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近幾年,利用粉煤灰修筑道路基層,既可就地取材,變廢為寶,防止污染,又能提高道路質量,具有一定的技術經濟價值。在粉煤灰、石灰中摻入碎石稱為二灰碎石,一般應用于道路基層或底基層,二灰碎石的組成設計對工程質量起著決定性的作用。組成設計搞不好,要么浪費原材料,要么強度等指標達不到,影響工程經濟指標或技術指標。但搞好二灰碎石組成設計也并非很容易的事,下面就組成設計中易出現的問題進行討論。
一、原材料控制注意事項
1、取樣要具有代表性。即所取樣品應該代表一個大的總體的平均情況。所取材料與施工現場所用材料相同。為此,需從料場中或料堆的不同位置分別取部分樣品,然后將這些小樣品混合成一個樣品。
二灰碎石的原材料包括石灰、粉煤灰、碎石和水,應按此方法取樣進行試驗。
2、石灰材料的注意事項
《公路路面基層施工技術規范》(JTJ034-2000)及《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》(JTGE51-2009)中規定,石灰的等級應在三級以上。三級以下石灰由于鈣鎂含量偏低,活化物偏少,石灰的活性不足以激發粉煤灰中不活潑化學成分的活性,從而影響試件強度。另外,應盡量縮短石灰的存放時間,若存放時間較長,鈣鎂含量就會降低,使試驗數據失真,甚至試驗結果不正確。生石灰消解要充分。如果消解不充分,會在制作完試塊后,生石灰仍在消解,使試塊“鼓包”、“起蘑菇”,甚至粉碎。
3、粉煤灰
按規范要求,路用粉煤灰中二氧化硅和三氧化二鋁含量應大于70%,而700℃時的燒失量應不大于10%,含水量應在20%左右,不宜超過35%。對于粉煤灰的顆粒,我們認為應優先采用較粗顆粒的粉煤灰,因為較細顆粒的粉煤灰對水的敏感性較強,即使組成設計能滿足技術要求,但施工起來難度較大,所以粉煤灰的粒徑也是組成設計中應涉及的問題。雖然現行規范沒涉及到這方面的問題,但做為指導施工的組成設計應予以考慮。
4、碎石
在JTJ034-2000及JTGE51-2009中,對碎石的壓碎值及粒徑有嚴格要求。二灰碎石用于基層時,高速公路和一般公路碎石的壓碎值不大于30%二級及二級以下公路不大于35%;二灰碎石不用于底基層時,高速公路和一般公路不大于35%,二級及二級以下公路不大于40%。實際實驗過程中,應多選幾個碎石生產廠家進行對比,以壓碎值越小越好。對于碎石顆粒組成范圍要按要求嚴格控制,盡力避免出現出限或靠近上下限的情況。
二、組成設計制作時應注意的問題
按規范要求,先按不同比例制成混合料。再選用適當的試模,制作成一定數量的試塊,然后脫模試驗,再進行統計計算,這便是二灰碎石制作的全過程。但這里也有幾個方面需要注意,分述如下:
1、制作試件時,在預定做試驗的前一天,取其最具有代表性的試料,測定其風干含水量,按《無機結合穩定土的擊實試驗方法》確定其最佳含水量和最大干密度。應當注意的是制作時,要用木錘或木碾將風干試料搗碎,并避免破碎粒料的原粒徑。另外就是集料一定要拌和均勻,否則不但不能反映實際情況,同時試件強度值差別較大,即Cv偏大,使強度評定不合格。
2、制作試件前應檢查試模尺寸及形狀。試模內壁應光滑、無棱角,柱體不得用變形。要保證上下壓柱自由滑動和試件上下表面不傾斜。制料前,要徹底清洗試模,用廢機油涂滿試模的整個內壁作為隔離劑,裝模時,下壓柱要外露2㎝左右。稱取規定的混合料分2~3次倒入試模中,用夯棒均勻插實時,要注意混合集料不要用力過猛,以免濺到試模外面,影響數據的真實性,脫模時應注意用力均勻,不可碰邊缺角,否則試件作廢。
三、養護及其他
1、試件脫模后應立即稱重、量高。
根據目前的養生條件,可以放入養生箱中養護,也可放入水池中或用濕鋸末埋起來,保溫保濕養生。尤其是中、大試件應先用塑料薄膜包復。我們曾做實驗,針對中、大試件用塑料薄膜包復與不包復進行對比,發現凡未曾進行包復的試件的無側限抗壓強度會損失3%~8%,最嚴重的竟達15.7%,養生不好對抗壓強度的損失更嚴重。
2、只有準確的稱量,才能保證試件干密度與相應的施工現場所要求的壓實度相一致,但制作過程要盡量縮短。規范規定有水泥的混合料應在1小時內制成試件,超過1小時的混合料要作廢,其他混合料雖不受此限,但也應盡快制成試件,施工規范中尚有規定,拌成的二灰混合料堆放時間不超過24小時,所以進行組成設計制作時,更應盡量縮短時間。
3、進行強度評定時,如Cv超限,則應重做,不應只剔除不合格部分試件。有R≥Rd(1-ZaCv)公式中R:評均抗壓強度,Rd:試件抗壓強度,Za:標準正態保證率,Cv試驗結果的偏差系數,進行強度統計。如果Cv不符合以下規定:小試件不大于10%,中試件不大于15%,大試件不大于20%的,必須重新制作。
參考書目:
1、《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》
2、《公路路面基層施工技術規范》
3、《市政工程質量通病及防治》