如何保证水泥稳定多孔玄武岩碎石基层的压实效果
来源：中国论文下载中心    [ 06-03-15 15:39:00 ]    作者：农民工    编辑：studa9ngns 摘要：针对水泥稳定多孔玄武岩碎石基层试验段施工中出现的压实质量问题，通过对多孔玄武岩碎石的材质性质、混合料的配比设计、碾压机具组合、水泥凝结时间的控制、现场施工组织管理等方面进行了分析，采取了有效的施工组织措施，并通过了施工实践的验证，最终达到了良好的压实效果。 
关键词：保证 水泥稳定 多孔玄武岩碎石 压实效果 
　　水泥稳定碎石由于整体性好，承载能力大，抗冻能力强，早期强度高、投资少等特性，在我国高等级路面特别是高速公路建设中得到了普遍应用。但由于原材料品种和物理性质的不同，水泥稳定碎石的施工又呈现出多样性与复杂性。这就要求对于各种新材料应善于观察，在工程施工过程中应善于分析研讨、找出存在问题的原因，通过施工实践不断完善，总结经验，提高自身的工作能力。
　　水泥稳定碎石多采用石灰岩碎石，而我淮盐HY-HA21标段项目经理部水泥稳定基层粗细集料均采用多孔玄武岩机制碎石，在工程施工前期，就因为琢磨不透其材料性质，致使压实质量不符合要求，两度陷入困境。针对这一情况，我们组织现场主要施工技术骨干，先后3次对兄弟单位组织观摩学习，同时积极组织开展技术研讨会，通过努力于2005年7月1日，水泥稳定碎石基层首件工程施工获得全面成功。
　　现就我项目对水泥稳定多孔玄武岩碎石基层首件工程施工过程中，采取多种方法解决难于压实的问题，所采用的一些改进措施做一阐述，希望能对大家以后进行同类工程施工有所帮助。
1　工程概况
　　我项目工程位于江苏省淮安市楚州区，路线全长30.9KM，底基层为二灰稳定土，面层为沥青砼，基层为38㎝水泥稳定碎石，分两层施工，每层厚度按19㎝控制，粗细集料均采用多孔玄武岩碎石，水泥采用江苏“狼山”max.book118.com泥。规范要求的压实度不小于98%，设计要求水泥剂量5%，7天浸水无侧限抗压强度代表值大于3.5MPa，下基层设计宽度12.8m；试铺段落位于主线K11+162-K11+462右幅，试铺长度300m。采用两台摊铺机半幅全宽梯队式联合作业。
2　首件施工遇到的问题
　　我项目部于2005年6月25日组织了第一次试验段的施工，由于压实度不满足要求，未能获得成功；第二次与6月28日组织施工，同样由于压实效果不理想，未获通过。
3  原因分析和采取的措施
　　为了找出失败的原因，我们组织全体技术骨干和相关管理人员以及全部机械操作人员，结合到附近兄弟标段学习到的经验，就如何确保基层的压实效果进行了多次技术研讨，提出了如下改进方法，并不断认识，不断完善，使我们顺利完成试验段的施工，最终彻底解决了存在的压实问题。
3.1 充分认识多孔玄武岩碎石的材料特性，并根据其特性进行配合比设计的优化
　　多孔玄武岩是一种表面多孔的火山沉积类岩石，具有质地坚硬，色泽暗淡，孔径（孔径多在0~3mm之间）大小、孔形没有规则，孔数不等，含水量不便于肉眼观测，表面粗糙，棱角不分明等特点。
　　我项目基层用集料均采用江苏盱眙鹏胜采石厂生产的多孔玄武岩碎石，粗集料分为两种：1#料（粒径15-31.5㎜）和2#料（粒径5-15㎜）；细集料两种：3料（粒径3-5㎜）和4#料（粒径0-3㎜）。
　　由于多孔玄武岩碎石的多孔性，表现出集料越粗，单个石料表面和内部孔隙所占有的体积比就越大，表现在石料毛体积密度上就越小。这样，在相同筛孔剩余质量条件下，较大的粗集料所应占有的体积的比较大的，反之亦然。在另一方面，粗集料颗粒形状又多界于砾石和普通碎石之间，没有普通碎石所具有的嵌挤特性。从这两点考虑， 1#料与部分2#料就需要相对较多数量的细集料和水泥来裹覆和填充粗集料之间的空隙和部分粗集料表面的开口孔隙。综合以上原因，以正常的级配比例去进行配比设计显然是不合理的。
　　同时由于多孔性结构的不规则性和不稳定性，又表现出多孔玄武岩碎石含水量的不便于检测的特性，因为有相当数量的水分渗入碎石内部，或大量潜藏于开口空隙中，或以毛细水的形式藏在孔隙中，如果烘干时间过短，很容易造成含水量偏少的假象。虽然检测了含水量，但没有起到指导施工的作用。也正是由于多孔玄武岩的这一特性，表现出的多孔玄武岩碎石混合料的应比其它类型的水泥稳定碎石混合料有较高的最佳含水量。
　　鉴于以上两点分析，我们将1#料适当加大， 2#料与3#料减少，同时增加4#料，通过这样的比例从理论上讲应该是比较便于压实的。集料配比由原1#料：2#料：3#料：4#料=36：28：13：23调整为38：22：11：29。同时作了多次击实试验，以便于最大干密度和最佳含水量能准确代表混合料特性，真正有效的指导现场施工生产，最终确定的最大干密度由max.book118.com，水泥保持5%不变，最佳含水量由7.5%调整到9.2%。
