浅论水泥稳定与级配砾石的比较运用

时间：2024-05-22 17:59:20 交通物流毕业论文我要投稿

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浅论水泥稳定与级配砾石的比较运用

　　论文关键词：水泥稳定；级配砾石
　　论文摘要：文中对水泥稳定与级配砾石的比较运用进行了分析。
　　
　　新疆地域辽阔，相对东部和中部落后，公路通车里程也相对较少。目前正值西部大开发的机遇，公路与基础设施要先行。大力发展公路是目前的大趋势。在公路建设中，在资金有限地情况下，如何在保证设计标准不降低的情况下节约资金，是公路设计、施工应该考虑的大问题。新疆自然条例（包括、土质、降水量、蒸发量、地下水、四季温差、融雪期等）差异很大。因此，在选择路面结构层组合时，就应因地制宜，应设计标准而制宜。在保证设计标准的情况下最大限度地节约资金。经过几年的实践水泥稳定基层代替级配砾石基层就可以达到以上要求。下面我就水泥稳定基层和级配砾石基层的比较运用谈一点个人看法。
　　
　　1 何谓水泥稳定基层和级配砾石基层
　　水泥稳定基层是在级配砾石中，掺入适量水泥，按照一定技术要求将拌匀的混合料在最佳含水量时压实，经养护成型的基层称为水泥稳定土基层。其强度的形成是在土中渗入适当的水泥，并在最佳含水量下压实后，既发生了一系列学作用，也发生一系列化学作用。在这一系列作用发生的同时，形成了水泥稳定基层的强度。级配砾石基层，是由砾石和土，按最佳级配原理修筑而成的基层。由于级配砾石是用大小不同的按一定比例配合、逐级填充空隙，并借粘土粘结，故经过压实后，能形成密实的结构。级配砾石基层的强度是由摩阻力和粘结力构成，且有一定的水稳性和力学强度。
　　
　　2 级配砾石的厚度和材料
　　级配砾石基层的厚度，一般为8-16cm，当厚度大于16cm时应分两层铺筑，下层厚度为总厚度的0.6倍，上层为总厚度的0.4倍。如基层和面层为同样类型的结构，其总厚度在16cm以下时，可分两层摊铺，一次碾压。
　　级配砾石基层所用材料，主要为天然砾石或较软的碎石。其形状以接近立方体或圆球形为佳，石料强度应不低于IV级。表1-1所示级配混合料的级配范围标准。设计时，应以此为准。
　　级配砾石基层应密实稳定。为防止冻胀和湿软，应注意控制小于0.5mm细料含量和塑性指数。级配砂砾要求颗粒尺寸在0.5-4cm之间，其中2.5-4cm含量不少于50%。
　　
　　3 水泥稳定的一些技术指标
　　水泥的技术指标，一般要求水泥的安定性好。无侧限抗压力强度：2.0mpa-3.0mpa。“水稳”料含水量：场拌的含水量一般控制在最佳含水量；路拌的含水量一般控制在最佳含水量的1.2倍； “水稳”摊铺时的松铺系数1.2。
　　
　　4 级配砾石施工与水泥稳定施工的比较
　　4.1 级配砾石路面基层施工
　　级配砾石基层的施工，一般按下列工序进行：开挖路槽；备料运料；铺料；拌和与整型；碾压；铺封层。
　　若施工方法采用和机集中拌制，则第（3）、（4）两工序分别改为拌和与摊铺整型两工序。
　　开挖路槽开挖路槽可使用或人工，路槽开挖整修后，用重型压路机滚压数遍，使达到95%以上密实度。
　　备料运料按施工路段长度（与拌和方法有关）分段备运料。砾石可直接堆放在路槽内，砂及粘土可堆放在路肩上。
　　铺料：先铺砾石，再铺粘土，最后铺砂。
　　拌和与整形可采用平地机或拖拉机牵引多铧犁进行。拌和时边拌边洒水，使混合料的湿度均匀，避免大小颗粒分离。混合料的最佳含水量约为50%-90%。混合料拌和均匀后按虚厚（压实系数1.3-1.4）摊平并整理成规定的路拱横坡度。
　　碾压：先用轻型压路机压2-3遍，继用中型压路机碾压成型。碾压工作应注意在最佳含水量下进行，必要时可适当洒水，每层太实度不得超过16mm，超过时需分层铺筑碾压。
　　4.2 水泥稳定基层的施工
　　水泥稳定的施工有两种方法，一是场拌摊铺；二是路拌摊铺，两种方法都各有优缺点，一般情况下可以通用，下面就两种不同的施工方法进行阐述。
