浅谈二灰稳定碎石基层施工质量控制要点
摘要:西宁曹家堡机场新建跑道二灰稳定碎石基层施工质量关系到跑道的正常使用,是二灰稳定碎石基层施工中常见问题,本文参照《民用机场沥青混凝土道面施工技术规范》(MH5011-1999),结合西宁曹家堡机场现场实际情况,对西宁曹家堡机场新建跑道二灰稳定碎石基层施工质量控制要点进行简要浅析。
关键词:机场,跑道,稳定,基层,混合料,配合比
西宁曹家堡机场二期工程新建跑道道面结构不同部位采用不同的厚度,但总体上来讲,结构层自上而下依次为:沥青混凝土面层、二灰稳定碎石基层、二灰稳定砂砾石底基层。现就施工中存在的常见问题及质量控制要点作简要分析。
一、原材料要求
1、石灰质量应符合规范规定的Ш级消石灰或Ш级生石灰的技术指标,应尽量缩短石灰的存放时间,如石灰存放时间较长,应采取雨布覆盖保存措施,妥善保管。
2、粉煤灰中Sio2、AL2O3和Fe2O3的总合量应大于70%,粉煤灰的烧失量不应超过20%,比面积宜大于2500cm2/g。干粉煤灰存放应保湿,防止飞扬造成污染,湿粉煤灰含水量不宜超过35%。
3、集料可采用石灰岩或玄武岩。石料最大粒径不可超过31.5mm,要求压碎值不超过30%。因当地石灰岩石料料源丰富,碎石的级配满足设计及规范要求,能保证结构层密实度,增加结构层的稳定性。
二、混合料组成设计
1、集料的级配和调整
根据《民用机场飞行区土石方与道面基础施工技术规范》提供的集料的颗粒组成范围,筛孔为方孔筛。
料源的稳定是混合料质量控制的保证,对有些地区生产企业规模偏小,机械化程度不高,因而造成石料加工质量普遍不稳定,存在着粒径超标现象,给施工质量控制带来难度,超粒径越多,混合料常出现不均匀,易出现离析等现象。西宁机场二期工程新建跑道基层分别选用A石料和B石料进行调整配比,其中A石料瓜子片粒径偏粗,颗粒单一,不利于级配调整,2.36mm 以下约2%左右;B石料0.6以下约10%左右,通过率接近级配中值,符合规范要求,最终选用B石料。
二灰稳定碎石集料越粗则强度越好,稳定性越好,预防干缩能力越强,压实度也能提高,而细料过多,则抗冲刷能力低。初期采用粗级配为上限,施工发现石料偏粗。细料少,即混合料易产生离析,粒料粘结力差。开放交通则结构层表面易松散,局部离析,细料偏多处,则有少量裂纹。通过调整级配曲线,调至稍偏细,增加混合料粒料之间的粘结力,增强摊铺效果,达到密实均匀,故应级配调整接近中值为最佳。
2、配合比调整
按设计要求,二灰碎石7d无侧限抗压强度应达到0.8Mpa,设计配合比石灰∶粉煤灰∶粗骨料的比例可用5∶15∶80。根据以往施工经验,结合规范要求进行试验,制配不同的配合比。
根据表-2所示:选用石灰与粉煤灰比例为1∶3.2,结合剂与矿料比例为19∶81为最佳配比。
三、影响二灰碎石强度的因素
1、二灰比例的影响
根据二灰碎石强度机理,二灰碎石强度一方面依靠结合剂与80%左右集料颗粒,通过压实而达到嵌挤作用;另一方面依靠石灰、粉煤灰在混合料中填充粒料间孔隙作用,将大小粒料粘结成整体作用。但如果二灰混合料中二灰比例增大,集料比例减小,使集料“悬浮”在二灰中,这种混合料收缩性将比较大,也易产生冲刷唧浆现象。不同的混合料中4.75mm以下含量通过率为30%—50%,在此范围内碎石含量的不同引起混合料干密度发生较大变化。设计三种比例,其4.75mm以下含二灰质量占混合料质量通过率为28%、36%、44%。按重型击实法分别进行击实试验,得出最大干密度与4.75mm以下通过率关系曲线。由此可以看出,集料4.75mm以下通过率越少,干密度越大。在施工中以同一干密度指标,很容易出现压实度不合格或超密现象。因此采用灌砂法进行压实度检测时应对取出来的混合混合料进行筛分,以确定4.75mm以下通过率多少,确定相应的标准密度,确定压实度与实际压实度相符。
2、石灰剂量的影响
按照不同石灰剂量配比试验,石灰剂量以0.5%变化求出每组抗压强度平均值与石灰剂量关系,可见二灰碎石强度根据二灰剂量变化而变化,当达到一定数量后就几乎不增长,这表明存一个最佳值。
3、压实与养生
二灰碎石混合料压实密度明显影响着混合料的强度和耐久性,增加压实度会增加强度和稳定性。在施工中必须重视密度。严格控制混合料的二灰含量、含水量等,含水量过大碾压时易出现弹簧,压实度影响非常大,当含水量减小时结构层易出现干缩。压实度少量变化会影响很多,因此,提高二灰碎石密度对减小二灰碎石混合料各种收缩(干缩、温缩)量,避免或抑制二灰碎石基层收缩裂缝的产生,都非常有意义。二灰碎石的养生对提高早期强度非常重要,特别是气温较高时,表面水分易蒸发,易造成表面松散。养护方法有很多重,比如麻袋覆盖洒水养护,薄膜覆盖养生,洒乳化沥青封层养护等。麻袋覆盖、薄膜覆盖适合小面积,对于大面积机械化施工,乳化沥青封层养护施工方便,减轻劳动强度,提高工作效率,可长时间保持湿度稳定,不用天天洒水,增加养护效果。
四、质量检测
由于二灰碎石是通过石料嵌挤作用,另由石灰、粉煤灰提供密实和粘结作用而成,有较高的强度和稳定性。适用于钻芯法对其进行比较直观的质量检测。一是检查铺筑后的压实厚度;二是了解结构层的密实程度,对施工进行及时的调整;三是芯样切割成标准试件做无测限抗压强度。
五、结束语
对于二灰稳定碎石来说,二灰与集料之比,集料级配对其稳定性和强度都有着非常大的影响。对于嵌锁型二灰混合料结构来说,密度和含水量是压实度影响的重要因素之一。随着施工机械化施工经验的提升,二灰碎石具有一定的强度和稳定性,由于原材料来源较广,二灰稳定碎石在机场跑道基层及底基层中应用也将更加广泛。