水泥穩(wěn)定碎石施工技術(shù)

1、李興勇中鐵十一局集團第一工程有限公司襄樊市襄陽區(qū)航空路73號441104摘要結(jié)合河南省葉集至信陽高速公路第7合同段水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計、施工控制過程，從施工工藝和施工質(zhì)量控制的角度，介紹水泥穩(wěn)定碎石的施工工藝和質(zhì)量控制。關(guān)鍵詞水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝 質(zhì)量控制1前言隨著我國公路事業(yè)的發(fā)展和公路技術(shù)等級的不斷提高，水泥穩(wěn)定碎石已成為高等級公路基層的 常用材料并得到廣泛應(yīng)用。為了更好的對水泥穩(wěn)定碎石加以控制以使其發(fā)揮最佳性能，還需要更好 的進行研究和探討，以避免因質(zhì)量問題對路面產(chǎn)生的危害。本文從現(xiàn)場施工工藝和質(zhì)量控制兩個方 面，對如何控制水泥穩(wěn)定碎石的施工質(zhì)量問題進行重點闡述。2工程概況河南

2、省葉集至信陽高速公路第7合同段為線路加寬工程（左線已經(jīng)投入使用），起訖里程為K88+880K107+100,全長為18.220Km。整個基層設(shè)計為 52cm水泥穩(wěn)定碎石，其中底基層厚18cm,基層厚34cm,詳見下圖：3 d u r厚水泥穩(wěn)定碎石基層上! L門厚水泥穩(wěn)定碎石底基層水泥穩(wěn)定碎石基層橫斷面圖（單位：cm）3施工工藝3.1 施工前的準備工作3.1.1 原材料及配合比設(shè)計3.1.1.1 原材料采購首先必須把好材料來源，其次對所進每批材料都必須按規(guī)范要求的檢測頻率進行自檢，自檢合 格后報監(jiān)理組、業(yè)主抽檢，經(jīng)三方檢測合格后才組織上料，同時留樣備查。材料入庫后，必須嚴格 管理料場，做到材料整

3、潔無污染，對石料必須進行隔倉處理，插牌明示，細集料采取必要的覆蓋措 施，采取加蓋防水彩條布及防雨棚的辦法。采用P032.5早強緩凝水泥，水泥各齡期強度、安定性等滿足相應(yīng)指標要求：要求水泥初凝時間3小時以上、終凝時間不小于 6小時，3d抗壓強度不小于 18Mpa(2)碎石水泥穩(wěn)定碎石混合料中碎石壓碎值不大于28%,針片狀含量不大于 15%,集料中小于0.6 mm的顆粒必須做液限和塑性指數(shù)試驗，要求液限小于28%塑性指數(shù)V 9。(3)水接用當(dāng)?shù)刈詠硭虼蚓∷?，并對水質(zhì)進行化驗，滿足施工要求。3.1.1.2 配合比組成設(shè)計(1)取施工現(xiàn)場使用的集料，分別進行篩分。按顆粒組成進行計算，確定各種集料的

4、組成比例， 同時要求4.75mnr 0.075mm的通過量接近級配范圍的中值。水泥穩(wěn)碎石混合料中集料的顆粒組成通過下列篩孔(mrm的重量百分率(%級配31.526.5199.54.752.360.60.075范圍10090-10072-8947-6729-4917-358-220-7(2)取施工現(xiàn)場使用的水泥，按不同水泥劑量分組成試驗。一般水泥劑量按4% 5% 6% 7%四種比例進行試驗(水泥：集料=4:100、5:100、6:100、7:100)。制備不同比例的混合料，用重型擊實法確定各組混合料的最佳含水量和最大干密度。(3)為減少基層裂縫，做到三個限制：在滿足設(shè)計強度的基礎(chǔ)上限制水泥用量；

5、 在減少含泥量的同時，限制細集料、粉料用量；根據(jù)施工時氣候條件限制含水量。具體要求水泥劑量不大于 5.5%、集料級配中0.075mm以下顆粒含量不大于 4%含水量不超過最佳含水量的1%(4)根據(jù)確定的最佳含水量，拌制水泥穩(wěn)定碎石混合料，按要求壓實度(重型擊實標準98%)。制備混合料試件，在標準條件養(yǎng)護6天，浸水一天后取出，做無側(cè)限抗壓強度。(5)水泥穩(wěn)定碎石 7天浸水無側(cè)限抗壓強度代表值滿足R> 3.5MPa。(6)取符合強度要求的最佳配合比作為水泥穩(wěn)定碎石的生產(chǎn)配合比，用重型擊實法求得最佳含水量和最大干密度，經(jīng)批準，以指導(dǎo)施工。經(jīng)施工單位、監(jiān)理組、項目辦三家試驗，最終確定現(xiàn)場施工的最佳

