二灰碎石基层施工技术研讨

二灰碎石基层施工技术研讨半刚性材料中的二灰碎石以良好的力学强度、超群的抗疲劳性能和优异的水稳定性而著称，并与水泥稳定粒料齐名，因而长期被广泛应用于高等级公路的基层。但是近几年来，由于汽车运输业的迅猛发展，尤其是货运重车严重超载方式的影响，加之二灰碎石基层易于产生结构裂缝的固有弱点因悬浮型混合料不良级配组成的推波助澜而加剧，以及一些施工工艺的不尽合理，致使以二灰碎石为基层的沥青路面普遍产生裂缝和唧浆病害，造成路面的变形和破坏，严重影响到路面的使用品质和汽车的正常行驶。面对上述令人困惑的现状，公路界犹有必要深刻反思二灰碎石基层结构的合理性，即应认真优化二灰碎石混合料的配比组成，·并着力改进施工工艺技术，以求高等级公路半刚性基层沥青路面现状的改观。本文拟就二灰碎石基层的若干施工技术问题进行研讨，以期引起同行和专家的重视。1二灰碎石混合料的拌制采用合格材料并以合理组成进行了准确配比以后，拌制工艺即成为能否确保二灰碎石混合料优质的重要施工技术。高等级公路使用的二灰碎石混合料应采用连续式拌和机集中厂（场）予以拌制。二级以下公路可以采取路拌方式。二灰碎石混合料拌制质量的关键在于混合料的充分拌匀、粗集料为基体材料的良好裹覆和合适的含水量，二灰碎石混合料的最佳含水量Wo是二灰(或基体材料）的最佳含水量与粗集料的饱和面干含水量之和，采用连续式拌和机拌制二灰碎石混合料时．单纯依赖在枫仓内喷水以使混合料达到或略高于量佳含水量。都经常表现为基体材料偏湿甚至成团，面粗集料仍处于干燥状态，(远低于饱和面干含水量)造成明显的离析现象，效果欠佳。合理的方法应诙是在开机拌制混合料之前2h(即当天清晨，最好在前一天傍晚）在拟使用的集料上先行洒水，务使颗粒尺寸大于10mm的粗集料达到饱和面干状态，以求粗集料在拌制混合料中为基体材料所充分裹覆，这将有助于减少粗集料的离析，保证混合料的均匀性。路拌法拌制混合料，也应向先予摊铺的集料层洒水，确保集料的湿润状态，而后铺上按配比组成并经预先拌匀朗二灰混合料，最后进行二灰碎石混合料的拌制工艺。实践证明，在等于和小于最佳含水量条件下拌制的二灰碎石混合料。不仅强度蝙低，而且均匀性较差，采用略高于最佳含水量所拌制的混合料，其强度和均匀性均大有改观。因此，在任何状况下均应确保拌制成的二灰碎石混合料其含水量略高于最佳含水量，即夏季宜控制为Wo+3％，春秋季控制为Wo+2％。二灰碎石混合料的拌制工艺中，还应妥善处理好下列几个环节。·石灰、粉煤灰和细集料的防雨覆盖；·消石灰在使用前一天的检测CaO+MgO含量，以确保符合要求的等级；·连续式拌和机拌制混合料，尤应确保石灰、粉煤灰出料口的通畅；·每当采用连续式拌和机拌制混合料，都应在输送带上对起始拌制的混合料抽样检测，以确保二灰与集料或基体材料与粗集料配比的准确。2二灰碎石混合料的摊铺集中厂(场)机械拌制的二灰碎石混合料，可视气候和施工条件于当日或隔日进行摊铺。在拌和机供料能力相对低于摊铺机摊铺能力的情况下，以履带式摊铺机摊铺二灰碎石混合料的效果优于轮胎式摊铺机。摊铺机摊铺二灰碎石混合料的关键技术在于摊铺混合料的均匀性和基层的平整性。二灰碎石混合料摊铺的均匀与否将全面影响到基层的使用品质，即它不仅关系到基层的耐久性和稳定性。而且涉及基层的抗裂和抗冲刷能力。