水稳碎石基层施工技术与质量控制.ppt

水泥稳定碎石基层（底基层）施工技术与质量控制 1 前 言? 水泥稳定碎石（以下简称水稳）作为半刚性材料，其作为路面基层和底基层（以下简称基层）具有良好的力学性能和整体性、稳定性（水稳定性和温度稳定性）、耐久性和抗冻性、承载力高及与面层结合好的技术特点，且料源广泛，可就地取材，便于原材料和混合料的加工，易于机械摊铺操作，在高等级公路路面基层施工中被广泛应用。但若不了解它的特性，施工控制不好，如表面松散或底面压实度不足等，就无法保证其半刚性和板体特性，也就发挥不了长处，尤其像基层开裂还会留下工程的隐患，造成不可预想的后果 2.1 强度形成原理 在水稳中，由于水泥用量很少，水泥的水化完全是在混合料中进行的，凝结速度比在水泥混凝土中进行得缓慢。 水泥与集料掺水拌和后，水泥矿物与水分发生强烈的水解和水化反应，同时从溶液中分解出 Ca（OH）2并形成其它水化物。 当水泥的各种水化物生成后，有的自身继续硬化形成水泥石骨架，有的则同有活性的细集料、矿粉进行反应。归纳起来有如下几种形式： 2.1.1 离子交换及团粒化作用 在水泥水化后的胶体中，Ca（OH）2和Ca2+、共存，而构成集料的矿物是以CaCO3、SiO2为骨架合成的板状、针状、块状的结晶，通常其表面会有 Na+和 K+等离子进行当量吸附交换，结果使大量的细集料、矿粉颗粒形成较大的颗粒。由于水泥水化生成物 Ca（OH）2具有强烈的吸附活性，使这些较大的颗粒进一步与粗集料结合起来，形成水泥碎石的链条状结构，并封闭各细集料之间的空隙，形成坚固的联结，这是水稳具有一定强度的主要原因。 2.1.2 硬凝反应作用 随着水泥水化反应的深入，溶液中析出大量 Ca2+，当 Ca2+的数量超过上述离子交换的需要量后，则在碱性的环境中使组成矿物的 SiO2和 Al2O3的一部分同Ca2+进行化学反应，生成不溶于水的稳定的结晶矿物，从而增大了混合料的强度。这种反应称为硬凝反应。 2.2 影响水稳强度的因素 2.2.1 集料对水稳强度的影响 集料的类别和性质是影响水泥碎石强度的重要因素之一。 粒径：尽量减小细料的用量，减少干缩； 级配：级配的优劣影响混合料的均匀性、稳定性 和耐久性。优良的级配能保证混合料的拌合质量，合理降低水泥剂量，施工过程中不宜离析。控制关键筛孔的级配 强度，主要少压碎值指标； 控制石料含水量，否则将会影响水泥剂量的 水稳的强度。 控制石料的含泥量（砂当量），在水泥剂量一定的情况下，含泥量越大，强度越低。 表 2-2-1中简列了级配碎石水泥稳定后的一些特性。表 2-2-1水稳的特性 2.2.2 水泥的成分和剂量对水稳强度的影响 各种类型的水泥都可以用于稳定碎石。对于同一种集料，水泥矿物成分是决定水稳强度的主导因素。在通常的情况下，普通硅酸盐水泥或道路硅酸盐水泥的稳定效果较好，而铝酸盐水泥则较差。当水泥的矿物成分相同时，水稳的强度随着水泥比表面和活性的增大而提高。在硬化条件相似的情况下，当水泥的矿物成分相同时，随着水泥分散度的增大，其化学活性程度和硬化能力也有所增长，从而水泥稳定碎石的强度也大大提高。 2.2.2 水泥的成分和剂量对水稳强度的影响 水稳的强度还在很大程度上取决于水泥的数量，即随着水泥剂量的增加，水稳的物理--力学性质也将显著地改善 （如图 2-2-1），但不存在最佳水泥剂量。过多的水泥用量，虽可获得强度的增长，但经济上是不合理的，因而存在一个经济用量。同时由于收缩性增加，还会使基层的裂缝增多、增宽。所需的水泥用量，按强度和耐久性需要并考虑其经济性，由试验确定，通常随细粒含量而增加。 不要盲目追求高强度，加大水泥剂量：水泥剂量越大，收缩作用越大，在满足设计强度的前提下尽量选择最小剂量。 2.2.3 含水量对水泥强度的影响 2.2.4 工艺过程及养生条件对水稳强度形成的影响 图 2-2-2 强度损失试验曲线图 2-2-3 龄期对强度的影响关系 水稳的强度也随龄期而增长（如上图 2-2-3），为保证水泥的水化，在初期养生阶段应洒水保持潮湿，每天洒水的次数和养生天数视当地气候条件而定。 水稳路面基层初期强度高并且强度随龄期增长，提高了路面使用品质，延长了使用寿命，可以节约大量的后期养护费用，具有较好的经济效益。 2.3 水稳路面基层施工工艺 3 水稳路面基层质量控制 随着水稳在公路路面基层中的广泛应用，同时也暴露出原材料质量不合格、配合比不准确、拌和不均匀、摊铺不平整、粗集料离析、碾压不密实、接缝不平整等质量问题，从而形成强度不足、局部松散破碎、干缩裂缝、起皮、松散、裂缝、弹簧、翻浆等质量缺陷。为了保证路面基层满足设计要求和使用要求，监理必须依据相关规范、标准层层把关，严格控制，重点是控制原材料选择、混合料组成设计和施工工艺