2023年路面基层施工防离析控制措施.doc

路面基层施工防离析控制措施 水泥稳定碎石混合料作为半刚性材料，具备承载力高、整体性强、水稳性好等优点，在高速公路基层结构中得到了广泛的应用。而基层作为路面的主要承载结构，其质量好坏直接影响了公路的使用寿命。在水泥稳定碎石基层的施工过程中，由于所使用材料和设备的原因，以及人为失误等因素，很容易出现离析的现象。下面对水泥稳定碎石基层离析产生的危害进行说明，对离析产生的原因进行分析，并针对分析结果提出控制措施。 一、水泥稳定碎石基层离析产生的危害： 1、基层强度降低。离析改变了集料的连续级配，使骨料间的空隙得不到细集料的有效填充，致使基层强度变低。 2、整体性差。形成离析的地方，粗骨料集中、孔隙率增大，碾压过程中容易破碎，难以形成整体。 3、水稳性差。形成离析的地方，孔隙率大，密实度差，积水容易下渗，导致基层损坏。 4、平整度降低。形成离析的地方，由于改变了集料级配，导致压实系数的改变，致使平整度降低。 二、水泥稳定碎石基层离析产生的原因： 水泥稳定碎石基层集料采用几种不同规格的碎石掺配而成，碎石粒径相差较大，拌合前处于原始混合状态；而水泥作为稳定剂，在施工期间骨料之间粘附性较小，导致离析倾向较大。所以说集料粒径的差异、级配的不合理是产生离析的内因；外力作用于碎石颗粒，其受力方向和大小的不同是产生离析的外因；水泥、水、温度等因素是产生离析的重要因素。 从施工方面看，有机械等因素导致的有规那么的离析，也有人为失误导致的离析。下面结合工程实际情况，对容易导致水泥稳定碎石基层发生离析的原因进行分析： 1、原材料方面。 随意更换碎石料源，导致级配发生变化。 碎石堆放不合理，大粒径颗粒从高处滚落到料堆周围，导致粗骨料集中。不同规格的碎石料场隔墙高度缺乏，导致混料。 碎石外表包裹了过多杂质，不能与水泥等胶凝材料很好的结合在一起，导致离析。 水泥终凝时间过早，容易导致离析现象的发生。 2、配合比设计问题。 由于水泥稳定碎石基层存在收缩裂缝难以控制的问题，所以不少地区普遍采用了控制基层强度、降低水泥用量、限制4.75mm以下细集料的用量，采用嵌挤式紧密级配设计等方法。青临高速的基层配合比设计要求也采取了同样的方法，在标准规定的范围内进行了调整，这导致了基层拌合料出现离析的概率增大，相应对基层的施工提出了更高的要求。 标准规定的级配范围与青临高速采用的 级配范围比照图 图中蓝线是青临高速采用的级配范围，红线是标准采用的级配范围。标准规定的4.75mm筛孔尺寸的通过率为29%-49%；青临高速采用的是30%-35%。标准规定的0.075mm筛孔尺寸的通过率为0-7%；青临高速采用的是0-4%。 标准规定的级配范围与青临高速采用的 级配范围比照表 筛孔尺寸 总监办规定通过率〔%〕 标准规定通过率〔%〕 最大 最小 最大 最小 31.5 100 100 100 100 26.5 100 90 100 90 19.0 89 72 89 72 9.5 67 47 67 47 4.75 35 30 49 29 2.36 35 17 35 17 0.6 22 8 22 8 0.075 4 0 7 0 七标基层试验段筛分结果与配合比级配曲线比照图 (图中蓝线是级配范围、绿线是设计曲线、棕线是试验段筛分曲线) 从七标基层试验段施工情况看,强度等指标均满足设计要求，但外观一般，存在离析倾向。