本發(fā)明涉及城市道路工程的施工工藝，尤其涉及一種透水式水泥穩(wěn)定碎石材料及其施工方法。

背景技術：

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國家越來越注重節(jié)能減排，近幾年，“海綿城市”這個新名詞出現(xiàn)在了人們的腦海中。在城市道路的路基層中引入透水式的水泥穩(wěn)定碎石，雨水經(jīng)過滲透后可有效的補充地下水，還不影響正常的使用功能。

透水式水泥穩(wěn)定碎石基層對材料的孔隙率和透水性的具有雙控指標的要求，既要滿足透水性，又要滿足基層的強度要求?，F(xiàn)有技術中的透水式水泥穩(wěn)定碎石材料的級配方式以及施工方法，要么無法滿足道路基層的透水性，經(jīng)常形成積水，要么就是無法保證道路基層的強度，使用壽命短。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種透水式水泥穩(wěn)定碎石材料及其施工方法，可以在非機動車道和人行道進行鋪設，結合透水的瀝青混凝土，能順利排除路面雨水，同時能夠滿足道路基層的強度要求，延長道路基層的使用壽命。本發(fā)明采用有效孔隙率和滲水系數(shù)控制透水性，承載能力強，排水效果好，節(jié)能環(huán)保。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案實現(xiàn)：

一種透水式水泥穩(wěn)定碎石材料，是采用連續(xù)級配的形式，用有效空隙率及滲水系數(shù)作為雙控制指標，確定碎石級配范圍和粘結料的摻量，粘結料采用水泥與粉煤灰配比混合，在有效透水的同時滿足基層強度要求。

所述碎石級配范圍為：0.075mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為0～3％，4.75mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為8～15％，9.5mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為25～35％，19mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為55～65％，26.5mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為70～80％，31.5mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為80～100％。

所述碎石級配范圍為：0.075mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為0～2％，2.36mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為0～5％，4.75mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為0～10％，13.2mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為25～60％，26.5mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為90～100％。

所述水泥的摻入量按質(zhì)量百分比算為級配碎石干質(zhì)量的8～12％，所述粉煤灰的摻入量不大于水泥摻入質(zhì)量的20％，水膠比為0.35～0.45。

一種透水式水泥穩(wěn)定碎石材料的施工方法，具體方法如下：

1)拌和與運輸

a)拌合時間為：15s～20s；

b)按照水膠比計算設計用水量，拌和時混合料的用水量比設計用水量高1％～2％；

c)在成品拌合料皮帶運輸時，采用水平皮帶運輸，避免水泥凈漿損失和混合料在皮帶上打滑；

2)攤鋪與整平

試鋪前按照1.35的松鋪系數(shù)掛線，在攤鋪前將下基層表面灑水濕潤，以補充水泥的水化反應用水；

3)碾壓

攤鋪厚度控制在8-10cm，采用8t雙鋼輪壓路機靜壓1遍，再采用14t單鋼輪壓路機開振碾壓兩遍，然后用8t雙鋼輪壓路機靜壓1遍；碾壓過程中保持鋼輪表面濕潤來解決粘輪問題，但水分不能過多，以不沖刷水泥漿為準；

4)養(yǎng)生

養(yǎng)生時間不少于7天，養(yǎng)生期間始終保持表面濕潤。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)采用有效空隙率和滲水系數(shù)雙指標控制滲水性能，有效空隙率是檢測能流出水的空隙，滲水系數(shù)是檢測滲水的速度，用這兩種指標控制，能更好的反應其透水程度，確保了制得的水泥穩(wěn)定碎石基層材料具備更高的承載力和排水性能，其級配范圍容易得到滿足，一般水穩(wěn)機械就可以進行生產(chǎn)，在不增加投入的情況下，增加了路面的排蓄水功能，提高了路面雨天行駛的安全性。

