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公路水泥稳定碎石基层试验检测方法及应用研究

李文雷
  
安家(建筑与工程)
2022年28期
云南省公路工程监理咨询有限公司 650031

摘要:我国经济发展的速度越来越快,促进了交通体系建设的逐渐完善,公路工程的建设能够促进城市之间的交流,极大地提高了区域经济发展的速度,所以公路工程的建设质量也获得了人们的广泛关注。高速公路施工过程中最常采用的路面基层材料是水泥稳定碎石层,也就是说要想从根本上改善公路工程的建设质量,就必须提高对水泥稳定碎石层的施工品质,所以在本文中针对水泥稳定碎石层试验检测的技术问题展开了研究与分析。

关键词:公路水泥;稳定碎石基;试验检测

前言:由于国民经济发展的增长速度正越来越快,所有地方的发展都离不开高速公路工程项目的建立,具备了健全的高速公路制度才可以带动地方经济社会的飞速发展,给全国人民的正常出行带来方便。在路面施工过程中,水泥稳碎石层试验是其中的重要内容,不但可以有效改善路基的稳定性和抗压性,还可以显著地改善公路工程的使用性能,对水稳碎石层实施严密的测试检查,就可以保证其性能满足施工的需要,使用这样的技术手段能够保证水泥稳定碎石层的承载能力,为交通运输安全提供可靠保障。

1、水泥稳定碎石基层试验的重要性分析

在公路工程建设过程中进行充分的准备工作,能够保证工程项目建设的顺利进行,为了从根本上提高公路工程建设的质量,相关工作人员需要熟悉水泥稳定碎石层试验检测技术,了解检测技术的应用流程,确保公路工程建设的总体水平。在实际施工过程中,通过科学的试验监测技术,既可以提高水泥稳定性碎石层的稳定性,还可以保证水泥稳定性碎石层没有发生质量问题,从而提高了路面结构的稳定性和安全系数。

在任何一个基础工程施工中,最好的准备工作都可以显著改善建筑品质,同样的在水泥混稳定碎石基础施工中也不例外。在水泥稳定碎石施工前,就必须要根据在水泥稳定碎石技术中所可能会出现的不同问题、进行准备工作。而其中,在水泥稳定碎石施工.前、最关键的一步,便是确认材料良好配合比、而为了确定这一问题,叫就必须经过对水利固定碎石基层试验检测,以确认与本次施工材料的良好配合比。

建筑材料配合比对水泥的稳定碎石性能具有直接影响,通过制定较好的建筑材料配合比,就可以发挥各种建筑材料特点,从而大大提高了施工质量。但是在施工过程中所要使用到的各种建筑材料混合,就必须要制定较好的材料配合比一。同时,在施工过程中也要对混凝土材料的用量明确,而根据当时的实际天气要求,一方面还必须对材料含水量确定,另外一方面还必须明确混凝土种类。在水泥稳定碎石施工中,尽量选用的是细度较高而且富含硅酸盐矿物成分的混凝土,而这种物质对混凝土的稳定性提高、这些有关因素,都可以通过对水泥稳定性的碎石基层实验检测得到。此外在祖集料各种材质的选取中,也一定要经过对水泥稳定碎石基层试验检测与获取,以确定稳固效果较为优异的材质,并确定之中的河沙掺量。

2、公路混凝土稳定碎石层常见问题分析

混凝土稳定碎石层浇筑过程中最常见的现象有如下几种:第一,裂纹。如果周围的空气相对较为干旱,水泥稳定性碎石层就容易产生很大的裂纹,因为水分挥发的速率极快,水泥稳定性碎石层就会产生压缩变形的现象,从而产生干缩裂纹。还有水泥含量过高和细集料偏多等因素都会产生裂缝。第二,表层疏松。由于混合材料长期堆积,甚至在摊铺过程中不平整,都会造成水稳碎石表层产生疏松的情况。其三,耐久性问题。如果路面建设过程中,水泥稳定碎石面层的浇筑厚度相对较低,不但会影响道路基础的耐久性,还会对路面结构的稳定性形成很大的负面影响。

