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浅谈路面水稳基层材料检测

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试验与检测 浅谈路面水稳基层材料检测 周瑶萍 江苏省产品质量监督检验研究院 摘要:随着对高速公路路面使用性能的要求越来越高,大量的路面建筑材料、新工艺、新技术、新结构不断涌现。水泥稳定碎石以其良好的力学性 能、耐久性和承载力高等技术特点,而且其几种主要组成材料料源广泛,可以就地取材,便于加工,减少运输及生产成本,在公路路面基层施工中 广泛应用。但水泥稳定碎石也存在材料级配、离析处理、摊铺碾压及养生很难控制的问题,形成局部松散破碎、干缩裂缝等质量缺陷。这些都严重 影响了水泥稳定碎石基层作为半刚性过渡层在力传递上的承上启下作用。本文结合南京至高淳新通道工程水稳基层施工过程中的材料检测,总结了 在原材料选择,配合比设计和施工过程中如何通过材料检测来进行质量控制,为以后的水泥稳定碎石基层材料检测积累了经验。 关键词:水泥稳定碎石基层材料检测 一、水泥稳定碎石基层简介。 主干道标准,设计速度为50km/h;桥涵设计 三、施工前期材料检测。 水泥稳定碎石材料是由一定级配的集料 汽车荷载:公路一I级。机动车道路面结构: 施工前重点加强进场原材料的检测,包 和少量水泥拌合而成的混合料,它是一种半 底基层:20cm低剂量水泥稳定碎石;基层: 括水泥和碎石和水。 刚性基层材料,具有强度大,稳定性好及刚 36cm水泥稳定碎石;乳化沥青封层;下面层: 1水泥 度大等特点。因而被广泛用于修建高等级公 8cm道路石油沥青中粒式沥青混凝土Sup一20; 水泥是影响水泥稳定碎石质量的关键。 路沥青路面的基层或底基层。水泥稳定碎石 乳化沥青粘层;上面层:4cmSBS改性沥青细 由于水泥稳定碎石的成型必须在终凝前完 基层具有旌工时污染少、早期强度增长快、 粒式沥青混凝土Sup.13.水稳碎石底基层 成,而原材料的拌和、运输、摊铺、碾压须 板快整体稳定性好等特点,是近年来高速公 98219平方米,水稳碎石基层l14549平方米; 有足够的时间,因此,不能用快硬水泥、早 路路面结构中比较常见的半刚性基层。 路面sup一13面层共64679平方米,路面 强水泥。一般选用缓凝型普通硅酸盐水泥, 二、工程简介。 sup一20面层共88302平方米。本工程水稳施 初凝时间要求在3h以上,终凝时间不少于6h。 南京至高淳新通道工程高淳陆岸段(固 工采用集中场拌法施工,场地的设置和机械 为了有利于拌合及剂量上的控制,建议采用 城湖北路北延工程)(K43+592~I(44+703.507) 设备均能满足施工需要。施工中前场后场衔 较低标号的水泥。该工程使用中联水泥有限 为一级公路标准,设计速度为100km/h.桥涵 接有序,能够有效的推进现场施工进度,局 公司生产的42.5级普通硅酸盐缓凝散装水 设计汽车荷载:公路一I级;高淳北互通连接 部段落基层采用两层联铺,在保证质量的情 泥。 线工程(K44+703.507~K45+892.179)为城市 况下节约了施工工期,提高了企业效益 表3一l水泥的初终凝及强度 初凝 终凝 l 3天强度(MPa) I 28天强度(MPa)  l抗折 l 抗压 I 抗折  l抗压 285min 42lmin 合格  l4.4 l 26.8 I 8.1  l47.0 碎石应为坚硬、强度高、无风化的石灰 整体性差:若粒径偏小,基层强度不够,预防 径 采 用 岩料,其颗粒应具有规定的级配组成。