2)通過改善級配碎石的級配組成范圍，在保證其承載力的情況下，增加結構的有效空隙率，使其具有良好的排水功能，同時，較大的空隙率還可有效地減少結構層的收縮、溫縮反射裂縫。

3)透水式水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料一方面具有較強的排水性能，增加了路面的排蓄水功能，提高了路面雨天行駛的安全性；另一方面也降低了瀝青混凝土路面的反射裂縫，降低了路面的維修費用，提高了社會經(jīng)濟效益。

4)相比常規(guī)的水泥穩(wěn)定碎石，本發(fā)明級配碎石篩分選用間斷式篩孔，提高碎石基層的透水性能。粘結料中由一定比例的粉煤灰代替水泥組成，即降低成本，又達到很好的和易性，在保證基層強度的同時，有助于提高碎石基層的透水性能。

5)本發(fā)明具有承載能力強，排水效果好，應用性廣的特點，同時節(jié)能減排，在城市道路建設工程中有很好的推廣價值。

附圖說明

圖1是實施例1的級配曲線圖。

圖2是實施例2的級配曲線圖。

圖中：橫坐標為篩孔尺寸，縱坐標為通過率；系列4為通過率上限，系列3為通過率下限，系列2為通過率中值，系列1為實際篩分曲線。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明：

一種透水式水泥穩(wěn)定碎石材料，是采用連續(xù)級配的形式，用有效空隙率及滲水系數(shù)作為雙控制指標，確定碎石級配范圍和粘結料的摻量，粘結料采用水泥與粉煤灰配比混合，在有效透水的同時滿足基層強度要求。

所述碎石級配范圍為：0.075mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為0～3％，4.75mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為8～15％，9.5mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為25～35％，19mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為55～65％，26.5mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為70～80％，31.5mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為80～100％。

所述碎石級配范圍為：0.075mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為0～2％，2.36mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為0～5％，4.75mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為0～10％，13.2mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為25～60％，26.5mm篩孔對應的質(zhì)量通過率為90～100％。

所述水泥的摻入量按質(zhì)量百分比算為級配碎石干質(zhì)量的8～12％，所述粉煤灰的摻入量不大于水泥摻入質(zhì)量的20％，水膠比為0.35～0.45。

一種透水式水泥穩(wěn)定碎石材料的施工方法，具體方法如下：

1)拌和與運輸

a)拌合時間為：15s～20s；

本法明對水穩(wěn)拌合站進行了改進，將攪拌鍋長度加長，同時減小攪拌尺葉片間距，從而將攪拌時間延長了10秒鐘，通過延長拌合時間來解決混合料對水量的敏感度。(原攪拌鍋長度為3米，攪拌尺葉片間距為300mm；現(xiàn)攪拌鍋長度4.5米，攪拌尺葉片間距為150mm)。

b)透水式水泥穩(wěn)定碎石孔隙率大，水分散失快，按照水膠比計算設計用水量，拌和時混合料的用水量比設計用水量高1％～2％；

c)在成品拌合料皮帶運輸時，采用水平皮帶運輸，避免水泥凈漿損失和混合料在皮帶上打滑；

d)成品拌合料直接卸入自卸汽車，根據(jù)水泥的凝結時間及現(xiàn)場的氣候條件控制運輸時間，注意勿使運輸距離過長，防止水分蒸發(fā)或水泥初凝；混合料運輸過程中必須覆蓋，以防水分散失。

2)攤鋪與整平

試鋪前按照1.35的松鋪系數(shù)掛線，在攤鋪前將下基層表面灑水濕潤，宏觀上滿足表面濕潤，以補充水泥的水化反應用水；

3)碾壓

如果壓碎石料，會堵塞孔隙，強度和孔隙率降低，影響其路用性能。為達到更好的保證透水性能，本發(fā)明采用以下碾壓方式：攤鋪厚度控制在8-10cm，采用8t雙鋼輪壓路機靜壓1遍，再采用14t單鋼輪壓路機開振碾壓兩遍，然后用8t雙鋼輪壓路機靜壓1遍；碾壓過程中保持鋼輪表面濕潤來解決粘輪問題，但水分不能過多，以不沖刷水泥漿為準；

