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关于石灰、粉煤灰、碎石(三渣)基层质量控制的建议(下篇)

关于石灰、粉煤灰、碎石(三渣)基层质量控制的建议(下篇)

时间:2015-10-28.

导读::石灰、粉煤灰、碎石(以下简称三渣)目前成为高等公路半刚性基层材料之一,是因为它具有整体性强、承载能力高、刚度大、水稳性好等优良的工程性质。目前,我国在经历了由"悬浮式理论"到"填充式理论"的阶段后,已广泛应用于修建高等级公路的基层或底基层。三渣的质量控制方面,有部颁施工技术规范可供遵循,也有许多行家学者著文论述,对于三渣施工要掌握的关键和要点已十分明确。目前在本市大部分的城市道路设计、施工中采用三渣材料,但在施工中又会出现种种影响质量的问题,本人认为:这里既有原材料不合格及配合比不当造成的影响,也有诸如施工方法、质量控制不严造成的影响,有主、客观的原因。在此,结合实际谈谈对三渣基层施工的质量控制措施,谨供参考。

大型尾矿处理的圆锥破破碎生产线

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二、材料配比对基层质量的影响

1、石灰剂量

三渣基层的强度及二灰对石料的粘结作用均来自石灰与粉煤灰物理化学变化的结果。这里有个量的问题,即一定量的粉煤灰只需一定量的石灰去反应。石灰多了,有过剩的石灰存在。石灰少了,有部分粉煤灰未参加化学反应占这都不利于三渣基层强度与板体性能的发挥。的石灰剂量,应根据石灰与粉煤灰起火山灰反应的化学成分来计算。但这很难,目前通常是按经验来决定二灰中的石灰剂量。规范中堆放的石灰与粉煤灰的比例1:2—1:4是根据经验决定的。我市大多数选为比例1:2:3,这些都是在规范推荐值的上中限。众多资料介绍的试验结果表明,石灰剂量越高,混合料的干缩系数越大。从基层防裂的要求出发,石灰与粉煤灰的比例宜取推荐值的下限,以提高其抗干缩能力,减少缩裂。从投资角度看,减少石灰用量也可节约经费。本人建议,在施工时尽量选用等级高的石灰,减少石灰剂量。若在使用高钙粉煤灰时,也应减少石灰的剂量。

2、二灰在结构层中的含量

二灰是三渣的结合料,它赋予了三渣中的半刚性性质。二灰含量过多,易使材料温缩合干缩过大,致使抗裂性和耐久性降低;而二灰含量过少,则难以填满石料空隙,结构层的强度、板体性将无法得到保证。因此,应当有个适宜的含量。从理论上讲,二灰在三渣混合料重占有的体积百分率应等于使用石料的空隙率。这样配成的混合料,尤其是粗颗粒,将相互靠拢形成骨架,二灰正好填充于骨架的空隙中。此时二灰的温缩合干缩仅被局限在颗粒的骨架之内,不太可能形成集中的整体开裂,有利于结构层的强度和刚度。规范推荐二灰与级配石料的比值为20:80—15:85。实际上,限制低剂量是为保证整体性材料具有基本的抗拉强度,以满足载荷作用的强度要求;限制高剂量可使模具不致过大,避免结构产生太大的拉应力,同时降低收缩系数,使结构层不会因温度变化而引起拉伸破坏。各单位在具体施工时,应根据施工条件、机械设备、材料货源和地理条件等因素综合考虑选定。

3、含水量

一般说来,混合料碾压时含水量应控制在含水量±1%范围内。拌和时要适时测定混合料的含水量。若含水量大于值,应进行自然蒸发,含水量小于值应补充洒水进行拌和。实践证明,为了阻止二灰结合层的开裂,碾压时混合料要做到宁干勿湿,可控制在低于含水量1—2个百分点。含水量小的混合料,不易碾压密实,但目前可借助重型压路机、大吨位的振动压路机或重型振动羊足碾,并用增加碾遍数的方法来达到密实度的指标。当然含水量不能太低,否则压不实,但无论如何不要超过含水量。

表2 施工过程质量控制项目、频度与标准
检查项目 频度 质量标准 备注
石灰剂量 1次/2000㎡ -1%以内 按用量控制
石料级配 1次/2000㎡ 规定范围内 整平时取样
含水量 异常时随时试验 拌和含水量±1%,碾压含水量-1%—2% 含水量多时晾晒,过干时摊开洒水
拌和均匀性 随时观察 色泽均匀,无灰条、灰团,无离析 补充拌和
二灰含量 1次/2000㎡ ±2%, 以内 整平时检查以及灌砂法时再复查
压实度 6次/作业段或≯2000㎡ 一般公路>97%;高速、一级公路>98% 以灌砂法为准
抗压强度 13个试件/天 符合规范要求 试件密实度:高速、一级公路>98% 一般公路>97%