〔因为当时基层试验段施工完成后即上覆盖土，所以没来得及拍摄细部相片〕 从试验段筛分情况看，集料4.75mm以下的筛孔尺寸〔含4.75mm筛孔〕的通过率均比设计配合比的低。 七标基层试验段筛分结果与配合比级配曲线比照表 筛孔尺寸 总监办规定通过率〔%〕 配合比 试验段 最大 最小 通过率〔%〕 通过率(%) 31.5 100 100 100 100 26.5 100 90 95.4 98.4 19.0 89 72 80.3 79 9.5 67 47 57.7 54.8 4.75 35 30 32.4 31.6 2.36 35 17 26.2 22.4 0.6 22 8 15.4 10.9 0.075 4 0 2.2 0.5 筛底 2.2 3、拌合过程发生的离析。 装载机从料堆底层装料，粗骨料较多。 料斗间的隔板高度缺乏，导致串料。 皮带输送机倾角不适宜，输送皮带线速度过大，导致大粒径粒料滚落到一侧，造成粗骨料集中。 拌合控制不严，含水量偏差过大、水泥剂量偏低产生离析。含水量过大将导致拌合过程中出浆；在压实过程中沾轮、唧浆，导致水泥等胶结材料的减少，增大离析的概率。含水量偏小时导致搅拌不匀。 成品料斗与车厢落差偏大，加大了离析发生的概率。 4、运输过程发生的离析。 从下料斗向车厢装料时，车厢内混合料呈锥形，局部大颗粒骨料跌落，造成粗集料集中。 便道不平整，车辆颠簸导致粗集料集中。 运输车向摊铺机料斗卸料时，骨料滚落到摊铺机料斗周围，造成粗集料集中。 车厢升起速度过慢，产生二次离析。 5、摊铺过程发生的离析。 摊铺过程发生的离析主要有四种表现形式：横向、竖向、纵向带状、窝状离析。 摊铺机的送料是由刮板输送和螺旋分料器两个环节组成。刮板是一种平板式输送装置，对拌合料不产生搅拌作用。螺旋分料器通过与拌合料之间的外摩擦力作用以及拌合料中的内摩擦力作用实现送料，同时进行二次搅拌。 目前国内大多数基层摊铺机功率缺乏，施工时出于节省费用等因素的考虑将螺旋输送器位置上调或采用小直径叶轮；或施工时不注意，供料缺乏，导致螺旋分料器上方叶片埋深不够，未充分发挥其二次搅拌作用。以及螺旋分料器托架对供料的阻碍等因素，导致出现横向离析现象。 竖向离析的主要原因由于螺旋送料器前挡板离地空隙偏大且料槽中缺料，以及螺旋送料器外端料槽前方开口处，由于粗骨料向下滚落，导致离析。 纵向离析主要产生在左右螺旋送料器的中缝处，螺旋送料器的支撑处、双机摊铺的接缝处三个地方。由于螺旋驱动箱的影响，使左右螺旋送料器在中缝处断开一定距离，该处填料仅依靠混合料的自然流动来填充，得不到螺旋送料器强制挤压和搅拌，形成1条条形离析带。 摊铺机送料器送料时，先将料斗中间拌合料送到布料器，剩余粗集料留存在料斗两侧，收斗时产生离析。 三、预防和控制措施。 在水泥稳定基层施工过程中，可针对性采取一系列控制措施，减少离析现象的发生，降低离析产生的危害，防止对路面的使用性能产生影响。具体如下： 1、加强原材料的管理和试验检测工作。 考察料源时，选择大型碎石厂。配合比确定后，固定料源，不得随意更换。更换料源应重新进行配合比设计。 建设高标准的存料场地。按照规定进行硬化处理，不同规格的料场中间设置37cm厚的隔离墙，墙高2米，材料堆放边缘距离墙上端0.5-1m。碎石材料堆放呈梯形，水平分层卸料，做到“条直层平〞，禁止用推土机堆料。 建立1套完善的原材料采购、检测管理台账，对每天进场原材料数量、检验批次、使用情况等进行统计记录，未经检验不得使用。