水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量控制-振動(dòng)擊實(shí)法PPT演示課件

1、1,京秦高速公路遷西支線工程LM-2標(biāo) 田昆侖 2011年12月13日,水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量控制,振動(dòng)擊實(shí)法,2,目 錄,振動(dòng)成型法簡介 原材料及配合比設(shè)計(jì)要求 施工工藝控制,3,振動(dòng)成型法簡介,4,振動(dòng)成型法的概念,振動(dòng)成型法是由振動(dòng)壓實(shí)成型機(jī)模擬現(xiàn)場振動(dòng)壓路機(jī)，從而確定材料的組成比例、最大干密度及最佳含水量，并對各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測的一種水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì)方法。振動(dòng)成型法得到的壓實(shí)效果與振動(dòng)壓路機(jī)非常接近，是能更精確模擬現(xiàn)場壓實(shí)方式的室內(nèi)試驗(yàn)方法,5,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的現(xiàn)狀,室內(nèi)成型方式與現(xiàn)場碾壓方式不匹配 在我國，無機(jī)穩(wěn)定結(jié)合料大部分是按公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ

2、057-94)的要求采用重型擊實(shí)試驗(yàn)，與工程實(shí)際中振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)不匹配，試驗(yàn)得出的最大干密度太小，與工程實(shí)際差別較大。 在水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，由于室內(nèi)重型擊實(shí)成型與室外振動(dòng)壓實(shí)不匹配，造成了兩個(gè)嚴(yán)重的后果,6,一是壓實(shí)度超百。在各級檢查及驗(yàn)收中，不允許壓實(shí)度超百，這就迫使施工單位在施工過程中，通過減少壓實(shí)遍數(shù)來降低壓實(shí)度； 二是裂縫嚴(yán)重。水泥劑量、細(xì)集料含量和含水量是引起水泥穩(wěn)定碎石裂縫的三大因素。由于試件成型方式與現(xiàn)場施工碾壓方式不同，施工單位往往為避免壓實(shí)度超百而減少壓實(shí)遍數(shù)，造成強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求，于是為了增加強(qiáng)度便加大水泥劑量,7,質(zhì)量控制指標(biāo)單一 規(guī)范對混合料路用性能要求相對簡

3、單。除原材料性質(zhì)以外，對混合料只要求7天齡期的飽水無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到要求即可，對混合料抗裂能力沒有標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法和評價(jià)指標(biāo)，進(jìn)而使得設(shè)計(jì)或者施工的時(shí)候，只注重提高強(qiáng)度，造成片面的強(qiáng)度過大而抗裂能力較差等負(fù)面影響,8,壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)偏低 壓實(shí)度達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)對水泥穩(wěn)定碎石混合料強(qiáng)度、抗裂能力以及抗疲勞能力的提高有顯著的作用。壓實(shí)度的增加可以大幅提高半剛性材料強(qiáng)度，并可顯著提高混合料的抗裂能力；另一方面，壓實(shí)度的提高可以大大減少水泥穩(wěn)定碎石混合料中的微裂隙，從而提高混合料的抗疲勞能力,9,規(guī)范規(guī)定的級配范圍太寬，難以保證工程質(zhì)量 規(guī)范規(guī)定的級配范圍太寬，在此范圍內(nèi)，不同級配的混合料其力學(xué)性能有很大差異，

4、因此不同級配的水泥穩(wěn)定碎石混合料各種力學(xué)指標(biāo)即使全部滿足規(guī)范要求，也很難說明這些混合料具有良好的抗裂性能,10,振動(dòng)成型法的優(yōu)點(diǎn),改變了傳統(tǒng)的重型擊實(shí)法和靜壓法，采用更能夠模擬現(xiàn)場壓實(shí)方式的振動(dòng)方法進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)及檢測。 水泥劑量明顯降低，同時(shí)強(qiáng)度提高、抗裂能力提高。水泥劑量降低1%1.5%，強(qiáng)度提高1.52倍，相同水泥劑量下，振動(dòng)成型試件干縮抗裂系數(shù)是靜壓成型條件下的1.5倍。 振動(dòng)成型法設(shè)計(jì)的半剛性材料密度標(biāo)準(zhǔn)提高1.021.03倍。且實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)表明，用傳統(tǒng)的碾壓方式，在不增加設(shè)備投資的情況下，完全可以達(dá)到新的設(shè)計(jì)方法的壓實(shí)度要求,11,試驗(yàn)室試件比較,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法試件,振動(dòng)成型法試件,1

