粉煤灰,瀝青砼攤鋪,路面不平整,混凝土面板灌封

2022-12-06 13:54:03 字數 4263 閱讀 6530

1. 粉煤灰砼幹縮性大,高溫大風季節施工易產生塑性收縮開裂

長常高速公路益常段的路面施工中,每1m3粉煤灰水泥砼水泥用量為360kg,粉煤灰為45kg,膠凝材料總量為405kg。顯然,膠凝材料的總量過多在夏季高溫大風天氣施工容易產生塑性收縮裂縫。研究表明,粉煤灰水泥混凝土在0.

57kg/m2·h蒸發率的條件下就會產生塑性收縮裂縫,而普通水泥混凝土則產生塑性收縮裂縫的臨界蒸發率為0.75kg/m2·h,這一點是值得高度重視的。在益常路的路面施工中即遇到此問題,2023年7月某天施工的段落連續產生了縱向塑性收縮裂縫,長的有6m,短的只有30cm,裂縫分布很有規律,大多在距縱向假縫兩側20-50cm處。

這樣的分布規律與假縫拉桿的約束有關。

通過一定技術措施,完全可以控制裂縫的產生。在益常路的施工中,在攤鋪成型的砼路面拉毛噴灑養護劑後,馬上用土工布覆蓋,避免烈日的照射,降低蒸發率,並在土工布上灑水,保持濕潤,補充蒸發的水分。另外,還採用了在攤鋪成型路面拉毛噴酒養護劑過後噴酒霧化水的方法來控制裂縫的產生。

前者比後者更保險。在施工過程中,要提高對裂縫產生的警惕性,在氣溫大於28℃,或是多風的季節,要做好控制裂縫產生的準備工作。

2. 低溫季節施工易發生施工期斷板和裂縫

粉煤灰水泥砼路面早期強度低,導致發生施工期斷板和裂縫,斷板和裂縫分三種情況。

(1) 冬季施工,由於水泥化較慢,板塊早期強度很低,由於板塊內應力和外部因素的影響,產生斷板。益常路路面由於在冬季施工時開放施工交通的時間遠遠遲於28d和加強了施工質量管理,此型別的斷板幾乎沒有發生。

(2) 在兩幅路面連線施工時生斷板。前一幅路面攤鋪後,由於溫度應力的用作,橫向縮縫處大部分斷裂。由於溫度的變化,裂縫通過拉桿向剛施工的、強度偏低的路面傳遞開裂變形,致使剛施工的面板出現大量斷板。

此型別斷板在益常路,其中26km的路面中已經出現68塊斷板,超過規範容許值,花費了一定的資金進行處理。其中有一段落的3.75m塊的板塊連續有15塊斷板。

這些斷板大多集中產生、分布在幾個路段,都在低溫季節施工時產生的。大部分斷板靠近縮縫位置,顯然也與縮縫傳力杆的約束有關。之所以產生了大量斷板,一是由於承包人沒能及時發現斷板的形成原因;二是管理上的鬆懈,導致切縫時間延誤和切縫的質量下降。

通過採用軟切割技術提早鋸橫縫,並適當加深鋸縫,保證鋸縫質量,解決了此問題。

(3) 在縱向縮縫旁產生裂縫。此裂縫的分布規律與"3.1"所述的裂縫一樣,但形成的機理不一樣。

施工氣溫較低時,混凝土強度形成緩慢,由於溫度應力的作用和縱向縮縫拉桿的約束,產生了裂縫。控制裂縫的措施是通過採用軟切割術提早鋸縱縫,或在施工氣溫低於10℃時停止施工。

3. 由於早期強度較低,要加強養生,並延長養生期

長常高速公路益常段的施工經驗是採取雙保險的養生措施,即在施工氣溫高於25℃時,既噴灑養護劑養生,又用麻袋覆蓋養生10d,並在28d內嚴格控制交通。

1. 社會效益

取得的社會效益主經體現為對環境的貢獻:全線75km粉煤灰水泥砼路面使用了2.25萬t粉煤灰,減少熱電廠用於存放粉煤灰的土地1094畝,保護了土地資源。

少用525#水泥1.08萬t,減少了生產水泥時co2的排放量1.08萬t,減少了對大氣的直接汙染。

路面平整度、強度、外觀等工程質量的提高獲得了社會的讚譽,還為公路營運時保障暢通打下了基礎。

2. 直接經濟效益

全線75km粉煤灰水泥砼路面使用了2.25萬t粉煤灰,為電廠節約存放粉煤灰的資金300萬元,減少使用水泥1.08萬t,節約工程成本228萬元。

每1km路面節約工程成本3.04萬元,直接獲得經濟效益7.04萬元。

在水泥砼中適當地摻入粉煤灰後,改善了砼的工作效能,降低了泌水率和水泥水化速度,使之更適合滑模攤鋪施工,提高了路面的抗折強度和抗磨性,提高了高速公路工程質量,保護環境,取得了可觀的社會效益和經濟效益。雖然存在乾縮性大、早期強度低等缺陷,但通過合理的技術措施和加強施工管理,這些問題完全可以解決,並不妨礙粉煤灰的使用。粉煤灰水泥砼在高速公路水泥路面工程中值得推廣。