粗集料集中的部位，将直接表现为基层的耐久性和稳定性差；基体材料集中的基层部位，将由其低下的抗裂和抗冲刷性能发展成不良的耐久性和稳定性。在二灰碎石施工中，一台摊铺机摊铺宽度过宽，易给所摊铺混合料横向的均匀性带来不良影响。为此，二灰碎石基层一次摊铺宽度大于8mm的路幅，宜采用两台摊铺机梯队式进行摊铺作业。采用的摊铺机型号和性能相同或相近，将有利于摊铺混合料的横向均匀性。摊铺机摊铺混合料时的行进速度宜小不宜大，行进速度大，混合料接近最大公称尺寸的粗集料极易被熨平板拉动，造成混合料层内上下的粗细不匀。摊铺层厚与集料的最大公称尺寸比例失调也将产生类似的弊病。基层的平整性会不同程度地反映为路表的平整性，影响到行车的舒适性。在二灰碎石基层的施工中，由于拌和机的供应能力远低于摊铺机的摊铺能力或施工安排的不当，经常出现摊铺机频频停机待料的情况，将明显影响到基层的纵向平整性；更有甚者，那种人为地采取快速摊铺完集料以换取更多的休息时间，为更不可取的摊铺机作业方式。摊铺机作业过程中的停顿或急剧变速，都将造成基层纵向平整度的不良。因此，摊铺机摊铺二灰碎石混合料宜慢而匀、少停顿。薄摊铺机采取一舒侧钢丝绳引导屈摊铺二灰碎石却混合料的作业然方式，不仅有获利于铺筑层高赏程的控制，而当且有利于控制去基层的厚度和丈平整度。但当霉架立钢丝的不婆稳固或不规范余，则将给基层嗓的纵横向平整仙度带来严重影袍响。按照规定斤，一侧钢丝的馋设置是以不小宾于夏800珍N里的水平拉力，艰将直径瞧为争6m千m过的钢清丝亡(q=0.2辣214kg亲/m权)拢拉紧并架立于夕跨径间距泻为碧5叔m煎的钢钎支点上萝。根据力学原陡理，钢挨丝赚(暗悬大索岭)就在水平跨度的圆自丰重爷(头均布荷写载叨)巷作用下挠曲呈添抛物线，其跨属中最大挠度舍为猎f=q握L吉2将／再8季H扑。以规范要求凳的钢钎每跨间亿距规L=捐5睡m源时路边跨中挠作度插f回5境=8.6m民m范，即钢丝的跨冷中比支点舱低伏9m颈m识。若阁以伯4出车道高速公路目为例，此时的跪行车道汽车外烂侧轮胎行驶的挣纵向轨迹线上腥，对应跨中横辞断面的路表高驱度低于支点横兆断面路表高扛度今1哭.容54m撇m欢。但在实际工促程仿老老中，架立钢丝朽的每跨间距经序常被采用为辛L=关10壁m笋，此时的跨中煎最大挠留度脱f基10满=36m廉m全，即跨径增纠加敞1应倍，最大挠度肝骤增为原来挠的杂4项倍，汽车外侧梳轮胎处的路表霸高度相应地跨交中比支点室低暴6在．逆17m口m膛。如汽车在高巾速公路上纽以户120k浩m厚／资h文的时速行使，忽它的外侧车轮非每一秒钟即在表路表高程差雀为筹6校．锯17m钟m患的波布峰刘(权谷冤)暗与波扶谷稀(抛峰欺)核之间往返变堤动茄6弱次以上，造成活汽车纵向颠君簸拢(辜甚至剧烈抖抓动氧)争和横向摇晃的钻综合反应，乘遵客就毫无平稳态和舒适可言。吨所以，摊铺机咸以一侧钢丝引先导的施工方式虽：钢丝必须严吼格按规定以每狗跨间距扯L序=超怨5找m钢架设；应以大组于屡800厦N妄的水平力拉紧借；钢丝的支点钩稳固而不被扰朗动。始3仪负蚕二灰碎石基层拍的压孤实湿填压实工序既是碍确保二灰碎石腰混合料的密实繁，又是促进二钢灰的火山灰反胶应，以使基层捡获得足够强度征和稳定性的重酒要施工环节虑。腿鉴采用振动压路伸机或胶轮压路卧机对二灰碎石向层进行碾压均啊无不可。但在角组合使用钢轮氧和胶轮碾压机绞具时，必须合槽理安排压路机羊的碾压程序。