5、2,養(yǎng)生7天后現(xiàn)場取芯比較,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 基層7天芯樣,13,原材料及配合比設(shè)計(jì)要求,14,原材料,水泥 水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)層對原材料要求較高，水泥做為唯一的一種穩(wěn)定劑，其質(zhì)量尤為重要。為保證水泥穩(wěn)定碎石混合料有足夠的時(shí)間來運(yùn)輸、攤鋪及碾壓，要求水泥應(yīng)選用初凝時(shí)間應(yīng)大于3小時(shí)、終凝時(shí)間大于6小時(shí)的普通硅酸鹽水泥。 強(qiáng)度等級不低于32.5級。 水泥在入罐前，必須確認(rèn)在出爐7天以后，安定性等符合規(guī)范要求,15,集料 各規(guī)格集料必須滿足公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范JIJ034-2000和設(shè)計(jì)文件中規(guī)定的物理力學(xué)性能要求，并滿足粒徑規(guī)格要求。 規(guī)范規(guī)定集料最大粒徑不宜大于37.5mm，一般集料最大粒徑不超過

6、31.5mm。粒徑過大對拌合站、攤鋪機(jī)的損害性越大，混合料容易離析,16,針片狀含量不大于20%，壓碎值不大于30%，塑性指數(shù)小于6、硫酸鹽含量不宜超過0.25%。粒徑小于0.6mm的顆粒必須做液限和塑性指數(shù)試驗(yàn)，要求液限小于28%，04.75mm料中，0.075mm通過量必須小于15%。 水 凡飲用水皆可使用，遇到可疑水源，應(yīng)委托有關(guān)部門化驗(yàn)鑒定,17,配合比組成設(shè)計(jì),一般規(guī)定 水泥穩(wěn)定級配碎石混合料組成設(shè)計(jì)包括原材料質(zhì)量檢驗(yàn)，混合料級配組成設(shè)計(jì)，確定必需的水泥劑量和混合料的最佳含水量等。 原材料試驗(yàn)包括含水率、集料級配、液限及塑限、碎石針片狀顆粒含量、碎石的壓碎值試驗(yàn)、水泥強(qiáng)度等級和凝結(jié)時(shí)

7、間等，必要時(shí)應(yīng)測定有機(jī)質(zhì)含量和硫酸鹽含量。 混合料試驗(yàn)包括重型擊實(shí)、水泥劑量、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、延遲時(shí)間等,18,混合料的設(shè)計(jì)步驟,1）取工地實(shí)際使用的不同規(guī)格集料應(yīng)分別進(jìn)行水洗篩分，每批石料應(yīng)取有代表性的石料進(jìn)行不少于10次篩分，以平均值作為不同規(guī)格集料的篩分結(jié)果。級配的走向應(yīng)選擇靠近中值偏下、靠近級配范圍的下限使礦料級配形成S形曲線，基層4.75mm以上粗集料的含量不低于65%，形成骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，經(jīng)行室內(nèi)試驗(yàn)，待實(shí)驗(yàn)結(jié)果出來后確定合適的級配曲線,19,取工地使用的水泥，根據(jù)確定的級配曲線，按不同水泥劑量分組試驗(yàn)。結(jié)合設(shè)計(jì)文件，按下列水泥劑量配制： 基層用水泥試配劑量：3.5%，4.0%，4