6、配合比。3.1.2 基層攤鋪前的準備3.1.2.1 路面現(xiàn)場準備（1）外形檢查，檢查底基層高程、中線偏位、寬度、橫坡度和平整度。（2）底基層應(yīng)進行壓實度檢查，凡不符合要求的路段，重新分別采用碾壓、填換等方法處理，達到規(guī)定要求。（3）清除底基層表面的浮土、雜物等，并將底基層表面灑水濕潤。3.1.2.2 測量準備提前做好路面中樁、原地面測量，寬度放樣，寬度必須滿足設(shè)計要求，為確保邊緣部分壓實度，兩邊支立枕木，確保支撐牢固。按松鋪系數(shù)架設(shè)好鋼絲繩，松鋪系數(shù)測定時采用相對坐標測量的方法，即儀器架立不動，分別測量原地面、碾壓前、碾壓后的相對標高，松鋪系數(shù)計算如下：松鋪系數(shù)=（碾壓前的相對標高-原地面的相

7、對標高）/ （碾壓后的相對標高-原地面的相對標高）根據(jù)試驗段（K102+210K102+300段）確定松鋪系數(shù)，詳見下表：試驗段松鋪系數(shù)檢測表里程右（1.2m 處）地面標高松鋪后標高壓實后標高設(shè)計壓實標高松鋪厚度壓實厚度松鋪系數(shù)K102+21062.52462.75062.70162.7000.2260.1771.28K102+22062.53062.76662.71262.7090.2360.1821.30K102+23062.53762.77062.71462.7160.2330.1771.32K102+24062.54462.77562.72362.7250.2310.1791.29K1

8、02+25062.55062.78662.72762.7300.2360.1771.33K102+26062.55662.79062.73662.7350.2340.1801.30K102+27062.56462.79762.74162.7430.2330.1771.32K102+28062.57162.81062.75162.7520.2390.1801.33K102+29062.57862.81462.76162.7600.2360.1831.29K102+30062.58562.82062.77062.7720.2350.1851.27取有效碾壓厚度值的松鋪系數(shù)平均值（1.30）作為松鋪

9、系數(shù)，大面積攤鋪時再進一步測量。為確保攤鋪厚度，施工時高程采用架設(shè)鋼絲繩控制。開始攤鋪前的前一天進行測量放樣，攤鋪機寬度與傳感器間距，間距為 10米，做好標記，并打好導(dǎo)向控制線的鋼絲拉力應(yīng)不小于800N。3.1.3 人員、設(shè)備的配備和拌和樓的試拌3.1.3.1 人員配備根據(jù)本合同段工期要求，本段施工計劃每天完成單幅800m施工任務(wù)。計劃攤鋪機司機 2人，汽車司機30人，領(lǐng)工員1人，測量員2人，試驗員4人，清掃路面20人，負責(zé)土工布、養(yǎng)生等12人,指揮車輛2人，壓路機司機8人，裝載機司機8人，合計89人。3.1.3.2 機械設(shè)備配備主要機械設(shè)備見下表主要機械設(shè)備表設(shè)備名稱規(guī)格、型號功率(噸、kw

10、)數(shù)量自卸汽車東風(fēng)15t30振動壓路機YZ18JC18t2光輪壓路機3Y18/2118-21t2灑水車東風(fēng)8t4攤鋪機WTU125161kw1水泥穩(wěn)定碎石拌和站W(wǎng)CB500127kw2裝載機ZL5043.1.3.3 拌和樓的試拌通過試拌檢查其運作是否正常，特別是對各材料用量控制是否準確。3.2 水泥穩(wěn)定碎石施工工藝施工工藝詳見“施工工藝框圖”。施工工藝框圖3.2.1 水穩(wěn)碎石拌制(1)結(jié)合施工工期和投入的機械設(shè)備，擬選用 2臺WCB500水泥穩(wěn)定碎石拌和站，每臺每小時 產(chǎn)量500T,實際出料在350T400T之間，配5個進料斗，料斗口安裝鋼筋網(wǎng)蓋，篩除超出粒徑規(guī) 格的集料及雜物。(2)所有料斗