3.2　通过数据比较调整碾压机具组合
　　大家多知道，确保任何结构形式路面结构压实效果的另一决定因素就是击实功的大小，击实功主要又两方面的原因决定，第一：压实设备的自重和有效激振力；第二：压实机械在同一区域的碾压遍数。
　　然而，多孔玄武岩碎石由于其材质的特殊性，缺乏像石灰岩碎石棱角性的嵌挤特性，因此，极难压实。
　　在第一次试铺过程中，我们配置了4台压路机（1台英格索兰DD110双钢轮振动压路机，1台徐工XSM220单钢轮振动压路机，1台洛阳LT220B振动压路机和1台XP261胶轮压路机），选定了三种碾压组合方式。（见下表1）。每一种碾压组合段落长度均为100M，分3个作业段。并对施工过程中每一作业段混合料开始拌和到碾压结束的时间和实测压实度进行统计（见表2）：
表1
组合形式	碾压次序	压路机型号	数量（台）	碾压遍数	碾压速度
（km/h）	碾压段落长度（m）		1	初压	SD-12双钢轮	1	静压1遍	1.5-1.7	100			复压	XSM220振动、LT220B振动	各1	先由LT220B低频振动1遍，再高频振动，各2遍	1.8-2.0				终压	XP261胶轮	1	静压1遍	2-2.2			2	初压	SD-12双钢轮	1	静压前进振动后退1遍	1.5-1.7	100			复压	XSM220振动、LT220B振动	2	高频振动，各2遍	1.8-2.0				终压	XP260胶轮	1	静压1遍	2-2.2			3	初压	LT220B振动	1	静压1遍	1.5-1.7	100			复压	XSM220振动、LT220B振动	各1	先由XSM220低频振动1遍，再高频振动，各1遍	1.8-2.0				终压	SD-12双钢轮、XP260胶轮	各1	静压各1遍	2-2.2			表2
段落	1	2	3	4	5	6		时段	开始时间	结束时间	开始时间	结束时间	开始时间	结束时间	开始时间	结束时间	开始时间	结束时间	开始时间	结束时间			7：00	10：00	7：42	11：26	8：33	12：20	9：35	13：35	10：20	14：33	11：38	15：44		时间（min）	180	224	227	240	253	246		压实度
（%）	97.8??? 97.5	96.8??? 97.2? 	94.8??? 95.9	97.1??? 95.8	94.3??? 97.1	96.6?? 97.2		表3
设备型号	计算行进速度	用途		C25振动压路机	40m/min	初压		XSM220振动压路机	30 m/min	复压		LT220B振动压路机	30 m/min			YZ18JC振动压路机	33 m/min			XP261胶轮压路机	50 m/min	终压		摊铺机	1.1m/min	摊铺		20T自卸车	5Km/h	运输		?
表4
组合形式	碾压次序	压路机型号	数量（台）	碾压遍数	错轮	碾压段落长度（m）		1	初压	C25振动压路机	1	静压前进振动后退1遍	1/2	80			复压	XSM220振动、LT220B振动
YZ18JC振动	各1	先由YZ18JC低频振动1遍，再由3台压路机
高频振动，各1遍	1/2				终压	XP261胶轮	1	静压1遍	1/3			2	初压	C25振动压路机	1	静压前进振动后退1遍	1/2	80			复压	XSM220振动、LT220B振动
YZ18JC振动	各1	高频振动，各1遍	1/2				终压	XP261胶轮	1	静压1遍	1/3			
T=A+B+C
　　T ：从拌和开始到40m段落碾压结束的时间；
　　A：运料开始到摊铺开始时间（约计20min）；
　　B ：摊铺开始到摊铺40m结束的时间（摊铺机行进速度为1.2/min，40m约需33min）；
　　C ：初压开始到终压结束的时间；
其中：
C =a+b+c
　　a=（8*50m）/40m/min≈10min（50m是以40m 基础上加压路机转向的长度，“8”指C25振动压路机在静压开始到可以避让其它压路机的最小来回碾压次数的和）；
　　b：第一台振动压路机开始复压到复压结束的时间；
　　c：复压结束到终压结束的时间。
　　根据以上计算公式和机械行驶速度，经计算，四个作业段从混合料拌和到碾压终了的时间分别为：135min、152min、159min和163min。完全可以满足初凝时间4小时46分的要求，并有1个小时以上的富余度。
3.3　注重现场施工温度对水泥凝结速度的影响，适当延长水泥的初凝时间
　　正常水泥初、终凝时间是以水泥在控温20℃±1℃条件下测得的。而试验段施工时的现场的温度为33-38℃，地表实际温度测得为42-48℃，远远大于了试验温度。从理论上讲，水

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