打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
骨架密实型水泥稳定碎石延迟时间的合理确定


1 前言

骨架密实型水泥稳定碎石指的是,由水泥与粗、细集料和水按一定比例拌合而成的一种混合料,粗集料在压实混合料中起一定的“骨架作用”,混合料中细集料的压实体积“临界”于粗集料形成的空隙体积,从而形成有效的骨架嵌挤结构


2 骨架型水稳强度的形成机理

在骨架型水稳施工过程中,当水泥加入矿料并加水拌和后,水泥中的各个成份与矿料中的水份发生强烈的水解和水化反应,初期以水泥浆的形态分布于矿料中,由于矿料单个颗粒尺寸大于水泥颗粒,水泥浆有可能全部或部分地裹覆在单个颗粒上,当单个颗粒被水泥裹覆后,在未硬化前通过压实使颗粒紧密接触,水泥硬化时,它们将胶结在一起形成具有较高强度的板体。


3 延迟时间

延迟时间即骨架密实型水泥稳定碎石从加水拌和至碾压终了所经历的全部时间

延迟时间对混合料的影响,关键性因素为水泥。为了充分利用水泥特性,人为地将水泥强度形成过程划分为凝结硬化两个过程。水泥加水拌和后,开始时形成具有一定流动性和塑性的浆体,接着很快变稠失去可塑性,但尚不具有机械强度,这个过程称为水泥的凝结,凝结是水泥浆体从可塑性变成非可塑性,并有很低的强度的过程;随后产生明显的强度并逐渐发展而成为坚硬的石状水泥石,这一过程称为水泥的硬化,硬化是浆体强度逐渐提高并能抵抗外来作用力的过程。

此外为了充分利用凝结初期水泥浆体的可塑性,对凝结过程还人为地进一步细划为初凝终凝,用水泥加水后的时间来表示,水泥加水拌和(调合成标准稠度到开始失去可塑性所需的时间称为初凝时间,已经初凝的水泥,塑性大为降低;水泥从加水到完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间称为终凝时间,已经终凝的水泥才初步具有强度。

因此理论上要求,以水泥为胶结材料的工程,在施工中为了保证施工质量,要求在水泥浆体失去其可塑性以前结束施工,施工最好在水泥初凝终了前完成


4 延迟时间对骨架型水稳的影响分析

4.1 延迟时间对强度和干密度的影响

延迟时间对骨架型水稳混合料的强度和所能达到的干密度有明显的影响,延迟时间愈长,混合料的强度和干密度损失愈大。延迟时间对混合料强度和干密度的影响取决于两个因素,即水泥品种和矿料级配。在水泥不变的情况下,延迟2h用某些矿料级配的强度可损失60%,而用另一些矿料级配的强度损失可能只有20%左右,甚至没有损失;延迟时间4h,骨架型水稳混合料能达到的干密度只有2.193g/cm3,仅为无延迟时间时的93%2.350g/cm3,其强度则从无延迟时间时的3.9MPa下降到2.2MPa,降低了44%。在矿料级配不变的情况下,用终凝时间短的水泥时,延迟时间对混合料强度损失的影响大,相反,用终凝时间长的水泥,延迟时间对混合料强度损失的影响小。因此,从分析对比可知,骨架型水稳基层在材料选择上,应采用终凝时间长的水泥一般应大于6h,矿料应选择产量较高、质量变化较小、信誉较高的料源。

4.2 延迟时间对压实度和平整度的影响

骨架型水稳重要质量指标除强度对延迟时间有要求外,压实度和平整度都对延迟时间有时限要求,根据近几年施工经验及多个项目骨架型水稳检测结果分析可知,边铺边压容易压实,但平整度难以保证,一次摊铺碾压的段落越长平整度越好,但摊铺层停止时间越长压实度就越难以达到。

4.3 气候对延迟时间的影响

温度、空气中湿度风力都是影响延迟时间的因素,在这里特别提下温度,因为,水泥的凝结和硬化受温度影响特别大,不同的环境温度,对骨架型水稳的强度、干密度都有很大的影响。