3、公路混凝土稳定碎石的基层试验检查要求

3.1混合料水泥剂量检测

针对水泥的稳定碎石层进行测试检查时,测试人员首先必须设定好的混凝土用量,每2000㎡的混合料需要至少检测6次,如果在建设过程中出现异常状况,还需要立刻进行检测。在测试流程中应用EDTA滴定法进行测试,并且还必须将水泥的实际用水量和测试结果加以对照,经过实验测定之后,混凝土浓度不能够低于设定值的1%。其具体的检测流程如下:首先,试验人员需要选取1000g 试样,将其放到搪瓷杯中,需要确保选择的检测试样具备代表性,在搪瓷杯中添加2000mL 氯化钠溶液,其浓度不能够超过10%。第二,采用不锈钢材质搅拌棒对产品进行充分混合,以提高混合料的均匀性,混合约五分钟,然后静置约十分钟,用移液管将产品表层的混悬液中抽取10mL置于200mL三角瓶中,然后再用量筒量取1.8%的氢氧化钠溶液50mL,注入三角瓶中。第三,在混合物中加入一定量的钙红指示剂,进行充分的混合,保证反应的顺利进行。若溶液中出现了红色,则可用EDTA溶液使之滴在该溶剂中,直到变为蓝色为止,这时相关试验人员需要准确记录 EDTA 溶液的使用量,然后再根据 EDTA 的标准曲线,计算出混合料中水泥的含量。

3.2含水量试验检测

针对水泥稳定性碎石层进行实验检查时,由于混合料中的含水率对其品质产生了很大的影响,所以在公路建设过程中,就必须将运送至施工现场的混合料进行了严格的实验检查,而含水率也会直接影响到混合料中的混凝土水化,而充分水化的混凝土可以有效增加混凝土的硬度,但同时还会对水泥稳定性碎石层的品质产生了一定的影响。如果混合料中的水分含量过多,会造成路基很难被完全地压实,从而导致路基出现变形,结合在浇筑过程中的天气状况下,其含水量可能增加0.5%~1.5%。在进行现场混合料的快速含水率测定时,可以使用以下方法:首先将蒸发皿洗净、烘干、称重。然后,把选定的混合料投放在经过清洗后的水蒸发器中,并同时进行称量,接着再在混合料中加入乙醇,然后加以点燃并充分混匀,再反复点燃2—3遍,直到乙醇点燃完全之后,并将蒸发皿迅速冷却,最后再对水蒸气与混合料同时进行称量,这样就可以计算出混合物料中的含水率。在实际测算含水量的时候,人工操作材料搅拌温度等各种因素都会影响到实际测量的结果,所以针对混合料进行含水量检测是一定要控制好检测中的每一个环节。

3.3对混合料的组成设计检测控制

在建筑施工过程中开展混凝土稳定碎石基础实验检查工作时,对混合料的组成及设计进行检查,也是十分重要的工作内容[1]。工程项目建造过程中,混合料的拌和与摊铺碾压均是工程施工中的重要内容,一般来说混合料的拌和工作必须在工厂内集中完成,实验技术人员也必须调节好混合料中的含水量、混凝土剂量和矿料等级,把拌和好的混合材料及时运送到施工现场。如果运输的距离较远,还应该密切关注水分蒸发的状况,进行摊铺之前需要检查好摊铺设备和碾压设备是否处于正常的运行状况,防止施工过程中出现停机的现象。对混合料进行碾压应该严格按照先慢后快、由轻到重、先边后中的原则,使用大吨位的压路机进行混合料的压实,同时应保证混合料的含水量控制在最佳的状态,确保能够符合公路工程建设的实际需求。