碎石 温缩、干缩裂缝的能力越弱。级配取用中值 9.5—3 1.5mm,4.75—9.5mm,2.36—4.75mm,0—2.36m 一般的有机杂质含量应小于2%,其最大粒径 范围,且小于O.075mm颗粒不宜大于3%,碎 m四种规格石料,此矿料具有很好的粘结性, 不应大于31.5mm,压碎值小于28%;粗集料 石中小于O.6mm的颗粒必须做液限和塑性指 外观各项指标均能满足江苏省高速公路施工 针片状含量应不大于l8%;碎石粒径偏大, 数试验,要求液限小于28%,塑性指数宜小 指导意见要求。 表3—2碎石各项指标 碎石规格(mm) 针片状(%) 压碎值(%) 0.075以下含量(%) 液塑限 砂当量(%) 1#料9.5-31.5 6.5 O.3 } I 2#料4.75—9.5 8.2 182 O.4 7 .3#料2.36—4.75 } 3.0 } f 4#料O一2.36 f 14.6 W。=19,Wp=15,I =4 65 3水 有足够的强度和稳定性,我国较早就确定以 实度相关关系的研究,并且统一以重型击实 水应清洁不含有害杂质,凡是饮用水均 回弹模量作为评价路面结构强度与稳定性的 试验法作为基本控制标准。为了提高路基的 可用于水泥稳定碎石的施工。 力学指标,并形成了成套的室内外试验标准 强度和稳定性。 四、水泥稳定碎石配合比设计阶段 方法和仪器。为了在施工中以物理量指标控 在原材料选定后,进行混合料的配合比 材料检测 制工程质量从而保证达到规定的强度指标, 设计,配合比设计主要是确定水泥用量和最 水泥稳定碎石作为路面结构的基础应具 广泛开展了不同土种的最佳含水率和最大密 佳含水量。 表4一l各集料筛分 矿料 配合比 通过下列筛孔(方孔mm)的百分率 :%) O 0.075 O.6 2.36 4.75 9.5 19 26.5 31.5 1#料 36 O.O O.1 O.1 O.1 O.1 O.9 17.O 33.3 36.O 2#料 30 O.O O.1 0.3 O.4 4.7 24.3 3O.O 3O.O 30.O 3#料 l0 O.O O.3 l_O L 8 8.2 1O.0 10.0 10.O 1O.O 4#料 24 O.O 3.5 12.9 21.2 24.O 24.0 24.O 24.O 24.0 混合料 O.O 4.1 14.3 23.5 37.1 59.2 81.0 97.3 100.0 上限 O.O 7.0 22.0 35.0 49.O 67.O 89.O 1OO.0 100.0 级配范围 下限 0.O O.O 8.O l7.0 29.0 47.O 72.O 90.O 100.0 中值 O.0 3.5 l5.O 26.O 39.O 57.O 8O.5 95.O 100.0 1.取用工地水泥,按不同水泥剂量分组 出,做无侧限抗压强度; 试验。水泥用量宜控制在3.%~4.5%范围。分 3.水泥稳定碎石试件的标准养护条件 别取4~5种比例(以碎石质量为6000g)制 是:将制好的试件脱模称重后,应立即用塑 备混合料,每组试件个数13个。用击实法确 料薄膜包覆,放入养护室内养生,养护温度 定各组混合料的最佳含水量和最大干密度; 为20℃±2 ̄C。养生期最后一天(第七天)将 2.根据确定的最佳含水量,拌制水泥稳定 去掉薄膜试件浸泡水中,在浸泡之前,应再 m Hj… 碎石混合料,按压实度(98%)制备混合料试 次称试件的质量,水的深度应使水面在试件 图4-1合成级配曲线图 件,在标准条件下养护6天,浸水一天后取 顶上约2.5cm,浸水的水温应与养护温度相 商品与质量 20]3年第7期 237 试验与检测 试件的质量。