參考文獻:夏忠德.粉煤灰在湘江大源渡樞紐船閘工程中的應用,湖南交通科技1998,24(3):56~59

方德銘福建省公路管理局

摘要介紹sma混合料效能及材料組成、設計施工方法。

關鍵詞 sma  混合料技術

瀝青瑪蹄脂碎石混合料又稱填碎石瀝青混凝土(stone matrix  asphalt),簡稱sma,在歐洲已成功地使用20多年;80年代初,德國公路部門把sma作為一種標準材料,現已推廣應用到瑞典、丹麥、法國、日本和美國等;2023年美國喬治亞洲瀝青瑪蹄脂碎石混合料路面被聯邦公路管理局(fhwa)評為連續四年全美最好德幹線公路洲。據介紹美國喬治亞洲運輸部對路面成本、壽命等經濟分析中發現,sma成本比傳統的熱瀝青混合料高出20%~25%左右,但是,這些新增纖維的混合料的壽命卻顯著提高,採用傳統密級配混合料鋪築的路面壽命約為7.5年,而sma路面在需要修復前可使用12~15年。

我國首次試用sma技術是交通部專家對歐洲進行技術考察後,於2023年修建首都機場高速公路過程中提出,後又在首都機場東跑道、八達嶺高速公路修建以及北京長安街舊瀝青路面層整修不同程度上採用sma技術,標誌我國採用sma路面結構技術逐步走向成熟階段。實踐證明,sma與普通熱瀝青混合料相比,具有更好的抗疲勞、抗車轍等效能,高溫穩定性、低溫抗裂性有明顯改善,路面耐久性更為顯著。

2.1集料

sma的集料級配是間斷性級配,4.75mm以上的粗集料,主要是4.75~13mm的比例高達70%~80%,礦粉用量達8%~12%;這些粗集料佔大多數的sma完全不同於傳統的密級配混合料;又由於通過0.

075mm篩孔的粉料很多,就使得sma的空隙率比較低,因此也完全不同於國外經常使用的開級配瀝青混合料(簡稱ogfc)。

sma對粗集料質量要求比較高,骨料要求堅硬、耐磨,顆粒形狀接近立方體,表面構造粗糙,針片狀顆粒含量少,以便在交通荷載作用下,集料間能保持連鎖緊密。

sma中的細集料是瀝青砂漿即瀝青瑪蹄脂的一部分,其要求堅硬而穩定,所以細集料必須清潔、堅硬、表面粗糙,且只能含有少量的軟料或有害物質。用於sma礦粉數量較多,所以礦粉的質量及級配對混合料的效能起了非常重要的作用,要求粉料乾淨、疏鬆;一般選用磨細石灰粉。

2.2纖維增強劑

新增纖維的目的是增加砂漿穩定性,避免運輸和攤鋪過程中產生離析現象,而且纖維可以使混合料加入較多的瀝青,增厚瀝青膜,從而提高路面的耐久性;用於sma的纖維穩定劑分為有機纖維(木質素纖維)和無機纖維(礦物纖維);目前德國習慣在sma瀝青混合料中加入木質素作為穩定劑,用量佔骨料重的0.3%~0.5%;但由於當木質素受潮後,會直接影響瀝青與拌合料的結合強度,同時木質素本身會吸收少許瀝青,增加瀝青用量。

因此,有些國家則採用礦物纖維,如美國採用佛羅里達州邁阿密的斐伯蘭德(fiberand)公司生產的道路纖維;fiberand礦物纖維是在高溫條件下將玄武岩熔化後抽絲,然後將其表面特殊處理,增加了纖維與瀝青間結合力,並使得纖維與集料、瀝青拌合更加均勻;用量一般控制在0.3%~0.4%之間。

2.3瀝青結合料

sma的瀝青用量比普通級配熱瀝青混合料要多,這是由於在sma混合料中加入大量的礦粉及少許纖維所致;一般要求選用針入度小、軟化點高、溫度穩定性好的瀝青或改性瀝青,因此,用聚合物改性瀝青通常也被用於sma,尤其是鋪築在重交通道路上的混合料。

部分國家sma混合料級配範圍及瀝青用量範圍推薦值見表1。

表1 sma混合料級配及瀝青用量範圍推薦值

sma混合料設計原理與普通密級配瀝青混凝土設計原理相似,目前sma混合料的馬歇爾試驗方法普遍採用熱瀝青混凝土馬歇爾試驗,即先測定試件的馬歇爾穩定度、流值,再求出樣品的密度、飽和度和空隙率,在選擇合適空隙的同時,穩定度、流值、飽和度也要滿足熱瀝青混凝土規範要求。

sma混合料馬歇爾試驗配合比的一般設計要求可參見表2。

sma生產和施工與普通熱瀝青混凝土類同,其區別在於:

a)sma混合料大多數採用間歇式滾筒式攪拌機;

b)為了使纖維均勻分布於混合料之中,sma混合料幹拌時間比普通混合料增加5~15s,熱拌時間比密級配瀝青混凝土延長5~20s。

(sma混合料施工程式步驟略)

sma瀝青瑪蹄脂碎石混合料是一種間斷級配密實型熱瀝青混合料,它既考慮到ac、am等級配的缺點,又盡量利用它們的優點,力求達到最佳級配;sma混合料中的粗集料多、礦粉多、瀝青多、細砂少,並含少許纖維增加劑;由於混合料中粗集料良好嵌鎖,形成高穩定性的結構框架,瀝青或改性瀝青、細集料、粉料和纖維穩定劑組成的瀝青瑪蹄脂將結構框架組合成一起的高強度瀝青混合料,使混合料具有非常好的高溫抗車轍能力,更好的抗疲勞能力,高溫穩定性、低溫抗裂性和水穩定性有明顯的改善;而且混合料的間斷級配在表面形成大的孔隙,具有較大的路面構造深度,降噪及防止水霧的效能有所改善,抗滑效能好,同時,由於混合料空隙率低,瀝青的耐老化效能、混合料水穩定及耐久性都將明顯提高,從而全面提高瀝青混合料的路用效能。

1《theassociationofasphaltp**ingtechnogists》.1994

2《全國高等級路面修築研修班講義》.1997.

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