　　场拦摊铺：一般比较适合高等级公路或路幅超过十二米的路，在拌和场将符合技术指标的水稳集料、水泥、水按施工配合比，在水稳拌和机内搅拌均匀，然后到摊铺路段，由水稳摊铺机摊铺，摊铺前应在原垫层上洒适量的水（如果垫层是级配则洒湿即可，如果是天然砂砾则须多洒一点），摊铺时摊铺机前面摊铺，紧跟着6-8吨两轮压路机碾压，而后用振动压路机静压，最后振压，直到达到压实度为止。第二天，继续摊铺时，须将接头处挖除5米左右，目的是防止由于膨胀造成的臃包。另外，接头处直接暴露，水份蒸发快，初凝速度快，技术指标达不到。
　　“路拌”摊铺法顾名思义“路拌”就是在路上拌料，然后摊铺。这种方法一般用于三级路，或一些需要特殊处理的路，一般不适用高等级公路，也不适用于路幅超过十二米的路，具体操作是：
　　①先在已经交验的路基或垫层上挖厚度、宽度，计算好水稳集料的方数，再乘以松铺系数，均匀地倒料，然后用平地机刮平，打好灰点，以确认料足够，然后按面积将每袋水泥摆好，一袋水泥所撒面积按下列公式计算：S=50/hrq
　　h-水稳设计厚度
　　r-最大干密度
　　q-水稳设计水泥用量
　　在检查水泥袋确实按计算的面积摆好后，用人工将水泥均匀洒开。
　　用翻铧犁干翻三遍，然后一边洒水一边翻，水洒到最佳含水量，最后湿翻三遍，即可碾压，方法如前所述。
　　每车水的洒水长度：L=G/（1.2Bhrq）
　　G-一车水的重量
　　B-路幅宽度
　　h-水稳设计厚度
　　r-集料最大干密度
　　g-施工最佳含水量
　　②水泥稳定基层的养生。水泥稳定基层碾压成形后，还必须养生，由于水泥固有的特性，养生是非常重要的，在水稳强度未达到1兆帕时，不允许重车碾压，在养生期间要保持水稳表面潮湿，三天后洒透层油封面，就不再洒水了，七天后开始做面层。
　　两者施工工序除“水稳”需养生外，没有质的区别，仅从施工角度分析，水稳的养生要求是比较严格的，每天洒水至少4-6次，而且要7天以后才能进行下一道工序--路面的铺筑，在工期要求比较紧的条件下是制约工期的一个因素。
　　
　　5 水泥稳定与级配砾在其他方面的比较
　　5.1水泥稳定与级配砾石在抗病害方面的比较
　　水泥稳定和天然砂砾级配强度是不同的，水泥稳定的弹性模量为300-400mpa，级配砾石的弹性模量为110-170mpa。另外，水泥稳定土适应各种条件，对绝大多数的土类（高塑性土和含有机酸较多的土除外），用水泥稳定都能显著地改善其力学性质，获得良好的整体性、足够的力学强度、抗水性和耐冻性，所以水泥土的使用范围很广。因此，水泥稳定抗病害的能力比天然砂砾级配要好。
　　5.2 水泥稳定层与级配砾石对路面面层的设计要求
　　由于“水稳”和天然砾石级配本身强度、抗水性等特性所知，他们两者对面层的要求是不一样的，水稳强度高，抗水性好，面层一般设计为4cm中粒式沥青混凝土路面；或3-4cm粗粒式沥青混凝土加2cm细粒式的结构路面；而天然砂砾级配由于其抗水性不好和强度不如水稳，因此面层的封水一定要做到好。即，先用3-4cm的沥青洒铺成贯入，再做3cm的粗粒式沥青混凝土加1cm的细粒式封面，或者，用3-4cm沥青洒铺或贯入，再做5cm的中粒式摊铺。
　　5.3 水泥稳定和级配砾石在方面的比较
　　仅从水泥稳定土要加4%的水泥分析，似乎水泥稳定比天然砂砾配贵，但是天然砂砾级配做基层，其面层的总厚度都在7-8cm之间，它的面层厚度要比水泥稳定做基层时面层的厚度要厚2cm-3cm。如此算，整体上用水泥稳定土做基层的路并不比用天然砂砾做基层的路的造价贵，甚至要低。
　　
　　6 在设计路面基层时，如何合理选择水泥稳定和级配砾石
　　经过以上诸多的比较，知道了水泥稳定和级配石砾石的强度、特性、施工工艺及造价，那么在设计路面层时就应该根据诸多因素综合考虑，最终选择较好的适应结构的类型。一般说，南疆干旱少雨，应该选择天然砂砾级配，北疆比南疆雨多，地下水位高，春天冻融交替明显，应该选择水稳。97年路网工程南北疆的路面损坏普遍严重，而南疆却全都没有破损。另，路两边是农田的一定选择水稳；而在戈壁滩，水泥方便的地方选择水稳，而粘土方便的地方选择级配。
　　总之，无论选择水稳还是天然级配都要因地制宜，根据当地的气候、地下水等等因素综合考虑，合理科学地选择，以便减少损失，更好地为事业服务。
　　
　　参考文献
　　[1]公路工程无机结合料稳定试验规程
　　[2]公路工程集料试验规程。

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