水穩(wěn)基層層間灑布水泥漿配合比設(shè)計(jì)及施工工藝研究

孫海山，趙建玲，秦哲煥

(1.錫林郭勒盟上都音高勒養(yǎng)路工區(qū)，錫林浩特 026000；2.錫林浩特養(yǎng)路工區(qū)，

錫林浩特 026000； 3.武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070)

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水穩(wěn)基層層間灑布水泥漿配合比設(shè)計(jì)及施工工藝研究

孫海山1，趙建玲2，秦哲煥3

(1.錫林郭勒盟上都音高勒養(yǎng)路工區(qū)，錫林浩特 026000；2.錫林浩特養(yǎng)路工區(qū)，

錫林浩特 026000； 3.武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070)

摘要：依托丹錫高速錫盟段工程，開展了水泥穩(wěn)定基層層間灑布水泥漿配合比設(shè)計(jì)及施工工藝控制研究，確定該項(xiàng)目采用水泥∶水=0.5∶1(質(zhì)量比)的比例進(jìn)行混合剪切拌和配制水泥漿，灑布量為1.5～2.0 kg/m2。結(jié)果表明采用該配比和灑布量施工的水泥漿粘結(jié)層效果良好，有效預(yù)防了干縮裂縫等病害的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：水穩(wěn)基層；水泥漿；設(shè)計(jì)；施工工藝

建設(shè)中的經(jīng)棚至錫林浩特公路錫盟段是丹東至錫林浩特高速公路(丹錫高速)的尾段，是錫林郭勒盟“8橫7縱6出口1環(huán)線”干線公路路網(wǎng)規(guī)劃中縱7及1環(huán)的主要組成部分。項(xiàng)目對(duì)錫盟貫徹落實(shí)國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略部署、改善區(qū)域交通條件、促進(jìn)沿線地區(qū)資源開發(fā)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的意義。項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件要求，為了增強(qiáng)水泥穩(wěn)定結(jié)構(gòu)層的層間整體性，在分層施工的水泥穩(wěn)定碎石底基層與基層、基層與上基層的層間灑布一層水泥漿。水泥凈量為0.5 kg/m2，基于設(shè)計(jì)文件，同時(shí)為了保證工程質(zhì)量，開展了水泥漿配合比設(shè)計(jì)及施工工藝研究工作。

1水泥漿配比設(shè)計(jì)

為正確地進(jìn)行水泥漿配比試驗(yàn)，對(duì)施工中將要使用的水泥、水等各項(xiàng)原材料的質(zhì)量及其技術(shù)性能進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表1、表2、表3所示。

表1　水泥化學(xué)成分及礦物組成分析

1.1　水泥

水泥采用錫林浩特中聯(lián)水泥廠生產(chǎn)的P.O42.5水泥。其檢測(cè)結(jié)果見表1、表2。

表2　水泥物理力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

1.2　水

拌和用水采用當(dāng)?shù)仫嬘盟z測(cè)結(jié)果見表3。

表3　飲用水

1.3　水泥漿配比的確定

根據(jù)水泥漿試驗(yàn)計(jì)劃，組合試驗(yàn)采用如表4所示。

表4　組合配比

2結(jié)果與分析

為了使水泥漿能均勻地灑布在水泥穩(wěn)定結(jié)構(gòu)層的表面并具有一定的滲透深度，同時(shí)強(qiáng)度能滿足要求，這就對(duì)水泥漿中的水泥用量、水泥漿的流動(dòng)性以及可施工性提出了具體要求。水泥漿中水泥量太少，強(qiáng)度低，達(dá)不到粘結(jié)的目的。水泥量高，水泥漿稠度大，不能滿足機(jī)械化灑布施工的要求，也不經(jīng)濟(jì)，因此，在擬定的水泥漿配比的基礎(chǔ)上，開展水泥漿流動(dòng)性試驗(yàn)、室內(nèi)涂刷試驗(yàn)以及水泥漿穩(wěn)定性試驗(yàn)，以確定水泥漿的合理比例范圍以及灑布量。

2.1　水泥漿流動(dòng)性

水泥漿流動(dòng)性試驗(yàn)采用水泥漿流動(dòng)度時(shí)間測(cè)定儀進(jìn)行，按照預(yù)設(shè)的水泥漿配合比，每次用水2 000 mL，稱量出不同配合比下的水泥質(zhì)量，采用攪拌機(jī)先低速攪拌60 s，再高速攪拌120 s，在漿體攪拌均勻后，倒入潤(rùn)濕的水泥漿流動(dòng)度時(shí)間測(cè)定儀中，開始測(cè)試流出時(shí)間，將測(cè)試完的漿液靜置一旁30 min后經(jīng)二次攪拌，再次測(cè)試流出時(shí)間(靜置30 min再二次攪拌是模擬現(xiàn)場(chǎng)施工中一次灑布完后停工等待后續(xù)施工時(shí)間)，各組砂漿流出時(shí)間如表5所示。試驗(yàn)過程示意圖如圖1～圖4所示。

表5　水泥漿流出時(shí)間

2.2　水泥漿灑布量試驗(yàn)

在流動(dòng)性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)水泥漿的流出效果，基本排除了序號(hào)1和序號(hào)2的水泥漿配合比用于現(xiàn)場(chǎng)施工的可能，采用其余4組配比進(jìn)行試件涂刷試驗(yàn)，在標(biāo)準(zhǔn)水穩(wěn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件表面進(jìn)行涂刷，在0.5 kg/m2水泥凈用量的基礎(chǔ)上，計(jì)算出不同配比下水泥漿的用量如表6所示，根據(jù)涂刷效果判斷合適的水泥漿配比組成。