4)養(yǎng)生

透水式水泥穩(wěn)定碎石施工結束經(jīng)檢驗壓實度等指標后，立即覆蓋養(yǎng)生。養(yǎng)生時間不少于7天，養(yǎng)生期間始終保持表面濕潤。養(yǎng)生可采用土工織物、塑料薄膜或麻袋片覆蓋養(yǎng)生，防止水分散失，應避免表面干燥或忽干忽濕，以保證水泥充分水化。

因排水基層有較大的空隙率，為保證其排水功能，在面層施工前禁止開放交通，以避免排水基層表面空隙被塵土雜物堵塞，影響排水效果。

對于透水式水泥穩(wěn)定碎石的滲水系數(shù)的測試，使用了瀝青路面使用的路面滲水儀進行透水性能檢測，該方法貼近實際，原理簡單，易于操作。本發(fā)明的滲水系數(shù)為690(ml/min)-650(ml/min)。

本發(fā)明用粉煤灰替代部分水泥，粉煤灰摻量不大于水泥摻入質(zhì)量的20％。在大規(guī)模生產(chǎn)時，能節(jié)省水泥用量，減少成本，并不影響強度，經(jīng)過試驗，強度能達到4.0mpa以上，保證使用功能。同時粘結料中摻入粉煤灰有助于透水式水泥穩(wěn)定碎石材料的透水性，更適用于“新型海綿城市”路面基層的要求，經(jīng)濟性強。

實施例1：一種透水式水泥穩(wěn)定碎石材料混合料級配見表1；

表1：最大粒徑31.5mm透水水泥穩(wěn)定碎石配合比計算表

通過圖1可以很直觀的看出級配情況：系列1實際篩分曲線在系列4和系列3兩條線內(nèi)，即在級配范圍內(nèi)。

水泥摻入量為級配碎石干質(zhì)量的8％，粉煤灰摻入量為級配碎石干質(zhì)量的1％，水膠比為0.4，無側(cè)限抗壓強度試件ra＝4.1mpa，試件有效空隙率為19.4％，滲水系數(shù)為690(ml/min)，適用非機動車道、人行道。

實施例2：一種透水式水泥穩(wěn)定碎石材料混合料級配見表2；

表2：最大粒徑26.5mm透水水泥穩(wěn)定碎石配合比計算表

通過圖2可以很直觀的看出級配情況：系列1實際篩分曲線在系列4和系列3兩條線內(nèi)，即在級配范圍內(nèi)。

按照最大粒徑26.5mm配制，水泥摻入量為級配碎石干質(zhì)量的10％，粉煤灰摻入量為級配碎石干質(zhì)量的2％，水膠比為0.45，測得無側(cè)限抗壓強度試件ra＝4.4mpa，試件空隙率為18.5％，滲水系數(shù)為620(ml/min)，適用非機動車道、人行道。

實施例中采用p·s·a32.5水泥，粉煤灰采用國標二級標準。

由于透水式水泥穩(wěn)定碎石材料設計需要同時滿足滲水系數(shù)和有效空隙率兩個指標的要求來控制滲水的性能，另外，通過試驗檢測無側(cè)限抗壓，可以滿足非機動車道和人行道使用，能實現(xiàn)其承重與排水的雙重性能要求。另外，用2500ml的噴壺，將噴嘴調(diào)成柱狀水流，向透水水穩(wěn)試件不間斷澆水，明顯有水流從試件下方流出。本文提出的試驗方法貼近實際工況、簡便易行。在使用透水水泥穩(wěn)定碎石時，應在級配范圍內(nèi)，本級配范圍為專有技術，未經(jīng)同意不得私自使用。