3.4压实度检测

对水泥稳定碎石层进行压实度的检测,需要保证在每一个作业段检查至少6次,而且其压实度要保证在98%以上[2]。进行碾压工作之后,还必须对其进行测试检查,通常进行的压实程度测试,往往都会采用整层灌砂测试法,灌砂的深浅须确保与现场摊铺情况保持一致,在测试过程中确定检测的位置,也必须严格地依照有关规范的规定进行,不能够出现任何的主观性。以水泥稳定碎石基为例,可以采用高度在200mm的大灌沙筒,对覆盖基底进行一次粗糙表面的大量沙消耗测试,之后再将基底放到原位,并在中间打凿,将凿成的材料全部放到大试模盒中,对其总重量进行称重,并在凿中的时候避免造成的材料流失,凿出的样品需要对其含水量进行检测[3]。针对水泥稳定碎石层,需要先将选取的所有物料全部放入温度110℃的焙烧炉中烘烤,并且温度不可以低于2kg,在称重之后,再拿出全部烘烤后的原混合物料,接着将灌砂筒的下口下移,将试验孔洞予以对齐,最后一次重新开启灌砂筒的开关位置,直至水不再下流即可。对灌沙筒里残留的大量沙经过称量,再按照公式加以计算,可以得出混合料的干密度和湿密度,以此来获得水泥稳定碎石层的压实度。在测试流程中,尽量选取1㎞长的路段作为压实程度的评定单元,在采用大流水作业方式时再进行压实程度的测定,也可以以每天进行的路段为测定单元。

3.5公路强度试验检测要点

要想切实提高水泥稳定碎石层的施工质量,保证试验结果的准确性,在完成水泥稳定碎石层施工7~10天以后,需要相关的试验人员进行严格的试验检测[4]。检测人员通过车辆检测的方式,对水泥稳定碎石层的强度进行科学的评定,尽量选择具备代表性的位置,在实际检测过程中需要控制好检测的速度,可以适当增加检测的数量,这样就能够更加精准地反映水泥稳定碎石层的强度,保证检测结果的准确性。检验人员也可以选择对钻芯采样的方式,在进行对钻芯采样时,如果所选取的芯样还不够完全,就必须进行重新选择,这样才可以确保检验结果的正确性,在采样完毕之后必须对其进行工艺处理,将其制作为圆筒形,并且必须注意能够确保取样的完整性,同时检验人员还必须将圆柱形的芯样放入清水内浸渍一昼夜,然后再进行无侧限抗压强度试验。

3.6试铺试验

混合料中所有的原材料检测完成以后,就需要对水泥稳定碎石层进行试铺,在试铺的过程中,一般会选择两台摊铺机[5]。在正式进行混合材料摊铺试验以前,首先必须检测实验设备能否保持正常的工作状况,然后把选定的试铺道路段全部淋湿,在整个试铺过程中,把松铺厚度的系数确定在1.3,并按照这一指数对试熨平板的宽度作出了适当的调节[6]。另外,在具体的浇筑过程中,现场的工作人员还需要严格按照工程设计的有关规定,对混凝土稳定碎岩层的标高和厚薄做出适当的调节,以保证在混合料摊铺过程中可以达到厚度和路拱横坡度的要求,在混合料摊铺过程中还必须确保尽量一次性完工,防止出现中断的现象。还需要调节好混合料摊铺时的车速,速度尽可能保持在1.5~1.7m/min,并根据实际施工过程中混杂料的摊铺工作速度,判断好混杂料的供需状况,在这个过程中应尽可能保证3台运输车一起在现场等待,以避免混杂料摊铺过程中发生供物料断裂的现象。为确保混合物料保持在最好状况下完成混合料摊铺,运输车必须在摊铺机前方约30cm以内开始提供物料。在离析的时候,必须通过摊铺机带动离析车一边前进一边离析,以避免对2台机械设备发生冲击,从而造成混合物料发生离析的现象。在具体的混合料摊铺流程中,当2个摊铺机同时对混合料展开摊铺工作时,一辆靠前左边悬挂钢丝,而另一台摊铺机右边悬挂钢丝,同时在左边铺设好的道路走冰橇,这2个摊铺机的转速和各种技术参数都可以维持在相同的状况。在工作过程中,将2个摊铺机的间距限制在5~8m,整个摊铺的过程,监督管理人员需要进行全过程监管,在摊铺机后进行跟进,对整个摊铺过程进行严格的监督管理,防止混合料出现离析的现象,一旦出现离析的情况,需要及时添加新的混合料。

