淺談高速公路抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層施工控制要點

1、淺談高速公路抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層施工控制要點一、總則濟徐高速公路（江蘇段）JX-21合同段總長17.224km，下基層設計為18cm水泥劑量3.5%，上基層18cm水泥劑量4.0%抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層，根據(jù)江蘇省高速公路抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層施工指導意見（蘇高技（2006）219文件要求，結合抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層相關研究成果和施工經(jīng)驗及本項目對抗裂水泥穩(wěn)定碎石基層施工的實際情況，做以下匯報：抗裂型水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設計應采用骨架密實型結構，宜采用振動成型壓實法（或重型擊實法）進行混合料配合比設計?？沽研退喾€(wěn)定碎石混合料組成的設計級配符合江蘇省高速公路抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層施工指導

2、意見（蘇高技（2006）219文件，其中2.36mm、0.6mm、0.075mm的通過量宜盡量接近級配范圍的下限。抗裂型水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設計應根據(jù)施工圖設計確定的強度標準，通過試驗選擇骨架嵌擠、級配密實、施工和易性好的混合料，并確定設計水泥劑量、最大干密度和最佳含水量。為減少基層裂縫，應做到以下三點：在滿足設計強度的基礎上限制水泥用量；在合成級配滿足要求的同時限制細料、粉料用量；根據(jù)施工時氣候條件限制含水量。施工圖紙設計中要求下基層水泥劑量應不大于3.5%，上基層水泥劑量應不大于4.0%。集料合成級配中小于0.075 mm顆粒含量宜不大于3.5%，碾壓時含水量宜不超過最佳含水量的1%。

3、抗裂型水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設計完成后，應根據(jù)配合比調整水穩(wěn)廠拌流量和K值，使拌制的成品水穩(wěn)混合料符合配合比設計要求。二、材料要求1、水泥選用徐州蘇源水泥廠生產(chǎn)的P.O42.5緩凝水泥。水泥試驗結果匯總表檢測項目抗折強度Mpa抗壓強度Mpa比表面積(g/cm3)凝結時間安定性3d28d3d28d初凝min終凝min雷氏法mm要求指標3.56.51842.5> 300180360合格實測指標4.89.119.347.4335.73204300.52、集料選用山東省微山縣兩城吉善石料廠的石灰?guī)r碎石，粒徑規(guī)格為9.5mm31.5mm、4.75mm 9.5mm、2.36mm4.75mm和02.

4、36mm四種。所用石料檢測各項指標符合規(guī)范及指導意見要求，具體檢測結果如下：集料試驗結果匯總表檢測 項目材料 規(guī)格粗集料針、片狀含量粗集料壓碎值0.075mm的通過率細集料液限塑性指數(shù)規(guī)定（%）實測（%）規(guī)定（%）實測（%）規(guī)定（%）實測（%）規(guī)定（%）實測（%）規(guī)定（%）實測（%）1#料1812.3/0.3/2#料1813.02822.5/0.4/3#料/1.4/4#料/1813.1281893.0抗裂型水泥穩(wěn)定碎石混合料中合成碎石的顆粒組成篩孔尺寸（mm）31.526.519.09.54.752.360.60.075合成級配(%)10095-10068-8644-6227-4218-308

5、-150-3.5原材料篩分結果及合成級配礦料名稱（mm）摻配 比例31.526.519.09.54.752.360.60.0759.531.54610093.758.32.20.20.20.20.24.759.52110010010097.54.20.40.40.41010010010010095.01.10.80.802.362310010010010010093.249.513.5合成級配10097.180.854.533.521.711.63.4要求上限10010086624230153.5要求下限100956844271880要求中值10097.577.053.034.524.011.

6、51.753、水采用拌和站附近清潔無廢水污染的河水。三、混合料配合比設計情況根據(jù)江蘇省高速公路抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層施工指導意見中規(guī)定的礦料顆粒級配范圍抗裂型水泥穩(wěn)定碎石混合料中合成碎石的顆粒組成篩孔尺寸（mm）31.526.519.09.54.752.360.60.075合成級配(%)10095-10068-8644-6227-4218-308-150-3.5按不同比例的水泥劑量制備混合料，按設計的礦料比例配料，水泥劑量分別按3.0%、3.5%、4.0%、4.5%四種比例制備試件，分別采用振動壓實法和重型擊實法確定各組水泥穩(wěn)定碎石混合料試件的最佳含水量和最大干密度。根據(jù)試驗確定的最佳含水量和

