简介
在经过粉碎的或原状松散的土中掺入适量的水泥和水,经拌和得到的混合料在压实与养护后,当其抗压强度符合规定要求时,称为水泥稳定土。
分类
用水泥做结合料,即能稳定细粒土,也可以稳定中粒土和粗粒土。根据所用的土类不同,水泥稳定土可分为水泥土、水泥砂、水泥石屑、水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾等。
要求
(1)水泥稳定土可适用于各级公路的基层和底基层,但水泥土不得用做二级和二级以上公路高级路面的基层。
(2)水泥剂量以水泥质量占全部粗细土(砾石、砂粒、粉粒和黏粒)的干质量的百分率表示,即水泥剂量=水泥质量/干土质量。
(3)水泥稳定中粒土和粗粒土用做基层时,水泥剂量不宜超过6%。必要时,应首先改善集料的级配,然后用水泥稳定。
(4)水泥稳定土结构层宜在春末和气温较高季节组织施工。施工期的日最低气温应在5℃以上,在有冰冻的地区,应在第一次重冰冻(-5~-3℃)到来之前半个月到一个月完成。
(5)路拌法施工时,必须严密组织,采用流水作业法施工,尽可能缩短从加水拌和到碾压终了的延迟时间,此时间不应超过3~4h,并应短于水泥的终凝时间。采用集中厂拌法施工时,延迟时间不应超过2h。
材料
1.土
凡能被粉碎的土都可用水泥稳定。石渣、石屑、砂砾、碎石土、砾石土等都宜做水泥稳定类基层的材料。碎石或砾石的压碎值对于高速公路和一级公路应不大于30%,对二级和二级以下公路基层应不大于35%,用作底基层时应不大于40%。
对于二级公路以下的一般公路:当用水泥稳定土做底基层时,颗粒最大粒径不应超过53mm(指方孔筛),对于高速公路和一级公路,颗粒最大粒径不应超过37.5mm(指方孔筛)。同时土的均匀系数(土的均匀系数为通过量60%的筛孔尺寸与通过量10%的筛孔尺寸的比值)应大于5,细粒土的液限不应超过40%,塑性指数不应超过17。实际工作中,宜选用均匀系数大于10,塑性指数小于12的土。
有机质含量超过2%的土,必须先用石灰进行处理,闷料一夜后再用水泥稳定。硫酸盐含量超过0.25%的土,不应用水泥稳定。
2.水泥
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可用于稳定土,但应选用初凝时间3h以上和终凝时间较长(宜在6h以上)的水泥,不应使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥,宜采用标号325级或425级的水泥。
3.水
凡是饮用的水(含牲畜饮用水)均可用于水泥稳定土施工。
配比
制备水泥稳定土混合料时,可以根据水泥重量占全部集料和土的干重的百分比来表示不同水泥剂量。以下是制备同一种土样但不同水泥剂量的水泥稳定土混合料的建议剂量范围:
1) 用于基层:
- 稳定中粒土和粗粒土:一般为 3%、4%、5%、6%、7%;当需要更高强度时,可选择 4%、5%、6%、7%、8%。
- 稳定塑性指数小于12的细粒土:5%、7%、8%、9%、11%。
- 稳定其他细粒土:8%、10%、12%、14%、16%。
2) 用于底基层:
- 稳定中粒土和塑性土:3%、4%、5%、6%、7%。
- 稳定塑性指数小于12的细粒土:4%、5%、6%、7%。
- 稳定其他细粒土:6%、8%、10%、12%。
在能够估计合适剂量的情况下,可以将五个不同剂量缩减到三或四个。这样可以简化操作,并且在实际应用中仍能满足设计要求。
需要注意的是,这些剂量范围仅作为参考,实际应用时应根据具体工程要求、土壤特性和设计标准进行调整和确定。同时,还应进行充分的试验和实地验证,以确保水泥稳定土混合料的性能和稳定性符合预期。
价格
水泥稳定土的单价通常在35-50元之间。压实度一般在设计中会明确给出,但如果没有明确指定,可以根据公路等级来选择适当的压实度。
公路等级是决定公路设计和建设标准的重要因素之一。不同等级的公路对水泥稳定土的要求也会有所不同。一般来说,高等级的公路要求更高的压实度,而低等级的公路则可以适度降低压实度要求。
施工工艺