前六天养生期间试件水分损失 4.水泥稳定碎石基层7天浸水无侧限抗 同。将己浸水一昼夜的试件从水中取出,用 软的旧布吸去试件表面的可见自由水,并称 应不超过10g,超过此规定的试件,应予作废; 压强度代表值R 不小于3.5MPa; 表4—2不同水泥剂量对应的最大干密度和最佳含水量 水泥:集料 3.0:100 3.5:100 4.0:100 4.5:100 5.0:100 最大干密度(g/m3) 最佳含水量(%) 2.340 4.6 2.348 4.8 2.366 5.2 2.372 5.4 2.384 5.6 强度平均值(Mpa) 偏差系数(%) 代表值(Mpa) 3.5 8.9 3.0 4.1 6.9 3.6 4.6 7.4 4.0 5.1 6.0 4.6 5.7 5.8 5.2 少,水泥分布不均相对偏差较大,强度难以 满足要求;反之水泥用量过多,费用增加,混 合料的收缩系数增大,出现裂缝的机率也就 愈大。同时过多的水泥用量,其基层过高的 强度和刚度与沥青面层的强度相差过大,对 面层结构不利。所以要严格控制水泥用量。 含水率也是影响水泥稳定碎石质量的又 项重要控制指标。水分在压实过程中起润 滑作用,压实时的含水量控制是否合适往往 决定着压实效果。施工实践证明,含水率过 低小于最佳含水量2%,基层表面松散,碾压 容易起皮,混合料难以成型,压实度达不到 设计要求洳果含水率大于最佳含水量2%,碾 压有明显轮迹,混合料粘轮,有时还会出现 局部弹簧,成型后会有明显的干缩裂缝。根 据试验结果,最佳含率量应控制在4%~6% 之间,考虑到混合料在运输、碾压过程中的 水分散失,施工过程中对水的含量应控制在 比最佳含水量大l%左右。水泥稳定碎石的拌 和一般采用集中厂拌,不宜采用现场搅拌。 因现场拌和容易将下层±勾起,进入混合料, 质量难以保证,且混合料粉尘容易污染环境。 厂拌有拌和设备,进料有电脑控制,精度较 高。但拌前应反复测试调整,使其符合级配 要求。搅拌混合料应让搅拌机连续稳定作业, 严格控制搅拌时间,使拌出的混合料处于最 一在水泥稳定碎石混合料设计中通常其强度达 到要求的同时收缩变形要小。但强度特性与 收缩变形特性之间存在着复杂的联系,影响 强度的因素往往也同时制约其干缩性能。通 常认为水泥稳定碎石强度愈高,其收缩变形 愈大。为减小其收缩变形量,有必要探求集 料级配组成对其强度的影响规律,对改善集 料级配组成,减少收缩裂缝的产生,提高路 用品质,延长道路使用寿命意义重大。 路上水泥稳定碎石某一段的正在施工的摊铺 碾压现场。由于拌合楼和摊铺碾压现场一般 要相距一段或远或近的距离,因此在这两处 测得的含水率会有差异,一般相差O.5%左右。 为了尽快得到结果,一般采用现场煤气炉加 热翻炒迅速检测法测含水率。施工单位和监 理单位试验人员应经常抽查前后场的含水 率,以确定是否和最佳含水率相符,一般要 控制在最佳含水率正负L O%,超出范围则需 差找原因,进行调整。 3。水泥剂量检测。水泥剂量是水泥稳定 碎石混合料中一项很重要的参数,如果水泥 用量过少,水泥分布不均相对偏差较大,强 度难以满足要求,水泥用量过多,费用增加, 混合料的收缩系数增大,路面基层出现裂缝 的机率也就愈大。水泥剂量应安排试验人员 在后场试验室进行,一般施工日每天上下午 各抽查一次,允许波动范围在正负0.5%。 4.级配检测。集料级配也是影响水泥稳定 碎石强度、稳定性和耐久性的重要因素。经 水洗筛分试验测得的水泥稳定碎石混合料中 的集料各筛孔的通过率应在JTJ034.2000《路 面基层施工技术规范》中允许波动范围内。 