8、.5%，5.0%，5.5% 在可能估計(jì)合適劑量的情況下，允許將五個(gè)不同的劑量的試驗(yàn)縮減到三個(gè)或四個(gè)，但不得少于3個(gè)劑量，特別不允許采用一個(gè)經(jīng)驗(yàn)劑量的驗(yàn)證性設(shè)計(jì)方法,20,2）擊實(shí)試驗(yàn) 水泥穩(wěn)定碎石采用振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)方法確定各種混合料的最佳含水量和最大干密度，至少應(yīng)做三個(gè)不同水泥劑量混合料的振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)，即最小劑量，中間劑量和最大劑量。按規(guī)定壓實(shí)度分別計(jì)算不同水泥劑量的試件應(yīng)用有的干密度,21,3）強(qiáng)度試驗(yàn),按最佳含水量和計(jì)算得到的干密度制備試件。進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，平行試驗(yàn)的試件數(shù)量應(yīng)符合下表規(guī)定,試件在202溫度下保濕養(yǎng)生7d，浸水24h后，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),22,根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，選定合適

9、的水泥劑量，此劑量試件室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果的平均抗壓強(qiáng)度按下式計(jì)算： R平Rd/(1-ZaCv) 式中：平平均抗壓強(qiáng)度，MPa d設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度，MPa Za保證率系數(shù)，高速及一級公路保證率95%，其他90% Cv試驗(yàn)結(jié)果的偏差系數(shù)（以小數(shù)計(jì),23,按上述試驗(yàn)結(jié)果確定水泥劑量。工地實(shí)際采用的水泥劑量應(yīng)以室內(nèi)試驗(yàn)確定的劑量適當(dāng)?shù)脑黾樱捎眉袕S拌法施工，最多不超過0.5。 按照混合料組成確定的最佳水泥劑量+0.5、確定的最佳含水量和最大干密度制作試件，校核標(biāo)準(zhǔn)配合比的7d浸水無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和試件干密度,24,試拌試鋪 試鋪段要決定的主要內(nèi)容如下： 驗(yàn)證用于施工混合料的配合比 a、調(diào)試拌和機(jī)，分別稱出拌缸中

10、不同規(guī)格的碎石、水泥、水的重量，測量其計(jì)量的準(zhǔn)確性； b、調(diào)整拌合時(shí)間，保證混合料均勻性； c、檢查混合料含水量、碎石級配、水泥劑量、7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度,25,確定鋪筑的松鋪寬度和松鋪系數(shù)（約為1.201.30）。 確定標(biāo)準(zhǔn)的施工方法 a、混合料配比的控制方法； b、混合料攤鋪方法和適用機(jī)具； c、含水量的增加和控制方法； d、壓實(shí)機(jī)械的選擇和組合，壓實(shí)的順序，速度和遍數(shù)； e、拌和、運(yùn)輸、攤鋪和碾壓機(jī)械的協(xié)調(diào)和配合,26,確定每一作業(yè)段的合適長度（一般建議50m-80m）。 嚴(yán)密組織拌和、運(yùn)輸、碾壓等工序，縮短延遲時(shí)間。 試鋪段的檢驗(yàn)頻率應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定生產(chǎn)路面的2-3倍。當(dāng)使用的原材料和混合

11、料、施工機(jī)械、施工方法及試鋪路面各檢驗(yàn)項(xiàng)目的檢測結(jié)果都符合規(guī)定，可按以上內(nèi)容編寫試鋪總結(jié)，經(jīng)審批后即可作為申報(bào)正式路面施工開工的依據(jù),27,施工工藝控制,28,準(zhǔn)備工作,技術(shù)準(zhǔn)備：組織拌合站、現(xiàn)場管理人員及施工人員進(jìn)行技術(shù)、安全生產(chǎn)、文明施工等方面的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，對施工工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量通病的預(yù)防措施提出明確要求。 測量準(zhǔn)備：測量工程師按照具體施工計(jì)劃直線段每10m放一中樁、曲線段每5m放一中樁，放樣處用紅布水泥釘做標(biāo)記，測出相應(yīng)下承層高程，定點(diǎn)算出結(jié)構(gòu)層松鋪厚度?？v向100m放一根鋼絲繩，每根鋼絲繩一端用鋼釬固定，另一端收緊，中間使用4根5m鋁合金梁控制標(biāo)高，根據(jù)事先算好的定點(diǎn)松鋪厚度，用水平