4.4 施工条件对延迟时间的影响

在施工过程中如果对骨架型水稳拌和、运输、摊铺、碾压的时间掌握不好,将会大大影响工程质量,拌和料放置时间过长,骨架型水稳的强度、可压实性和整体性会大大降低,时间要求过短,则来不及施工。


5 延迟时间的合理确定

综合上述,延迟时间对骨架型水稳的影响分析,强度形成、干密度和压实度都要求骨架型水稳施工延迟时间越短越好,而平整度的要求是延迟时间越长越好。因此,为了既保证骨架型水稳强度和压实度又要确保其平整度,必须合理确定和利用延迟时间,以便在最佳延迟时间内全面实现骨架型水稳各项质量要求。

延迟时间试验怎么做,路面基层施工技术规范和无机结合料试验规程都没有提供标准的步骤和试验方法,对此,笔者根据近几年施工经验及多个项目骨架型水稳的检测数据做了一些这方面的探索和研究,得出了一些经验:

延迟时间试验的方法应该分两种情况:一是配合比设计阶段的延迟时间试验;二是试验段施工阶段的延迟时间试验。

配合比设计阶段的延迟时间试验是在配合比基本确定以后,在标准试验环境因素下而进行的试验。由于水泥的凝结和硬化过程受环境因素,特别是温度的影响特别大。考虑到试验室室内的温度、空气湿度、风力等环境条件与施工现场有较大的差异,故配合比设计阶段的延迟时间试验实用性不强。

试验段施工阶段的延迟时间试验,是与施工现场的环境因素无较大差异的情况下进行的试验,当生产周期较长时,可按温度等环境因素的变化,多做几次延迟试验。笔者认为试验段施工阶段的延迟时间试验可适用于骨架型水稳正常施工过程中的延迟时间的控制。


6 延迟时间试验步骤的实例

现就某工程骨架型水稳施工延迟时间的控制实例,做以下介绍:本工程骨架型水稳施工采用厂拌摊铺法,其基本施工程序为:拌和、运输、摊铺、碾压成型和养生,现场采用500 th稳定土拌和机,运输采用20~45t自卸车20辆,摊铺采用2台徐工751型摊铺机,碾压采用2台ZY20t的振动压路机,26t胶轮压路机,13t双钢轮压路机各1台,拌和厂距摊铺现场为15~25km,为了保证压路机的作业长度,且兼顾平整度的延迟时间的时限要求,摊铺采用30m、40m、50m后开始碾压的3种碾压工艺

骨架型水稳延迟时间试验的取样时间,应该在铺筑试验路段的过程中,在生产相对稳定的情况下取样,厂拌法施工时,在拌和站一次性完成取样;路拌法施工时,从有代表性的位置,截取一段。样品数量要满足试验要求,同时将样品放置在试验室外(不可覆盖),原地面应保持湿润状态,力求环境与实际施工环境相一致,受到天气、风力、温度的影响是一样的。要把试样整理成型,样品在室外人工摊铺成和施工现场松铺厚度一致的梯形样堆,稍加整平后用铁锨轻轻拍击一遍即可,使其密实度稍低于现场摊铺机摊铺的密实程度。 

如果把骨架型水稳延迟时间试验的混合料放在室内,或者在室外用物品盖住以保持其水分。其实,这样就与实际施工环境不一致,它受天气、风力、温度的影响发生变化,延迟时间将不符合试验目的,不能指导施工。我们通过对室内延迟时间(配合比设计阶段)试验的结果对比分析时发现,水泥延迟试验6 h仍然能满足施工要求,干密度和强度也符合标准,但是,这样做不符合施工技术规范规定和延迟时间试验的目的。在室内或者室外覆盖作延迟时间试验,仅适用于比较试验和积累试验经验。

骨架型水稳延迟时间试验将围绕强度干密度压实度平整度四项试验开展,并根据这四项试验数据进行分析找到合理的延迟时间。强度、干密度分为室内试验。压实度、平整度分为室外试验。