而本工程经抽查的检测结果符合苏高技 (2005)105号《江苏省高速公路水泥稳定碎 石路面基层施工指导意见》要求。 5.本工程压实度检测详细检测数据如下: 五、水泥稳定碎石施工阶段材料检 测。 水泥稳定碎石施工过程中应重点加强压 实度、含水率、水泥剂量、合成级配的检测。 水稳施工中的常见问题就是水泥剂量不稳 定,碎石备料时由于串仓导致级配波动,现 场施工段落个别部位出现离析现象。 1.压实度检测。只要水泥稳定碎石芯样 完整,芯样级配良好,一般可以认为路基验 收、水泥剂量和压实度的控制是成功的。一 般通过灌砂法测定,上下基层每50米每车道 个点进行压实度检测,上、下基层压实度 均要符合设计和规范要求,压实度的控制难 点在于两台摊铺机的拼缝出,容易出现压实 工不够。 2.含水率检测。水泥稳定碎石现场施工 时一般要分成后场和前场两个区域, 佳的混合状态。 后场就是水泥稳定碎石拌合楼现场,应 集料级配是影响水泥稳定碎石强度、稳 在旁边设立试验室,方便随时对现场刚拌合 定性和耐久性的重要因素。材料级配的好坏, 好的水泥稳定碎石混合料进行含水率,水泥 表5-1现场检查成果表 段落桩号:K45+400一K45+600右幅 测点桩号 压实度 厚度 含水率 一备注 I K45+420右l 99.9 17.6 5.5 K45+420右2 1O2.4 17.8 4.9 } K45+420右3 K45+480右1 K45+480右2 98.2 99.2 100.3 18.O 17.9 18.2 5.O 5.2 5.1 } f { K45+480右3 K45+540右1 K45+540右2 K45+540右3 K45+570右1 K45+570右2 K45+570右3 99.7 98.8 100.4 l8.4 17.5 18.3 18.5 17.6 l8.8 l7.2 5.6 5.3 4.6 5.O 5.2 4.8 5.5 | | { } | l I 98.5 98.4 1O1.2 99.8 苏省高速公路水泥稳定碎石路面基层施工指 导意见》要求。通过数据发现,靠近模板两 侧lm范围内的水稳压实度和厚度值偏下限, 主要是由于压路机碾压时不到边以及碾压时 模板胀模导致厚度不足,在后续的施工中, 加强了钢钎对模板的固定,同时加强对压路 机碾压宽度的控制。 六、水泥稳定碎石施工结束后成品 材料检测。 水泥稳定碎石施工结束后,还要进行一 段时间的养护,通常要在七天以后才能达到 设计强度。此阶段对水泥稳定碎石的检测主 要有两项:一是无侧限抗压强度试验,二是 现场取芯。 无侧限抗压强度试验。这项试验是在施 石混合料,迅速运到试验室按试验规程要求 制成一组13个试件,经脱模,在养护室养护 七天,其中最后一天浸水养护后,进行无侧 限抗压强度试验,经计算所得的无侧限抗压 强度的代表值如果大于等于设计值,则合格。 2现场检测钻芯取样。检测时要求钻芯机 稳定,摆动小,钻头一般采用直径15cm,钻 进时注意一定要将塑料水管插入足量的水筒 中,使钻进的同时钻头上有水来降温,并注 意开始时控制好取芯机钻杆下放速度,待钻 头进入结构层2-3cm时,恢复正常钻进速度 直至该结构层底,提钻头时迅速提起,避免 损坏芯样。一般7d强度就能取出芯样,取出 芯样后,观察其完整性、密实度,并取其厚 度。如果不能取出完整的芯样,则说明水泥 水稳基层7d芯样进行研究发现,含水量过大 时,基层易产生裂缝,一般裂缝贯穿整个横 断面,缝宽自上而下由0.3mm ̄0.1mm渐变; 顶面缝宽0.3 n'llTl,查阅施工试验记录表明, 此处碾压时的含水量为7.0%,大于最佳含水 量(5.2%)1.8%,含水量不足时,混合料松 散,密实度不够,芯样表明不光滑、不密实、 有大量的蜂窝,芯样上下部出现松散现象, 未成形。