7、最大干密度，分別采用振動壓實法和靜壓法成型無側限抗壓強度試件，振動成型儀使用的是浙江土工儀器制造有限公司生產(chǎn)的型號：STJSJI型。試驗時應檢查振動成型儀的振動參數(shù)，使?jié)M足靜壓力1900N±100 N；激振力為6800-6900N，振動頻率為30Hz，振動時間為120s的振實條件，按要求將制備好的混合料裝入試模中，然后安裝好壓頭將試模固定好，振動成型后的試件高度為150mm±10mm，脫模后將試件裝入塑料袋內封閉，在20±2，相對濕度95%的條件下養(yǎng)護6天，浸水1天后取出，進行無側限抗壓強度試驗。試驗結果見下表：振動成型試驗及相應無側限抗壓強度試驗匯總表水泥劑量振

8、動成型擊實試驗重型擊實試驗靜壓法成型強度振動成型法強度最大干密度（g/cm3）最佳含水量（%）最大干密度（g/cm3）最佳含水量（%）平均值（Mpa）代表值（Mpa）平均值（Mpa）代表值（Mpa）3.02.2854.22.2184.43.93.16.75.13.52.3444.62.2764.94.13.57.55.84.02.3634.82.2945.14.63.98.16.14.52.3944.82.3245.34.94.49.57.0由上表可以看出，振動成型法平均無側限抗壓強度是靜壓法平均無側限強度的1.88倍，試件的密實性較好與靜壓法，根據(jù)以上結果確定選用下基層水泥劑量為3.5%，最

9、大干密度2.344g/cm3，最佳含水量4.6%，上基層水泥劑量為4.0%，最大干密度2.363g/cm3,最佳含水量4.8%，碎石摻配比例為1#料（9.5-31.5mm）: 2#料（4.75-9.5mm）:3#料（2.36-4.75mm）：石屑（0-2.36mm）=46:21:10:23，通過混合料級配調試和相關試驗，表明所設計的抗裂嵌擠型水泥穩(wěn)定碎石混合料的強度性能滿足設計要求，室內配合比設計所得結果可用于調試水泥穩(wěn)定碎石拌和機，使拌制的水泥穩(wěn)定碎石混合料符合配合比設計要求，經(jīng)審批后，以指導施工。四、基層施工 1、生產(chǎn)質量及施工過程控制狀況水泥穩(wěn)定碎石基層試鋪段施工采用一臺WBS650型(

10、生產(chǎn)能力650t/h)粒料穩(wěn)定土拌和機集中拌合，20噸以上大噸位自卸車運輸，兩臺ABG攤鋪機半幅全寬梯隊鋪筑作業(yè)，壓路機一次碾壓成型。 (1)、采用走鋼絲方法確定攤鋪攤鋪邊線并立模，模板采用不易變形的型鋼，高度16cm。兩個模板連接位置設置橫向連接并設置支撐，保證立模效果。 模板端部連接 立模效果3、混合料的拌合控制試鋪段采用一臺WBS650型粒料穩(wěn)定土拌合機集中拌制，最大拌和產(chǎn)量為650t/h。拌和機采用電腦控制各電子動態(tài)計量器，拌和前分別對拌和機各料斗進行了流量試驗驗證及電子動態(tài)計量器的計量標定,使集料、水泥、水的容許誤差分別滿足±2%、±0.3%、±1%的要

11、求。開始拌合前對料場的各種集料取樣進行篩分和含水量檢測，檢驗各種單檔集料的顆粒組成變化以驗證混合料的合成級配與標準級配的偏差，同時根據(jù)檢測的各檔料的天然含水量計算混合料的天然綜合含水量，最終確定實際需外加的水量。、混合料的級配控制情況 從拌合前對各檔集料的篩分情況看，各單檔集料的顆粒組成穩(wěn)定，混合料的合成級配趨近于標準級配。拌合過程中通過各種措施保證原材料規(guī)格的穩(wěn)定性；保證拌和機稱量系統(tǒng)的準確性和控制系統(tǒng)的可靠性；配備帶活門漏斗的料倉并使車輛分次移動裝料，以避免裝料離析等措施使混合料拌合均勻、級配控制準確、穩(wěn)定。在拌合過程中對混合料取樣篩分，顆粒組成范圍符合指導意見的要求，具體見下表：水泥劑量