3.7水泥稳定碎石层的延迟时间试验

(1)延迟时间的影响因素

随着时效的慢慢延长,混凝土会慢慢凝结,故在混凝土稳定碎石基础浇筑过程中必须准确掌握混凝土初终凝得时机,由此来确定延迟时间[7]。一般情况下,在公路施工过程中都会通过缓凝砂浆来确保具有足够的凝固时间,这样对于混凝土稳定碎石层的浇筑工作也就会获得足够的延迟时间。将其运送至施工现场,而以后水泥的凝固过程中还会受外界环境温度的影响,如果环境温度过高会促进水分的挥发,这也会减少水泥凝固的时间,而一旦环境温度过低,凝结的时间也会相对延长。另外,水分也会对砂浆的凝固时间产生一定的影响,含水量越高凝结的时间也会越长,但是也应该保证混合料中的含水量不能够过高,这样会影响水泥稳定碎石层的压实效果。

(2)试验和分析

对混合料进行试验检查时,首先必须选取质量好合格的试样,在确保施工强度的前提下,减少混凝土的用水量[8]。确定水泥延迟时间时必须选择在不同的小时内进行计算,此外,还必须完成一周的无侧限抗压强度测试。对于通过筛选的试样,每一种不同的推迟时间都必须严格地根据含水率和干燥密度来选取,在设计试样的时候,还必须保证对各种试样都在相同的干燥密度下进行加压,确保试样都可以进入到试模时间中。

4、施工阶段的试验检测控制

水泥稳定碎石基础施工的质量检测与控制:在场工作人员要适时检测搅拌料含水率,因为水泥稳定性碎石基础对含水率的改变非常敏感,当控制不良时极易在养生工作流程中形成干缩性开裂[9];在碾压流程中,含水率应略大于最优值,可以补贴在碾压流程中的含水率损失,但是如果搅拌料中的含水率脱离了最优值规定区域时,压实程度就会受到负面影响,因此压实量是水泥稳定性碎石基础实测项目中一个非常关键的检测项目,在场测量人员应当随压随检,如果出现未能完成,应立即提醒压路机车驾驶员予以复压,并且碾压结束的持续时间应短于水泥的终凝持续时间[10];水稳基础表层应均匀密实、无坑洞、无明显离析,在场工作人员需对平整度、高程、长度、横坡,以及松铺厚度等项开展测试,结果应超过设计标准要求的一个等级;在测试检查合格后,应立即开展养护,表层应使用土工布遮盖或喷水保湿。在养护途中,除洒水机和小区通勤车辆以外,禁止其他车辆。

结束语:在公路建设过程中,进行试验检查是提高建设工程质量的主要手段,需要客观、准确地获得相关的检测数据,用于指导和评定施工质量。在混凝土稳定碎石层浇筑过程中,由于混凝土材质的特殊性,对于开展现场试验检测工作有着十分关键的意义。需要准确掌握每一个施工步骤和具体的注意事项,在建设过程中使用数据指导生产,进行严格的试验检测,保证公路工程建设质量,切实提高公路工程的使用寿命。

参考文献

[1]穆丹丹. 水泥稳定碎石层试验检测技术应用分析[J]. 工程机械与维修,2021,(06):234-235.

[2]李剑. 公路水泥稳定碎石层试验检测技术的应用[J]. 居舍,2021,(27):29-30.

[3]张静. 公路水泥稳定碎石层试验检测技术的应用[J]. 交通世界,2021,(22):87-88.

[4]李梦妍. 公路水泥稳定碎石层试验检测技术的应用研究[J]. 黑龙江交通科技,2021,44(03):74-75.

[5]朱凤勤. 公路水泥稳定碎石层试验检测技术的应用[J]. 企业科技与发展,2020,(07):91-92+95.

[6]庞小勇,付艳. 公路水泥稳定碎石层试验检测技术的应用分析[J]. 黑龙江交通科技,2020,43(05):64-65.

[7]蔡程. 公路水泥稳定碎石层试验检测技术的应用研究[J]. 现代物业(中旬刊),2019,(09):41.

[8]赵玉博. 公路水泥稳定碎石层试验检测技术的应用研究[J]. 交通世界,2019,(24):40-41.

[9]敖文飞,邹文刚. 公路水泥稳定碎石层试验检测技术[J]. 黑龙江交通科技,2019,42(01):26-27.

[10]朱旺. 分析公路的水泥稳定碎石层试验检测技术要点[J]. 建材与装饰,2018,(33):249-250.

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