查阅施工试验记录表明,此处碾压 时的含水量为3.5%,大于最佳含水量(5.2%) 1.7%,详见图l和图2 下转第248页 238 www.spyzlzz.com 商品与质量・学术观察 试验与检测 建筑陶瓷产品的质量检验 霍晓雪 沈阳产品质量监督检验院辽宁沈阳1 10400 摘要:建筑陶瓷产品检验工作,是企业实施贯彻执行《质量法》,开展全面质量管体系中的重要组成部份。通过对企业生产过程中的各个环节和各 道工序的质量检验,保证不合格的原材料不投料,不合格的半成品不流入下道工序, 不合格的产品不出厂,把质量检验信息及时报告和反馈,为 企业研究解决质量问题提供依据, 从而不断改进和提高产品质量,提高企业的经济效益和社会效益。 关键词:建筑陶瓷检验 目前建陶产品质量检验标准是采用2006 年9月1日实施的GB,r4100.2006。性能质 量指标包括:尺寸偏差、表面质量、吸水率、 强度、抗热震性、抗冻性、抗釉裂性、色差、 耐酸碱性、耐磨性等。可按生产分批和出厂 产品分批测定。在检测中,如果发现建筑陶 瓷的放射性超标时,要追踪检测分析建筑陶 瓷的坯料、釉料、色料的放射性,摒弃铅、 镉溶出量和放射性超标的原料、材料;选用 无铅、无镉、无放射性的原料、材料,调整 配方和工艺参数,即可解决。常用的陶瓷检 验方法有:感官检验(触觉检验、视觉检验); 理化检验(物理检验、化学检验、度量衡检验) 和试验性使用检验 常用的陶瓷检验手段有: 量具、仪表、人的感官。 -20~100℃下无开裂现象 1.2.5陶管: 吸水率,<11%;内外表面施以土釉或 盐釉 1、陶瓷产品检验项目及性能要求 1.1建筑陶瓷质量检验的标准 产品标准:GB/T 4100.2006《陶瓷砖》, 方法标准:GB厂r 3810.1~.16.2006《陶瓷砖试 验方法》 1_2不同建筑陶瓷产品的性能要求: 1.2.1釉面砖: 吸水率≤21%,一般为l6~19%; 热稳定性,比冷水温高130℃至流动冷水 中急冷1次不裂; 白度,不小于78度; 弯曲强度,不低于16.67MPa 1.2.2外墙砖: 吸水率<10%,寒冷地区<3%; 热稳定性,温差130℃重复3次不裂: 抗冻性能, 15 ̄术1O℃清水中冻融循环 2O次无裂纹; 弯曲强度,平均值不低于24.5MPa 良好的耐化学腐蚀性能 1.2.3地砖: 吸水率不大于1O%; 具有承受一定水压而无渗漏、耐酸碱腐 蚀等良好性能 1.2.6琉璃瓦: 吸水率<12%; 弯曲破坏荷重≥l177N; 具有良好的抗冻性、热稳定性和一定的 表面光泽度 1-3建筑陶瓷产品的外观检验项目 外观检验由以下几个检验项目:白度、 光泽度、透明度、颜色、外观尺寸等。 1.4建筑陶瓷的内在检验项目 内在检验由以下几个检验项目;机械强 度、热稳定性、吸湿膨胀性、吸水率、气孔 率、体积密度、辐射性等。 断裂模敦IMPa 品名 平均值 瓷质砖 炻瓷质砖 细衢质砖 单个值 ≥32 ≥27 ≥ ≥3s ≥3O ≥22 炻质砖 陶质砖 ≥1B ≥15 ≥16 ≥12 1.5建筑陶瓷的其他检验项目 其他检验由以下几个检验项目:化学稳 定性和耐化学腐蚀性、抗冻性、釉面抗龟裂 性、耐磨性、耐污染性、铅(镉)溶出量等 2、提升陶瓷检验水平,把好产品质 量关 2.1制度管理 要求砖面平整、色调均匀、并有良好的 耐磨性和耐化学腐蚀性能 1.2.4马赛克:又名锦砖 吸水率<O.2%;耐磨性不大于0.1g/cm2; 耐酸度>95%:耐碱度>84%; 上接第238页 重视陶瓷检验工作,推行质量管理模式。 