设立明显的标示，可采用不同颜色的标识牌区分碎石料场不同的检验状态，防止出现误装。 2、精心进行配合比设计，打造最正确级配。 在满足标准要求、不改变其嵌挤紧密结构前提下，可考虑对混合料的级配进行适当调整，降低粗集料用量，同比例增加细集料用量。另外也可考虑将集料公称粒径从31.5mm降低为26.5mm，可有效的防止离析的发生。 根据七标基层试验段施工的结果，我们想在下一步的基层施工中，对生产配合比进行微调。在满足设计指标要求的前提下，将4.75mm筛孔的通过率由31.6%增加1%，到达32.6%,然后再次进行试验段施工，检查实际的效果。 3、选择高性能的拌合机械，加强对拌合过程的监管。 选用性能好、精度高的拌合设备，拌和机的生产能力必须满足连续摊铺作业的需求。 设备安装时，要注意皮带输送机的倾斜角度，坡度尽量平缓。如角度无法调整，可在皮带上加设多道横板。成品料仓应设置两个出料口，安装时控制出料口到车厢的落距。 在各个料仓之间加装隔板，隔板高度要满足防止混料的要求。同时应在料仓上加装载机上料时不得贴底装料，防止触碰隔板和料仓。 正式使用前，必须对拌和站进行调试和动态标定。检查拌合机运转是否正常、各料仓供料速度是否稳定、水泥和水的添加计量是否准确。当料源发生变化时，应重新标定。 拌合过程进行跟踪检测。及时检测混合料级配，一旦发现配料不准确，应及时进行调整。严格控制含水量和水泥用量，每天对集料的含水量进行检测，据此对拌合用水量进行调整。尤其应注意对开盘拌合料的检测，必须经试验监理人员检验合格，且拌合站运转正常方可出料。 4、注重运输过程的细节控制。 单一向自卸车车厢中央装料，会使粗集料落到车厢周围。自卸车卸料时粗集料总是最先或最后落下，形成两次卸料结合部基层粗集料较多。现场应设专人指挥，分三次装料，第一、二次分别向车辆前后装料，第三次装在车厢中将，迫使粗集料在车厢中间落下，在自卸车卸车时粗、细集料会再次混合。 对便道进行整修，保证便道的平整、密实，减少车辆的颠簸。车辆行驶时尽量防止急刹车。 采用大吨位运输车运输，减少离析发生的概率。 气温较高时，应采取覆盖措施，减少水分的蒸发。 5、选用高性能摊铺机械，加强对摊铺过程的监管。 优先选择大功率摊铺机。路幅较宽时采用两台摊铺机平行作业。螺旋分料器应做如下调整：在保证摊铺厚度的前提下，叶轮下缘与底基层的距离调低；尽量选用大直径叶轮，降低转速；在螺旋分料器的中央和边端安装反向叶片。充分发挥螺旋送料器二次搅拌的作用，减少离析的发生。 在摊铺机前挡板加设橡胶板，防止竖向离析的发生。 摊铺机应采取与拌和机的拌合能力和运输能力相匹配的速度行驶，尽量防止中间停顿。螺旋送料器应有2/3以上埋入混合料。为减少离析，在收斗时应存有一定数量的混合料〔约1/3〕，并尽量减少收料斗两侧翻板的翻起次数。 安排专人负责双机平行作业时接缝处的管理，及时去除滚落的粗集料，防止形成离析。 在摊铺后安排专人及时检查，发现小面积离析，应立即进行人工处理。如发现粗集料窝状离析，应立即铲除，用新拌合料填补，并注意填补的厚度，保证在碾压后与周围保持同一平面。 总之，在控制基层离析方面，除采用先进的施工机械，精心进行原材料选择和配合比设计外，还应加强质量保证体系的建设，提高作业队伍的水平，注重精细化管理，采取各种行之有效的控制措施，将离析带来的危害降至最低，确保路面的使用性能。