室内试验首先找到最大干密度,也就要进行击实试验(与正常操作一致)。得到最大干密度后,计算无侧限试件质量,并成型试件。注意,要在击实取混合料试样的同时,取回制作无侧限强度试件的试样材料,并在试验室内保湿放置好,待最大干密度计算出来之后,迅速分取试样并尽快成型无侧限抗压强度试验试件。延迟时间试验要求保持含水量不变。我们应理解为试样击实含水量和强度试件制作时含水量一致;不能理解为保持最佳含水量不变,这种理解显然是不适合延迟时间试验的。

制作无侧限强度试件的数量问题,施工技术规范是这样规定的:当材料粒径>25mm时,试验规定用Ф150 mm试模作无侧限抗压强度试件。试验时如果强度的偏差系数>15%的情况下,试件个数不少于13个。Ф100mm中试件试模要做到9个,小试件试模则做到6~9个不等。如是这样按标准频率去做,在实际的延迟时间试验时,一套机械设备根本做不到。要解决这个问题,粗粒土要统一用中Ф100 mm试件试模,因为延迟时间试验重点是要看强度的平均值,而概率值、偏差系数、判定值只是起到辅助参考的作用。如果在延迟时间的最后几个小时做的强度试件,它的偏差系数一定大、超过规范,甚至强度平均值都不合格,还要求做到13个试件,再说时间也不允许,光击实试验就需要20 min~30 min,如果向后延迟时间再做的强度试件就不是此密度的试件了。当材料粒径>25 mm时,可以考虑借用沥青马歇尔击实的试验方法,用“替代法”,以26.5 mm颗粒来替代>26.5 mm以上颗粒,这样就可以使用Ф100 mm试模作无侧限抗压强度的试件,也就解决了Ф150 mm试模按标准频率做强度试件做不到的问题。 

做好的骨架型水稳无侧限抗压强度试件要按规定放在标准养生室内养生,大、中试件要用塑料袋装好养生,这和标准试验是一样的,养生6天浸水1天后进行试压。养生温度、湿度及符合强度要求的几组试件养生期间试件质量损失应符合标准规定。

根据以上方法在延迟时间2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5h进行室内试验,并得到以下数据,结合设计图纸要求强度需大于3.5MPa的规定,初步确定延迟时间为3.0h。

延迟时间过程中强度、干密度试验数据变化情况表

室外试验分为压实度平整度试验(与正常操作一致),但是注意时间上的控制,尽量在最短的时间内结束试验。我们在延迟时间1.0、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5h进行室外试验,并得到以下数据,在满足强度的情况下考虑到碾压段落越长平整度就越好的因素,结合现场试验路段的3种碾压方案,摊铺40m后开始碾压,检测结果即能保证压实度,又能保证平整度的延迟时间是3.0h~3.5h。

延迟时间过程中压实度、平整度验数据变化情况表

(注:①之所以延迟时间未从“0”h开始算起,是因为混合料需要的拌合、运输所经历的基础时间。②平整度的检测过程中,考虑延迟时间间隙较短,无法达到3种碾压方案在半幅段落上进行碾压,所以此数据是在3个车道上分别进行的。

根据室内、室外试验检测数据分析暂定延迟时间为3.0h,结合现场实际施工情况,确定延迟时间为3.0h。                                                           

在施工过程中我们严格按确定的延迟时间合理进行施工组织,并严格控制,最终骨架型水稳基层施工质量优良。


7 结束语

延迟时间的合理确定其实就是在确保骨架型水稳达到设计要求的强度、压实度和平整度的前提下,通过合理的施工组织来综合确定的


本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
见证取样方案
沙爱民┃公路半刚性基层材料结构理论、多指标控制设计方法及工程应用
高原高寒地区水泥稳定碎石基层冻融强度研究
罗阳高速公路水泥稳定碎石基层级配优化调整
水稳层基本要求
拌和机搅拌时间对混凝土均匀性的影响
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服