1.准备下承层与施工放样
(1)确定每一作业段的合理长度时,必须综合考虑下列因素:水泥的终凝时间;施工季节和气候条件;延缓时间对混合料密度和抗压强度的影响;施工机械的效率和数量;操作的熟练程度;尽量减少接缝。
(2)下承层按有关检验标准进行复检,凡不合格的路段应进行整修,使其达到标准。下承层表面应平整、坚实,具有规定的路拱,没有任何松散和软弱地点。
(3)在下承层(底基层、老路面或土基)上恢复中线,直线段每15~20m设一桩,平曲线段每10~15m设一桩,并在两侧路肩边缘外设指示桩。在两侧指示桩上用明显标记标出水泥稳定土层边缘的设计高。
2.拌和与摊铺
混合料应在中心拌和厂拌和,可采用间歇式或连续式拌和设备。所有拌和设备都应按比例(重量比或体积比)加料,配料要准确,其加料方法应便于监理工程师对每盘的配合比进行核实。拌和要均匀,含水量要略大于最佳值,使混合料运到现场摊铺碾压时的含水量不小于最佳值,运距远时,运送混合料的车厢应加覆盖,以防水分损失过多。用平地机或摊铺机按松铺厚度摊铺,摊铺要均匀,如有粗细料离析现象,应以人工或机械补充拌匀。
路拌法施工时应先计算出的每袋水泥的摆放间距,控制好水泥用量,在摊铺并整平的土层上做安放标记。运送且卸除水泥后,用刮板将水泥均匀摊开,并注意使每袋水泥的摊铺面积相等,表面应没有空白位置,也没有水泥过分集中的地点。然后采用专用稳定土拌和机或其他拌和机械先将土和水泥干拌均匀,再加水湿拌,直至混合料色泽一致,没有灰条、灰团和花面,且水分合适和均匀。
3.整形
混合料在摊铺后,立即用平地机初平和整形。在直线段,平地机由两侧向路中心进行刮平;在平曲线段,平地机由内侧向外侧进行刮平。需要时再返回刮一遍。对于局部低洼处,应用齿耙将其表层5cm以上耙松,并用新拌的混合料进行找平。严禁用薄层水泥混合料找补。每次整形都应达到规定的坡度和路拱,并应特别注意接缝必须顺适平整。
4.碾压
整型后,当混合料的含水量等于或略大于最佳含水量时,立即用轻型压路机并配合12t以上压路机在全宽范围内进行碾压。直线和不设超高的平曲线段,由两侧路肩向路中心均匀碾压;设超高的平曲线段,由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。一般需6~8遍,直到规定的压实度。碾压时振动轮必须重叠。通常除路面的两侧应多压2~3遍以外,其余各部分碾压到的次数尽量相同。
碾压过程中,水泥稳定土的表面应始终保持潮湿,如表层蒸发过快,应尽快泼洒少量的水。如有“弹簧”、松散、起皮等现象,应及时翻开重新拌和(加少量的水泥)或其他方法处理,使其达到质量要求。在碾压过程结束之前,用平地机再终平一次,使其纵向顺适,路拱和标高符合规定要求,终平时应仔细用路拱板校正,必须将高出部分刮除,并扫出路外。
严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上“调头”或急刹车。
5.接缝处理
当天两工作段的衔接处,应搭接拌和,即先施工的前一段尾部留5~8m不进行碾压,待第二段施工时,对前段留下未压部分再加部分水泥,重新拌和,并与第二段一起碾压。经过拌和、整形的水泥稳定土应在试验确定的延迟时间内完成碾压。
要特别注意每天最后一段末端缝(即工作缝)的处理,工作缝应成直线,而且上下垂直,第二天铺筑时为了使已压成型的稳定边缘不致遭受破坏,应用方木(厚度与其压实后厚度相同)保护,碾压前将方木提出,用混合料回填并整平。水泥稳定土施工应避免纵向接缝。在必须分两幅施工时,纵缝必须垂直相接,不应斜接。
6.养护及交通管制
每一段碾压完成并经压实度检查合格后,应立即开始养护。可用潮湿的帆布、麻袋或湿砂等材料覆盖,然后洒水。在整个养护期间都应使水泥稳定碎石层保持潮湿状态,养护结束后,必须将覆盖物清除干净。对于基层,也可采用沥青乳液养护,应在其上撒布适量石屑。养护期不宜少于7d。在养护期间未采用覆盖措施的水泥稳定土层上,除洒水车外,应封闭交通,在采用覆盖措施的水泥稳定土层上不能封闭交通时,应限制重车通行,其他车辆车速不得超过30km/h。