屋当组合使用碾蔬压机具碾压二督灰碎石基层时感，宜采取先轻哀后重、先静后冰振和先钢后胶盐的碾压方式，液以求取密实、浇稳定、均匀和奥平整的最佳碾教压效果。昨二灰碎石一层东的压实厚度扁以传15c记m懒为宜。压实厚贼度再增加，极既有可能造成层腊底混合料的压愁实度不足，其易密度较疏松的毅基体材料将由傅结构裂缝的渗虚水或其怜它枣…蚂方式积聚的水抖份在车轮荷载纳作用下产生动欠力冲刷而形成当唧浆损坏。采搬取过多或过强四振动的碾压方挎式；虽能增大工基层的压实度粘，但却骤增了侄由于混合稿料菜(销尤其是本文推涌荐的骨架密实持型混合艰料捡)印粗集料的过多谊破碎而损害二繁灰碎石结构强宰度和稳定性的捡风险。牧工程实践和试姜验都证明：适呼当延迟二灰碎鹰石混合料的压扫实成型时间，讲以增加混合料咬中碱性溶液的枝浓度，将有利亿于火山灰反应辞的进行而使二德灰碎石的早期突强度获得显著彼提高。适当延夕迟混合料的压煎实成型时间，隔也将有助于消脏除石灰未消解备颗粒因迟缓消果解时的体积膨师胀对二灰碎石缴层密度和强度握的不利影响。申因此，二灰碎砌石的施工，一颈般不宜在混合享料摊铺的当日秃即行充分压实粉，而应采用铺羊筑的当日基本贤碾压成型，必络要扶时阵(纵尤其是夏季晴哀日温)钳适量洒水过夜脾、隔日再行复恐压密实的施工扭工艺。采用磨幕细生石灰粉铺早筑的二灰碎石拒基层，更应采降取当日压稳、叨隔日压实的施哭工工艺。弹二灰碎石的压建实过程中，还庙应注意处理好肾下列一些施工贸工艺。垮·态局部的层面粗徒料集中：初压谢以后，立即适甲量撒布事先拌循匀的基体材料滤；蹄设·灯局部的整层粗雹料或细料集中做：及时整层置份换；流·豪局部的软弹层须：及时置换漫；骑暖·歇局部的隆起或薄凹陷：立即铲稻除隆起部分；雄立即刨松凹陷削部位泄，盈(汇厚度不小趁于肚8em打)仿适量补充新混缓合料后再行压奔实球。足恢4卧袭二灰碎石基层即的养许生躁渐继混合料的配剂比组成、拌制能、摊铺和压实斯之后的早期养至生工艺，是二嫌灰碎石基层前踢已获得的施工留质量能否巩固玩和提高的施工蜜技术问题。一微旦养生不当，抽轻则损及基层扯的强度和耐久撇性，重则可使貌原本属于优异菜品质的基层最少终因未能形成裂半刚性板体结疤构而前功尽弃北；早期养生必稀须是二灰碎石谜基层施工终结竟成功的最后一扬搏。二灰碎石怖基层的早期养添生一般宜控制屿为爽7恶d榆—哥10眠d蜓。早期养生关寨键在于始终保顶持基层的湿润越、避免烈日曝旨晒和控制车辆赶行驶。圆二灰碎石基层英通常采取洒水绒法养生。夏日设高温季节采用还这种养生方法狗，不仅洒水工叫作量大，而且直难以避免基层早水份的快速蒸遣发而致层面泛描白。早期养生至的基层失水过幕快和收缩应变霜过鸟大慌(喉≥怎500X10御-6尸)永，不仅严重阻咽碍了二灰火山及灰反应的进行丧，影响到基层巷的强度，而且疼迅速造成了基哨层的干缩裂缝助。因此，二灰淹碎石基层宜于蕉采用土工布一屋类薄膜覆盖法益进行养生崇；咽领治或在基层洒水慨养响生洲2悼d舒—息3钩d玻并经质量检测伶合格后，即行情沥青下封法养歪生；土工布覆芦盖或沥青下封程均可造成湿热仪的养生条件，腥既有利于二灰客碎石基层早期劈强度的快速增须长，又可有效糊地避免干缩裂茂缝的产生。萄粉煤灰的缓凝羞性导致了二灰历碎石混合料的检火山灰反应相馒当缓慢，养生寸期基层所具有野的强度是由压倚密混合料的物幅理力学强度和积火山灰反应生蜜成物水化硅酸考钙眉中斜C色—毕S魔—婚H凡凝胶微弱的化宴学力学强度组志成；所以早期渔强度偏低。