表6　水泥漿灑布量計(jì)算表

2.3　結(jié)果分析

1)根據(jù)不同配合比組成下的水泥漿流動(dòng)性時(shí)間測(cè)定結(jié)果(表5)表明，配比1呈糊狀，基本沒有流動(dòng)性，不具備噴灑施工的條件；配比2在測(cè)定儀中具有較強(qiáng)的粘滯性，漿體容易附著在儀器內(nèi)壁上，不具備噴灑施工的條件；其他組水泥漿均能自由地從測(cè)定儀中流出，表現(xiàn)出良好的流動(dòng)性。

2)室內(nèi)水泥漿涂刷試驗(yàn)結(jié)果(表6)表明，配比6水泥漿涂刷過程中泌水嚴(yán)重，出現(xiàn)流淌現(xiàn)象，不利于層間粘結(jié)；配比3粘聚性較大，涂刷困難，施工過程中易堵塞管口，都不具備噴灑施工的條件。而采用配比4和配比5的水泥漿涂刷容易，涂刷漿體飽滿，效果良好。

3)綜合表5和表6的試驗(yàn)結(jié)果，取效果較好的兩組配比的中值水泥∶水=0.5∶1為水泥漿的最佳配合比，灑布量根據(jù)實(shí)際施工情況，水泥漿灑布量暫定為1.5～2.0 kg/ m2。

3水泥漿灑布工藝與質(zhì)量控制

3.1　工藝流程

水穩(wěn)結(jié)構(gòu)層層間水泥漿灑布應(yīng)遵循以下工序：下承層檢查→機(jī)械設(shè)備配伍→配制水泥漿漿液→試灑→正式灑布→局部人工修補(bǔ)→及時(shí)進(jìn)行水穩(wěn)層施工→覆蓋養(yǎng)生及交通管制；在經(jīng)驗(yàn)收合格的水穩(wěn)結(jié)構(gòu)層上經(jīng)監(jiān)理工程師同意后，開始施工，在施工之前對(duì)準(zhǔn)備施工作業(yè)面進(jìn)行全面檢測(cè)，對(duì)不合格處采取適當(dāng)措施進(jìn)行補(bǔ)救，使其達(dá)到要求，同時(shí)清除表面雜物。

3.2　灑鋪過程

根據(jù)水泥漿噴灑量(水泥凈用量為0.5 kg /m2)、噴灑寬度設(shè)定噴灑指標(biāo)，調(diào)試噴灑高度、噴灑斜度，并檢查系統(tǒng)、管道系統(tǒng)是否正常無故障，檢查無誤后用灑布車進(jìn)行灑鋪施工。灑布車沿導(dǎo)向標(biāo)指引方向勻速前進(jìn)。當(dāng)灑布車噴管進(jìn)入灑鋪區(qū)時(shí)，打開節(jié)門開關(guān)進(jìn)行噴灑。當(dāng)噴灑結(jié)束后，鳴笛，關(guān)閉節(jié)門，車稍前行停下，等待后續(xù)灑布施工。需保證水泥漿的灑布長(zhǎng)度能滿足施工要求(一次灑布長(zhǎng)度控制在50～70 m之間，攤鋪機(jī)在30 min內(nèi)攤鋪的長(zhǎng)度為宜)。

3.3　注意事項(xiàng)

1)大風(fēng)或下雨時(shí)，不能噴灑水泥粘層漿。

2)按設(shè)計(jì)噴灑量一次均勻?yàn)⒉?，?dāng)有漏灑時(shí)，應(yīng)及時(shí)人工補(bǔ)灑。

3)為保證水泥漿良好的粘結(jié)性能，應(yīng)在水泥粘層漿鋪灑后初凝前及時(shí)攤鋪上一層水穩(wěn)層，不能在水泥粘層漿噴灑后很久不做上層施工，否則起不到粘結(jié)層的效果，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，水泥漿一次灑布長(zhǎng)度控制在50~80 m之間為宜。

4結(jié)語

水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)層層間設(shè)置水泥漿粘結(jié)層，解決了基層層間、基層與底基層的層間粘結(jié)問題，丹錫高速錫盟路段采用水泥∶水=0.5∶1(質(zhì)量比)水泥漿的配合比，水泥漿灑布量為1.5～2.0 kg/ m2控制，水泥漿一次灑布長(zhǎng)度在50~80 m之間。實(shí)際施工效果良好，保證了工程質(zhì)量與施工進(jìn)度，大幅提高了基層、底基層的粘結(jié)力和整體性，有效預(yù)防了干縮裂縫等病害的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]JTG E30—2005.公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2]JTG E60—2008.公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程[S].

[3]JTG/T F20—2015.公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則[S].

Design and Construction Technology of Grout Used for the

Interlamination of Cement Stabilized Bases

SUNHai-shan1,ZHAOJian-ling2,QINZhe-huan3

(1.Xilingol League Shangdouyingaole County Road Maintenance Work Area, Xilinhot 026000,China；

2.Xilinhot City Road Maintenance Work Area, Xilinhot 026000,China；3.State Key Laboratory of Silicate

Materials for Architectures, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070,China)

Abstract:The design and construction technology of grout, which is used for the interlamination of different cement stabilized bases, was discussed in this research based on a highway project from Dandong to Xilinhot. Experimental results suggested that the grout can be prepared by shear mixing with cement∶water=0.5∶1 (mass ratio), and spreading quantity can be controlled at 1.5-2.0 kg/m2. The bonding layer constructed with the designed and prepared grout was effective in preventing some diseases such as shrinkage crack.

Key words:cement stabilized bases;grout;design;construction technology

作者簡(jiǎn)介：孫海山(1966-)，工程師.E-mail:13604794878@136.com

收稿日期：2015-10-02.

doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2015.06.006