三、施工方法的选择

在三渣基层施工中,不少地方还常用小型机与人工配合进行施工。随着高等公路的修建队基层的施工质量要求越来越高,传统的施工已难以保证工程质量。目前,我国高速公路及部分高等级公路的三渣基层施工大多采用集中厂拌和摊铺机摊铺,具有级配精密度高、拌和质量好、摊铺尺寸准、碾压密度高等特点。其修筑的基层平整度、路拱、厚度、纵坡都达到规范的要求,从而避免了人工或平地机施工中配料不准、拌和不匀、反复找平、厚度难以控制等问题,不仅提高了工程质量,而且加快了工程进度。实践证明,高等级公路基层施工质量的根本出路在于机械化。

四、施工的质量控制

三渣基层施工质量控制可分为材料标准试验、施工过程质量控制和外形尺寸管理三个部分。

1、材料标准试验

在组织现场施工之前以及原材料发生变化时,必须对拟采用的材料进行规定的基本进行规定的基本性质试验,以评定材料质量是否符合要求,主要项目如下:

1)石灰:石灰品种(钙质或镁质)活性含量,未消解残渣含量。

2)石料:级配,粒径,针片状含量,压碎值,含水量。必要时检测含泥量。

3)粉煤灰:粉煤灰品种(硅铝或高钙)sio2、al2o3和fe2o3,的总含量,烧失量,比面积,含水量。

4)三渣试件:无侧限饱水抗压强度

5)重型击实试验:求得含水量和密实度。

6)关于材料标注实验的方法在【公路工程无机界合料稳定材料试验过程】中已有详细的阐述。

7)施工过程质量控制的主要监测项目有混合料含水量、石灰剂量、拌和均匀性、现场密实度、弯沉值等。检测频度和质量标准见表2。

2、外形尺寸管理项目主要有高程、宽度、平整度、横坡度等。检测频度和质量标准见表3。

表3 基层外形管理的检测频度和标准
检查项目 频度 质量标准 备注
高速一级公路 一般公路
高程 一般公路每20米1个点;高速、一级公路每20米1个断点,每段面3—5个点 +5mm-10mm +5mm-15mm 水准测量
厚度 每1500—2000m 26个点 -8mm-20mm -10mm-25mm 分子为均值分母为单个值
宽度 每40延米1处 不小于设计值 不小于设计值 钢尺
横坡度 每100延米3处 ±0.3% ±0.3% 水准仪检测
平整度 每200延米2处 每处连续10公分 10mm 15mm 三米直尺

五、施工中应注意的几个问题

1、施工季节

三渣基层在春末和夏季施工,规范规定施工期的气温在5℃以上,并在次重冰冻(-3℃—-5℃)到来的一个月至一个半月之前完工。二灰结石本身强度低,在低温条件下,其强度增长率更低,当气温低于5℃时,三渣强度几乎不增长。

2、混合料堆放时间

已经拌成的三渣存放时间不宜超过24h,宜在当天拌和并摊铺压实。石灰、粉煤灰与石料拌和后,即进行各类物理化学反应。随着时间的推移,三渣中的活性氧化物含量将迅速降低,若不及时碾压成型,将影响三渣基层的质量。因此,施工时必须采用流水作业法,各工序应紧密衔接,尽量缩短从拌和到完成碾压之间的延迟时间。

3、标高控制

标高控制主要依靠水准测量。测量工作虽简单,但非常重要,底基层、基层标高的控制好坏直接影响到面层的厚度。因此,测量过程中应控制好各层标高。在碾压结束之前用平地机再终平一次,使其纵向延适,路拱和超高符合设计要求。终平应仔细进行,对于局部低洼处,不再进行找平,留待铺筑面层时处理,决不允许薄层贴补。

4、压实度检测

三渣基层压实度的检测方法过去主要为灌砂法。灌砂法测定方法虽有结果准确的优点,但还是难以适应高等级公路基层质量要求高、进度快的特点,特别在有些情况下,往往因检测影响了工程的进度和质量。国外目前已采用光电技术测定粒料基层的压实度,我国也已研制出ys型压实计,大大提高了检测速度和精度,应加以推广使用。

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