每尺取最大间隙 |
|
厚度 ( mm ) |
±10 |
均匀一致 |
1处 / 100m 3 |
用钢尺测量,必要时挖验 |
|
水泥剂量% |
± 0.5 |
每 2000m 2 6 个以上样品 |
EDTA 滴定 及总量校核 |
拌和后取样 |
|
级配 |
符合规范范围 |
每 2000m 2 1 次 |
水洗筛分 |
拌和机拌和后取样 |
|
强度( MPa ) |
3-5 |
符合设计要求 |
2 组/每天 |
7 天浸水抗压强度 |
上、下午各一组 |
含水量(%) |
± 2 |
最佳含水量 |
随时 |
烘干法 |
|
外观要求 |
表面平整密实,无浮石,弹簧现象; 无明显压路机轮迹。 |
注:水泥稳定碎石基层 7d 龄期必须能取出完整的钻件,如果取不出完整钻件,则应找出不合格界限,进行返工处理。其它质量控制指标按《公路工程基层施工技术规范》( JTJ034-2000 )执行。
7. 成品保护
1) 提高施工作业人员的成品保护意识,在施工过程中应爱护自己和别人的劳动成果,加强对已完工程的保护。在转入下道工序施工时,下道工序施工人员应对上道工序劳动成果进行保护;
2)施工时严禁在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车;
3)水稳养护期间严禁车辆(洒水车除外)通行;
4) 在 7 天养生期内,经常洒水,确保土工布永远湿润 。
8. 质量记录
本工艺标准应具备以下质量记录:
1)底基层验收记录
2)水泥稳定碎石配合比通知单
3)集料筛分析报告
4)压实度检测报告
5)无侧限抗压强度检测报告