11、、水箱、罐倉都裝配高精度電子動態(tài)計算器，并經(jīng)計量部門標定。43） 按業(yè)主、 監(jiān)理批復(fù)配合比進行生產(chǎn)，同時對混合料進行篩分檢驗級配及做好水泥劑量滴定、含水量、強度等試驗。3.2.2 水泥穩(wěn)碎石的運輸（ 1）裝料：裝料根據(jù)放料人員的提示，按前、中、后三次作業(yè)的方法進行，不得太滿外溢，車內(nèi)混合料必須在初凝時間內(nèi)運到工地。（ 2）采用載重15t 自卸汽車運輸，運輸過程中為了防止水分蒸發(fā)，采取用彩條布覆蓋。根據(jù)拌和能力和運距采用30 臺自卸車運輸，確保連續(xù)不間斷施工。（ 3）控制車輛卸料位置在攤鋪機前30cm 處停住，卸料時掛空擋，注意不要撞擊攤鋪機，不要把料卸在攤鋪機外面。3.2.3 水泥穩(wěn)碎石的攤鋪

12、攤鋪采用徐州工程機械股份有限公司生產(chǎn)的WTU125設(shè)備功率161KW攤鋪寬度為3.012.5 m）在攤鋪機的外側(cè)每10m,設(shè)置一高程樁，掛上鋼絲，引導(dǎo)攤鋪機控制高程；松鋪厚度為 23.4cm,和 22.1 cm （現(xiàn)場實驗確定松鋪系數(shù)1.30,基層分兩次攤鋪，每次攤鋪壓實厚度為17cm）,根據(jù)設(shè)計高度加上松鋪厚度作為鋼絲高程。攤鋪中螺旋布料器應(yīng)均衡地向兩側(cè)供料，螺旋布料器的料置以略 高于螺旋布料器2/3 為度，使熨平板擋板前混合料在全寬范圍內(nèi)保持一致，避免攤鋪層出現(xiàn)離析現(xiàn)象，設(shè)專人檢查鋪筑厚度及平整度，發(fā)現(xiàn)局部離析、拖痕及其它問題應(yīng)及時處理；攤鋪中途不得隨意變速或停機，攤鋪速度控制在1.25m

13、/min范圍內(nèi)。3.2.4 水泥穩(wěn)碎石的碾壓配備2臺型號為3Y18/21光輪壓路機和2臺型號為YZ18JC振動壓路機（激振力為330/190kN）。碾壓工作及時、緊跟，嚴格控制作業(yè)時間，從加水拌和到碾壓成型時間間隔不能超過2 小時，避免頂部混合料水分散發(fā)過快而變松散。碾壓按由低到高，先輕后重，先靜壓后振壓的原則進行。直線段，由兩側(cè)向中心碾壓；超高段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓。每道碾壓與上道碾壓相重疊1/2 輪寬， 使每層整個厚度和寬度均勻地壓實到98%以上。壓實后用光輪壓路機趕光、收面，表面無輪跡、隆起，斷面正確，坡度符合要求。碾壓遍數(shù)為7遍，具體工藝為：YZ18JC振動壓路機靜壓一遍；YZ18JC振動

14、壓路機車5振一遍；YZ18JC 振動壓路機重振兩遍；YZ18JC振動壓路機輕振一遍；3Y18/21光輪壓路機碾壓兩遍。碾壓過程中壓路機不能在工作面上調(diào)頭。碾壓結(jié)束后，碾壓表面達到平整密實，無輪跡裂紋、搓板起皮、松散、反彈現(xiàn)象。人工把末端含水量合適的混合料處理整齊，緊靠混合料放兩根18X 18cm方木，整平緊靠方木的混合料，方木的另一端用碎石回填約3m長，高度高出方木 5cm,然后將混合料碾壓密實。在重新攤鋪混合料前將碎石和方木除去，下承面清掃干凈。用水泥漿濕潤接頭，鋪上水穩(wěn)碎石后壓路機橫向碾壓，使接縫平整度達到要求。3.2.6 養(yǎng)生和交通管制每一段的水穩(wěn)碎石碾壓完畢，并經(jīng)過壓實度、標高檢查合格