12、尺確定鋼絲繩或鋁合金梁標(biāo)高，作為攤鋪機(jī)自動(dòng)找平儀的控制依據(jù),29,設(shè)備準(zhǔn)備：對所有進(jìn)入施工現(xiàn)場的設(shè)備進(jìn)行編號，在操作間上標(biāo)明該設(shè)備的操作規(guī)程和操作要求，同時(shí)對進(jìn)入施工現(xiàn)場的設(shè)備數(shù)量、性能、型號等進(jìn)行驗(yàn)收，不能滿足施工要求的設(shè)備必須清出場。 現(xiàn)場準(zhǔn)備：用石灰標(biāo)出兩條邊線，外側(cè)培好路肩，路肩內(nèi)側(cè)切成垂直里面，培土高度根據(jù)松鋪厚度確定。在內(nèi)側(cè)根據(jù)中樁位置，支設(shè)木方，以保證邊緣壓實(shí)效果,30,31,混合料拌合,水泥級配碎石混合料采用集中廠拌連續(xù)生產(chǎn)。 拌和前由試驗(yàn)人員檢查料場內(nèi)各種集料含水量，換算施工配合比，確定混合料用水量，外加水與天然含水量的總和要略高于最佳含水量，具體加水量根據(jù)氣溫、風(fēng)力和空氣濕

13、度經(jīng)試驗(yàn)確定。 開始拌合后，試驗(yàn)人員應(yīng)按規(guī)定取混合料試樣，檢查混合料級配、含水量及水泥劑量等各項(xiàng)指標(biāo)，隨時(shí)檢查混合料的配比和含水量等是否發(fā)生變化,32,經(jīng)常檢查拌和樓的拌和質(zhì)量，保證出料均勻一致，防止粗細(xì)粒料離析。試驗(yàn)人員及拌和樓操作手密切關(guān)注混合料顏色、級配，發(fā)現(xiàn)異常立即停止拌和，并查找原因，采取有效的處理措施后再繼續(xù)拌和,拌合站配料,33,混合料運(yùn)輸,拌合好的水泥穩(wěn)定碎石應(yīng)采用較大噸位的自卸汽車運(yùn)輸，車廂應(yīng)清理干凈，不得有積水積聚在車廂底部。 運(yùn)輸車接料方式采用前、后、中的方式均勻接料，以減少粗細(xì)集料的離析現(xiàn)象。裝料高度不允許超過原車廂板50以防止混合料滿溢。 運(yùn)輸車覆蓋苫布，用以減少運(yùn)輸

14、過程中水分散失，防止混合料污染，直至卸料時(shí)方可取下覆蓋苫布,34,35,運(yùn)輸車在已完成的鋪筑層上行駛時(shí)速度要緩慢，控制在30km/h以內(nèi)，減少重載車輛對下承層的破壞，以及確保安全行駛。 運(yùn)輸車的運(yùn)量應(yīng)較拌合能力、攤鋪速度有所富余。對于基層，施工過程中每臺攤鋪機(jī)前方應(yīng)有運(yùn)料車23輛在等候卸料。開始攤鋪時(shí)在施工現(xiàn)場等候卸料的運(yùn)料車不宜少于5輛。 攤鋪機(jī)連續(xù)攤鋪時(shí)，派專人指揮運(yùn)料車，在攤鋪機(jī)前1030cm處停住，不得撞擊攤鋪機(jī)。卸料過程中，運(yùn)料車掛空擋，靠攤鋪機(jī)推動(dòng)前進(jìn),36,混合料攤鋪,鋪筑基層前，應(yīng)檢查下承層的質(zhì)量。當(dāng)下承層質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)采取有效措施進(jìn)行處理。 清理下承層，適當(dāng)灑