随麦着龄期的增长惭，水化硅酸钙蜂中主要矿破物调5Ga坑O进．够6Si根0受：棋·急5舒。退5H,_驻O格不断地从水中腥结晶析出，并有由低结晶度向深高结晶度转化贞，呈现出二灰仆碎石基层强度刷的大幅度提高诚。研究结果表泥明，二灰碎石滴混合料列的者28畅d扭抗压强度可碍为酬7习d柔强度贸的设2研倍冷-御3达倍茧；婚90谢d贝强度高昂达浊7缸d蒸强度顺的贷5坊倍徒-跳7捧倍。基于三灰葵碎石混合料中私矿物生成机理闸和强度增长的抚规律，二灰碎乓石基层在洒水沸养生铺的陵3糊d盐—臭5断d纽内，宜于争取亏车辆在全宽范掩围内的行驶，父以利基层的增疑密。早期养锄生急7千d陕以后蜡至译21脾d颂以内，必须严捞禁一切车辆通斩过，以免二灰嫩碎石基层中新攀生矿物结晶的抵强度遭受破坏暑。钞叙公路的网化工底程建设中，经角常有限定于很翅短时间内建成约通车的要求，告甚至采用通车轧的方式进行镰施追32虽0烂遇有这种情况居，可以采取二齐灰碎石基层与方沥青面层一气统呵成的方法进售行施工，不留问通常要求的基窄层施工养生期读。即于二灰碎哀石基层铺筑压破实后，随管即器(挡一般在当宽天篇)犯铺筑沥青面层侄，以造成基层灾在高温条件下索的湿热养生，西这不仅有利于老基层强度的迅另速提高，而且酸有益于基层的诉抗裂。采取二攻灰碎石基层与冤沥青面层连续测施工的方式，妻一般在铺筑沥临青面层饥的吸3d-5便d库后即可正常行咱车否。反议5遗二灰碎石基层锦施工用倡水袭淋二灰碎石强抱度歼(疫尤其是后期强荐度牲)奏的形成，主要瘦依赖石灰、粉多煤灰的火山灰矩反应。这一反谦应实质是粉煤乐灰中的硅、铝树物质在碱性溶宏液中的水化过擦程，亦龙即榆Ca棵O煌—酱Si0肃2耻—爷A12节0蛋，谦—译H局：央O涉四元系统反应殊。火山灰反应诸的早期生成物粘大多呈凝胶和县低结晶状态，浴强度微弱，随蕉着龄期的增长叔，生成物由低培结晶度向高结链晶度转化，强桃度大幅度提高怠。石灰与粉煤赶灰之间的火山妙灰反应，即由升生成凝胶到最莲终转化成高结田晶度的全过程顾都必须在含水免的条件下进行竟。畜由此可见，水棍不仅贯串于二帖灰碎石的原材熟料加言工脾(开如生石灰消掘解袜)吗、混合料的拌脱制、摊铺、压输实和早期养生脉等施工工艺的拌全过程以及二惕灰火山灰反应蹄的始终，同时春，还应更深一扎层理解二灰碎吊石基层的强度沈、均匀性以及踏抗裂性和抗冲黎刷能力等使用你品质的优劣。竟在理论上，生辱石灰消解的用溜水量仅引为手Ca量O架含量党的悟3堆2旺．刚1辩％，如冲以从Ⅱ纳级生石灰为例锅，倚其域Ca药O钟十雾Mg宪O糊总含量才在乐8垂0尤％以上，响即贱1盟t布Ⅱ反级生石灰消解宜的理论用水量花当让为逆1000X淡8毫0臂％酱X3无2验．失1国％舟：赶256k盟g恳。考虑到生石汗灰消解过程中夸大量放热蒸发表水分的作用，思以及欠火、过舍火石灰的缓慢忠消解过程，其僻实际用水量需救较理论用水量姐增铸加揪1棚倍挪·健2杯倍，即揪为唯500k拔g退—勿8k符g复，方能确保生嫩石灰的充分消瘦解优(游消石灰呈粉末隔状，并保持一港定的湿否度享)锋。过多的用水碎将造成消石灰刚的过湿成团，贵影响到二灰碎半石混合料拌制循的均匀性。担二灰类混合料镰必须在充分的桑水条件下进行较火山灰反应。势此时，硅、铝抢离子在碱性的定胶状溶液中与端钙离子缓慢地杀结合成为水化循