12、4.0%混合料取樣篩分表混合料通過下列篩孔（mm）的百分率（%）31.526.519.09.54.752.360.60.075級配設計范圍10095-10068-8644-6227-4218-308-150-3.5配比設計合成級配級配10097.180.854.533.521.711.63.3生產(chǎn)拌和級配檢驗 110096.281.451.932.621.311.63.1生產(chǎn)拌和級配檢驗 210095.882.452.932.321.811.13.0生產(chǎn)拌和級配檢驗 310094.683.552.133.622.411.62.9生產(chǎn)拌和級配檢驗 410094.985.753.434.921.1

13、11.83.1從上表可以看出，混合料級配滿足施工指導意見要求且篩分試驗結果相差不大，從而可得混合料級配比較穩(wěn)定。、水泥劑量控制情況本次試鋪段采用4.0%水泥劑量，拌合生產(chǎn)中實際采用的水泥劑量為混合料組成設計時確定的水泥劑量4.0%。開始拌和之后，隨機抽檢共24個樣品進行EDTA滴定，水泥劑量分布在3.9%-4.4%范圍內，平均值為4.2%，滿足設計水泥劑量±0.5%的容許誤差范圍，檢測結果詳見下表：混合料灰劑量滴定數(shù)據(jù)表序號12345678灰劑量（%）4.14.44.24.43.94.34.24.4序號910111213141516灰劑量（%）4.24.04.04.24.24.44.

14、24.0序號1718192021222324灰劑量（%）4.14.14.03.94.04.14.24.2、混合料的含水量控制情況根據(jù)氣溫高低變化，含水量按最佳含水量加0.51.0控制,從現(xiàn)場施工情況看，碾壓過程中未出現(xiàn)彈簧和明顯的表面干散現(xiàn)象。 在規(guī)模施工中，為使含水量達到較理想的控制狀態(tài)，及時觀察、了解天氣（氣溫、風力、陰晴等）和運距情況，加強前后場的聯(lián)系和溝通，隨時掌握現(xiàn)場碾壓 過程中的含水量變化，以便及時通知后場拌和做出調整。4、運輸、運輸嚴格按照施工指導意見的要求執(zhí)行，試鋪段的位置選擇復興河橋小樁號處，距離拌和場較近，載重25噸自卸車從裝料、過磅、運輸及到場卸料整個環(huán)節(jié)大約需要30分鐘

15、，本次試鋪采用拌合產(chǎn)量按照400噸/ 小時，試驗段采用15輛自卸車運輸，完全能夠滿足拌和出料與攤鋪能力的需要。、運輸過程中，車內混合料采用防雨布覆蓋，減少了整個運輸過程表層混合料含水量的散失。覆蓋過程 覆蓋后、從運料車攤鋪卸料的外觀情況看，運料車在裝料過程中前后移動，分前、后、中多次裝料，避免了粗集料的離析現(xiàn)象。、混合料運輸車輛行車路線上馬道后沿道路右幅到試鋪段現(xiàn)場，試鋪段當天在上馬道處派專人指揮交通，縮短了整個運輸環(huán)節(jié)的時間。、運輸車輛到達現(xiàn)場后，由專人管理和指揮卸料。在攤鋪機前保證35輛運料車等候卸料，以做到連續(xù)、不間斷攤鋪。 5、攤鋪、攤鋪設備的調試基層試鋪段采用兩臺ABG423攤鋪機攤

16、鋪，兩臺攤鋪機拼寬均為6.5m。攤鋪前調整和精確設置攤鋪機螺旋送料器的高度和長度，料位器設高位；檢查攤鋪機的傳感系統(tǒng)和夯實系統(tǒng)，施工中加強控制螺旋送料器內的混合料高度和送料速度，降低受料斗的收斗幅度和頻率。攤鋪工藝的實施攤鋪機就位后，按松鋪系數(shù)（試鋪段擬定為1.3）計算出松鋪厚度，調整熨平板高度并在下面墊與松鋪厚度等厚的木塊，調整好熨平板仰角。根據(jù)攤鋪速度、攤鋪厚度及攤鋪后的初始密實性標準，調整攤鋪機夯錘振幅為四級半，使攤鋪后的初始密實度達到80左右。將螺旋送料器調整到最佳狀態(tài)，螺旋送料器內混合料表面以略高于螺旋布料器2/3為度，以避免表面離析和層底粗料集中現(xiàn)象發(fā)生。 兩臺攤鋪機呈階梯式進行攤