15、水，保持下承層濕潤。 攤鋪機(jī)起步前在攤鋪機(jī)熨平板下的左中右三處墊放木板，厚度為所需攤鋪的松鋪厚度，用水準(zhǔn)儀檢測木板頂面間橫坡，并拉線調(diào)整熨平板使其在一直線上,37,采用兩臺攤鋪機(jī)梯隊(duì)攤鋪，兩機(jī)前后相距1020m，前方攤鋪機(jī)標(biāo)高由鋼絞線和鋁合金梁控制，后方攤鋪機(jī)外側(cè)標(biāo)高鋼絲繩控制，內(nèi)側(cè)標(biāo)高由已攤鋪但未碾壓的結(jié)構(gòu)層表面用自動(dòng)找平滑靴控制。 預(yù)先標(biāo)定攤鋪機(jī)行走速度與螺旋布料器轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)關(guān)系，攤鋪過程中，應(yīng)保持螺旋布料器全范圍內(nèi)混合料分布均勻，保證在攤鋪機(jī)全寬度斷面上不發(fā)生離析,38,設(shè)專人對攤鋪完成的混合料中存在的離析集料進(jìn)行清除，并用新拌混合料找補(bǔ)，避免出現(xiàn)局部松散，強(qiáng)度不足等現(xiàn)象。 特別注意與橋

16、頭搭板連接處標(biāo)高和平整度，攤鋪機(jī)無法攤鋪時(shí)，派有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員指揮裝載機(jī)，配合人工攤鋪。 試驗(yàn)人員每一施工段應(yīng)取回水泥穩(wěn)定級配碎石集料，壓制試件，測定無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，確保每一施工段質(zhì)量合格,39,混合料碾壓,壓實(shí)設(shè)備組合：每臺攤鋪機(jī)后面至少配備膠輪壓路機(jī)(30T)一臺、振動(dòng)壓路機(jī)(20T以上)2臺，3臺壓路機(jī)跟進(jìn)碾壓。 碾壓順序一般為：穩(wěn)壓（12遍，以壓實(shí)度達(dá)到90%為宜）輕型振動(dòng)碾壓（2-3遍）重型振動(dòng)碾壓（2-3遍）收光（壓至無輪跡,40,穩(wěn)壓時(shí)，壓路機(jī)應(yīng)緊跟攤鋪機(jī)，一次碾壓長度一般為50m80m，實(shí)際長度視試驗(yàn)段及天氣情況確定。 采用膠輪壓路機(jī)穩(wěn)壓時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪面向攤鋪機(jī)，碾壓路線及方向不應(yīng)

17、突然改變而導(dǎo)致混合料產(chǎn)生推移。 碾壓時(shí)，壓路機(jī)應(yīng)以慢而均勻的速度碾壓，碾壓順序由較低側(cè)向較高側(cè)逐輪碾壓，每道碾壓與上道碾壓重疊不小于1/3輪寬，壓完全幅(或半幅)為一遍,41,外側(cè)培土路肩應(yīng)同時(shí)碾壓，并達(dá)到路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)側(cè)應(yīng)緊靠木方碾壓。 振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)頻率和振幅應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)段試驗(yàn)確定，并根據(jù)混合料種類和層為選用。 振動(dòng)壓路機(jī)倒車時(shí)應(yīng)先停止振動(dòng)，并在向另一方向運(yùn)動(dòng)后開始振動(dòng)，以避免混合料形成鼓包。 嚴(yán)禁壓路機(jī)在已完成或正在碾壓的路段上調(diào)頭或急剎車，保證水泥穩(wěn)定碎石表面不受破壞,42,橫向接縫設(shè)置,水泥穩(wěn)定碎石混合料攤鋪時(shí)，應(yīng)連續(xù)作業(yè)，如因故中斷時(shí)間超過2小時(shí)，則應(yīng)設(shè)置橫向接縫；每天收工之后，第二天開工的接頭斷面也要設(shè)置橫向接縫； 橫向接縫與路面車道中心線垂直設(shè)置，設(shè)置方法為： 壓路機(jī)碾壓完畢，沿端頭斜面開到下承層停機(jī)過夜,43,第二天將壓路機(jī)沿斜面開到前一天施工的上基層上，用3m直尺縱向放在接縫處，定出上基層面離開3m直尺的點(diǎn)作為接縫位置，沿橫向斷面挖除坡下部分混合料，清理干凈后，攤鋪機(jī)從接縫處起