15、后，即可進入養(yǎng)生階段，采用用濕潤的土工布進行覆蓋，覆蓋2 小時后，用灑水車灑水，灑水車的噴頭用噴霧式，每天灑水次數(shù)視氣候而定，整個養(yǎng)生期間始終保持水泥穩(wěn)定碎石層表面濕潤。在7 天內(nèi)應(yīng)保持基層處于濕潤狀態(tài)，28天內(nèi)正常養(yǎng)護，在養(yǎng)護期間封閉交通。7 天后進行鉆孔取芯試驗。4 施工質(zhì)量控制中的幾個關(guān)鍵問題。4.1 現(xiàn)場混合料配比的控制在已攤鋪而尚未碾壓的水泥穩(wěn)定碎石混合料中隨機抽樣檢測混合料的配比，水泥與集料的含量以及集料中的級配（尤其小于5mm勺細料含量），將混合料內(nèi)的水泥洗去，再檢測集料的級配，既費工，又欠精確。我們則采用的室內(nèi)標準配比的水泥碎石混合料烘干所做的篩分試驗結(jié)果，作為施工現(xiàn)場檢查混合

16、料配比與集料級配的依據(jù)，以方便檢查。4.2 控制裂縫的產(chǎn)生水泥穩(wěn)定碎石基層的裂縫有兩類: 一類是強度不足引起的裂縫，與結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工質(zhì)量有關(guān)。只要搞好結(jié)構(gòu)設(shè)計和加強質(zhì)量管理，這類裂縫是可以清除的。另一類是收縮裂縫，因為水泥穩(wěn)定碎石是一種快凝的膠凝材料，和其它膠凝材料一樣也有收縮的性質(zhì)，主要是干縮和冷縮。當(dāng)發(fā)生收縮時，如受到底層或者其它因素限制，就有出現(xiàn)收縮裂縫的可能。故解決此裂縫問題，要先了解影響收縮的原因。水泥穩(wěn)定碎石混合料的干縮是由水分的散失引起的，失水越多，收縮愈大。這是因為混合料水分蒸發(fā)時毛細孔內(nèi)水面下降，彎月面的曲率變大，在表面張力作用下水的內(nèi)部壓力比外部壓力小，隨著毛細孔水的不斷蒸

17、發(fā)，毛細孔中負壓逐漸增大，產(chǎn)生收縮力使混合料收縮。干縮另一個原因是水化物層間水的脫出，水化硅酸鈣的層間水分子具有吸水膨脹和脫水收縮的特征。影響混合料干縮性質(zhì)因素有骨料數(shù)量、含水量和密實度等。溫度下降會使混合料產(chǎn)生溫度收縮，但在負溫階段時，由于水結(jié)冰后在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生膨脹壓力，結(jié)構(gòu)有膨脹的趨勢，而負溫下材料本身又要產(chǎn)生收縮。由此可見，負溫階段混合料結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了膨脹與收縮兩種相反的作用。而工程實踐中發(fā)現(xiàn)，負溫階段均表現(xiàn)為冷縮而無膨脹現(xiàn)象，這可能是由于冷凍的體積膨脹，尚不足以抵消溫度下降而引起的冷縮及結(jié)構(gòu)抗拉強度大于膨脹壓力的原因。從上面分析，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的外因如下序號外因1施工含水量過大。收縮裂縫的發(fā)生

18、與發(fā)展和含水量有密切關(guān)系，含水量大則干縮和冷縮都大，因而施工中必須嚴格控制含水量。2壓實度不夠，結(jié)構(gòu)中存在大孔隙的結(jié)構(gòu)才有可能產(chǎn)生較大的收縮孔隙，也是水分的藏身之處。3施工期間重車行駛的影響。在混合料結(jié)晶結(jié)構(gòu)形成后，車輪作用使結(jié)構(gòu)破壞產(chǎn)生細微裂縫，收縮裂縫就有可能在這些地方出現(xiàn)。4剛度增長的影響。混合料基層的剛度隨齡期的增大而增大，變形能力減少，容易因收縮而開裂，故混合料的剛度不宜過大。為了減少干縮裂縫，除了上面提出的控制好施工含水量，保證基層密實度以外，應(yīng)采取如下幾點措施：序號采取措施1增加混合料的粉末含量，可減少干縮；2適當(dāng)減少混合料中二灰含量，以減低其剛度；3預(yù)設(shè)收縮縫，使裂縫有規(guī)律，也易于養(yǎng)護；4在施工中，應(yīng)及時鋪筑面層，可防止水分蒸發(fā)，避免表層失水過多而開裂；5選用石粉材料時，石粉的塑性指數(shù)不宜過高，材料拌和要均勻。4.3 混合料含水量的控制混合料的含水量控制。廠拌混合料現(xiàn)場，每天由后場專職試驗人員在早上、中午、下午分別測定各種集料白含水量，根據(jù)施工配合比設(shè)計的最佳含水量指標，