从产品质量由检验到预防,由堵到疏,再到 生产的全面质量管理,我们不难看出在生产 过程中的精细化要求与质量水平要求越来越 高。为把好产品质量关,建陶企业在质量管 理方面应站在更高的起点,全面导入产品生 产的质量管理理念,建立独立于生产管理的 实验室体系,加强产品实现过程的检验工作 和质量监督。只有在质量管理中推行了全面 质量管理模式,层层把关,人人负责,才能 使质量控制在每一个产生的源头 实验室检 测能力不完善的小型的建陶企业可以委托中 介陶瓷检测机构检验。 2.2人的管理 在质量检验工作中,起主导作用的是质 量检验人员。因此,要加强领导与培训,提 高人员素质,强化管理职能,确保科学、公 正、准确地判断产品质量。如何选拔优秀的 质量检验人员,组成一支素质好的质量检验 队伍至关重要。检验人员应符合下列条件: 理解力强,有一定的技术基础知识和实践经 验;记忆力好、熟知产品质量特性,掌握产 品缺陷与原材料和生产工序的关系:对质量 特性有分析能力,能将产品质量分解为各个 质量特性的质量;熟悉各项检验作业标准。 2.3仪器、仪表的管理 陶瓷检验手段大都是由各种性能的仪器 仪表设备所组成,它们的准确性直接影响产 品质量的检验结果。所以,产品质量的好坏, 不但取决于生产工人的操作技术,而且取决 于生产过程的检测工作和检测设备的完好状 况。检验产品质量实际上是先定量分析,后 质量判断,让数据来说明产品的质量情况。 所以,要想得到正确的测试数据,必须依靠 计量技术来保证,依靠精确的较为先进的仪 器设备来保证。 2.4外界的支持 建陶企业主管部门可通过以下几个方面 引导:加大法律法规和新国标的宣传力度; 对生产设备落后、污染严重、小规格白色釉 面砖企业进行强制关停;加强检验检测,并 帮助企业逐步完善实验室建设:规模较大的 企业加大检测设备的投入,执行严格的检验 制度,规模较小的企业,实行原材料进厂、 成品出厂全面委托检测。 雌1 菏术赣i耋意蛘 端榉 2黄辫撰^;{《越时酶 榉 结论: 水泥稳定碎石路面基层属于半刚性路 面,在高等级道路路面结构中,应用较多, 由于其材料丰富,并具有良好的力学性能、 板体性、水稳性及较好的抗冻性,强度随着 时间的推移,增长快,后期的整体强度高, 是理想的路面基层结构类型。路面基层是道 路的主要承重层,基层质量的优劣将直接影 响沥青路面的铺筑质量和道路的使用寿命。 应严格控制原材料的质量,按生产配合比施 工,加强施工前,施工过程中和施工结束后 的水泥稳定碎石材料检测。为水稳施工提供 第一手有用的数据,针对出现的问题进行技 术分析,研究出好的整改措施。还可总结出 有益的优良经验。为今后其它高速公路水泥 稳定碎石路面基层材料检测提供可以借鉴的 经验。 参考文献: [1]交通部科学研究院:《公路路基路面现场 测试规程》(JTG E60-2008)[S],北京人民交 通出版社,2008 [2]交通部科学研究院:《公路工程无机结合 料稳定材料试验规程》(JTG E51—2009)[S], 人民交通出版社。2009 [3]江苏省高速公路建设指挥部:《江苏省高 速公路水泥稳定碎石基层施工指导意见》 [R].2007 [4]交通部科学研究院:《公路路面基层施工 技术规范》(JTJ034-2000)[S]人民交通出 版社.2000 [5]邓学钧主编:《路基路面工程》.北京:人 民交通出版社,2001 248 aa,vw.spyz/zz.com商品与质量・学术观察 

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