17、鋪混合料，前后間距為10m。為保證攤鋪過程的勻速、緩慢、連續(xù)、不間斷，試驗段采用攤鋪速度為1.0-1.2 m/min。6、碾壓、基層試鋪段碾壓遵循的原則和注意事項本次試鋪段碾壓段落長度控制在50 m左右。碾壓段落設置了初壓、復壓及終壓分界標牌并設專業(yè)技術員負責碾壓，控制整個碾壓過程。碾壓遵循的原則：先輕后重，先靜后振，由低向高，由邊向中。碾壓時重疊1/2輪寬。使用鋼輪壓路機均設置了防粘輪裝置，基本消除混合料粘輪現(xiàn)象。嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調頭和急剎車，以保證水泥穩(wěn)定碎石基層表面不受破壞?？刂颇雺汉?，在（最佳含水量+1-最佳含水量-1）區(qū)間內及時進行碾壓。碾壓過程中的質量控制

18、：現(xiàn)場設專業(yè)技術員負責碾壓管理工作，監(jiān)管碾壓遍數(shù)、碾壓段落、壓路機不漏壓、不過壓、無急剎車、禁止其它車輛駛入等情況；試驗人員在現(xiàn)場檢測混合料含水量、均勻度、壓實度；測量人員在壓實過程中跟蹤檢測標高和平整度。、試鋪段碾壓方案的實施 基層試鋪段混合料的壓實由2臺XP302輪胎壓路機、3臺XSM222單鋼輪振動壓路機組合，試鋪段的碾壓方案采用兩種碾壓組合對比和兩種碾壓遍數(shù)對比，兩種方案均振動碾壓四遍后開始檢壓實度，每壓一遍檢壓實度一次，直到壓實度符合要求為止。兩種碾壓方案分別為：第一種碾壓為，初壓為膠輪，碾壓兩遍，碾壓速度為1.5-1.7km/h；復壓采用三臺單鋼輪在全幅寬度范圍內緊跟循環(huán)碾壓六遍（

19、前后及往返為一遍，碾壓速度1.8-2.2km/h，碾壓方式為第一遍前進靜壓，后退弱振，其余各遍均為強振），四遍后檢測壓實度直至符合要求（壓實度98%）；終壓為膠輪碾壓兩遍，速度為1.5-1.7km。第二種碾壓方案為初壓一臺單鋼輪全幅寬度范圍內碾壓兩遍，第一遍靜壓，第二遍前進靜壓，后退弱振，速度為1.5-1.7km；復壓為兩臺單鋼輪在全幅寬度范圍內緊跟循環(huán)碾壓五遍（前后及往返為一遍，碾壓速度1.8-2.2km/h，四遍后檢測壓實度直至符合要求（壓實度98%）；終壓兩臺膠輪，碾壓速度為1.5-1.7km/h，碾壓方式為靜壓3遍；其中K8+000-K8+150段采用碾壓方案一施工；K7+840-K8

20、+000段采用碾壓方案二施工。、不同碾壓方案的效果對比 從試鋪路段的壓實度跟蹤檢測情況看，兩種壓實方案都達到了預期效果； 經(jīng)綜合對比分析，兩種碾壓方案都能達到壓實效果，但從現(xiàn)場碾壓情況看，第一種碾壓方案的初壓采用輪胎壓路機搓揉2遍，減少了細料上浮現(xiàn)象，較好的保持了攤鋪后混合料的骨架結構，同時即能夠減輕復壓時細料的粘輪現(xiàn)象，又能夠減少混合料含水量的散失。因此選用碾壓組合方案一，即初壓為膠輪，碾壓兩遍，碾壓速度為1.5-1.7km/h；復壓采用三臺單鋼輪在全幅寬度范圍內緊跟循環(huán)碾壓六遍（前后及往返為一遍，碾壓速度1.8-2.2km/h，碾壓方式為第一遍前進靜壓，后退弱振，其余各遍均為強振）；終壓為膠輪碾壓兩遍，速度為1.5-1.7km。不同碾壓方案現(xiàn)場壓實度對比碾壓方案編號干密度（g/cm3）最大干密度（g/cm3）壓實度（）112.3232.363 2.36398.322.33798.932.34499.242.34299.1212.332 98.722.342 99.132.354 99.642.320 98.27、養(yǎng)生及交通管制在第一段碾壓完成后立即進行質量檢查，并開始養(yǎng)生。覆蓋養(yǎng)生方法：采用薄膜保濕與兩層土工布覆蓋的養(yǎng)生方法。在覆蓋塑料薄膜并檢查無漏蓋、破損后，覆蓋兩層土工布；土工布覆蓋完成后用紅磚將縱、橫縫壓實，防止土工布及塑料薄膜