申嘉湖高速公路嘉興段水穩(wěn)基層振動成型法科研路段施工指南初稿

申嘉湖高速公路嘉興段水穩(wěn)基層振動成型法科研路段施工指南初稿第一頁，共67頁。內容提要第一部分振動成型法路用性能第二部分振動法配比優(yōu)化設計第三部分振動成型法施工技術第四部分振動法基層檢測標準第五部分經濟和社會效益分析第二頁，共67頁。試驗段概況基層表觀芯樣外觀芯樣強度室內強度壓實度第一部分振動成型法路用性能第三頁，共67頁。試驗段概況三層均為振動成型581.500K19+781.50K19+200.00

右幅J11

1830.92179.08K56+260.00K54+250.00

2166.80299.88K50+899.02K48+432.34上基層

1830.92179.08K56+260.00K54+250.00三層均為振動成型2166.80299.88K50+899.02K48+432.34下基層三層均為振動成型1830.92179.08K56+260.00K54+250.00

3120.80633.52K52+186.66K48+432.34底基層右幅

4259.76809.56K53+501.66K48+432.34上基層

3120.80633.52K52+186.66K48+432.34下基層三層均為振動成型1789.02218.64K50+440.00K48+432.34底基層左幅J12備注振動成型凈長結構物長度終點樁號起點樁號層位幅別標段試驗段位置及長度統(tǒng)計表第四頁，共67頁。試驗段概況J12合同段試驗段布置示意圖第五頁，共67頁。對比試驗段施工位置與施工日期

對比試驗段8.158.67.23振動法右幅8.118.47.24傳統(tǒng)方法左幅581.5K19+200～K19+781.5J117.25～8.47.16～7.247.5～7.15振動法右幅1830K54＋250～K56＋260J12上基層下基層底基層施工日期設計施工方法左右幅凈長m施工樁號標段第六頁，共67頁?；鶎颖碛^

振動法上基層表觀

傳統(tǒng)方法上基層表觀第七頁，共67頁?；鶎颖碛^評述

相比于振動法的表觀，傳統(tǒng)方法修筑的路段表面較光滑，水泥浮漿較多，表面偏細，集料嵌擠不明顯。在養(yǎng)生期結束后被運料車跑散現(xiàn)象較為嚴重，而采用振動成型法修筑的路段表面相對完好。

第八頁，共67頁。芯樣外觀J11標振動法現(xiàn)場取芯J11標底基層振動法4天芯樣照片

J11標底基層振動法7天芯樣照片

第九頁，共67頁。芯樣外觀J11標振動法現(xiàn)場取芯J11標下基層振動法4天芯樣照片

J11標下基層振動法7天芯樣照片

第十頁，共67頁。芯樣外觀J11標振動法現(xiàn)場取芯J11標上基層振動法4天芯樣照片

J11標上基層振動法7天芯樣照片

第十一頁，共67頁。芯樣外觀J11標傳統(tǒng)方法現(xiàn)場取芯J11標底基層傳統(tǒng)法4天芯樣照片

J11標底基層傳統(tǒng)法7天芯樣照片

第十二頁，共67頁。芯樣外觀J11標傳統(tǒng)方法現(xiàn)場取芯J11標下基層傳統(tǒng)法4天芯樣照片

J11標下基層傳統(tǒng)法7天芯樣照片

第十三頁，共67頁。芯樣外觀J11標傳統(tǒng)方法現(xiàn)場取芯J11標上基層傳統(tǒng)法4天芯樣照片

J11標上基層傳統(tǒng)法7天芯樣照片

第十四頁，共67頁。芯樣外觀J12標振動方法現(xiàn)場取芯J12標底基層振動法4天芯樣照片

J12標底基層振動法7天芯樣照片

第十五頁，共67頁。芯樣外觀J12標振動方法現(xiàn)場取芯J12標下基層振動法4天芯樣照片

J12標下基層振動法7天芯樣照片

第十六頁，共67頁。芯樣外觀J12標振動方法現(xiàn)場取芯J12標上基層振動法4天芯樣照片

J12標上基層振動法7天芯樣照片

第十七頁，共67頁。

振動成型法的底基層、基層4天就可以取出完整芯樣，而傳統(tǒng)方法的底基層4天則很難取出完整芯樣。比較4天和7天的芯樣可以看出，隨齡期的增長，芯樣越來越密實，光滑。

芯樣外觀評述第十八頁，共67頁。標段設計方法層位水泥劑量（%）最大干密度(g/cm3)最佳含水量（%）現(xiàn)場含水量檢測（%）芯樣平均強度強度（MPa）變異系數(shù)（%）J11標振動法底基層3.32.3525.45.84.5(4)2.37下基層3.82.3545.55.26.8(4)3.17上基層3.82.3545.55.27.3(4)3.65傳統(tǒng)方法底基層3.22.266.05.9--下基層4.52.255.86.14.6(4)5.32上基層4.52.255.85.94.9(4)6.42J12標振動法底基層3.32.3626.26.34.1(15)16.11下基層3.52.3706.26.55.8（15）12.34上基層3.82.3706.26.16.2（15）15.65各標段芯樣無側限抗壓強度結果

芯樣強度第十九頁，共67頁。芯樣強度評述

將現(xiàn)場的芯樣鋸成高15cm的標準圓柱試件，在規(guī)定7天齡期測定無側限抗壓強度；振動法的芯樣強度接近于室內振動成型試件強度，高于室內靜壓法成型的試件無側限抗壓強度。第二十頁，共67頁。室內強度J11標7天無側限抗壓強度試驗結果(右幅振動法,試件振動成型)層位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗壓強度（MPa）偏差系數(shù)CV(%)Rc0.95（MPa）底基層K19+200～K19+781.52.3524.47.233.6下基層2.3547.17.136.3上基層2.3548.23.227.5第二十一頁，共67頁。J11標7天無側限抗壓強度試驗結果(右幅振動法,試件靜壓成型)室內強度層位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗壓強度（MPa）偏差系數(shù)CV(%)Rc0.95（MPa）底基層K19+200～K19+781.52.263.24.233.0下基層2.254.64.984.2上基層2.254.94.314.6第二十二頁，共67頁。J11標7天無側限抗壓強度試驗結果(左幅傳統(tǒng)方法，試件靜壓成型)

室內強度層位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗壓強度（MPa）偏差系數(shù)CV(%)Rc0.95（MPa）底基層K19+200～K19+781.52.263.19.712.9下基層2.254.96.154.4上基層2.255.97.115.2第二十三頁，共67頁。J12標7天無側限抗壓強度試驗結果(振動法,試件靜壓成型)

室內強度層位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗壓強度（MPa）偏差系數(shù)CV(%)Rc0.95（MPa）底基層K54+250～K56+2602.262.97.592.53.05.332.7下基層2.274.77.024.24.77.664.1上基層2.274.85.344.44.75.654.3第二十四頁，共67頁。

J12標7天無側限抗壓強度試驗結果(振動法,試件振動成型)

室內強度層位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗壓強度（MPa）偏差系數(shù)CV(%)Rc0.95（MPa）底基層K54+250～K56+2602.3624.26.983.5下基層2.376.47.425.4上基層2.378.37.117.2第二十五頁，共67頁。J11標振動法與靜壓法強度關系強度比試件振動/試件靜壓（右幅振動法）試件振動/試件靜壓（右幅振動法/左幅傳統(tǒng)法）底基層1.41.4下基層1.51.4上基層1.71.4強度比振動/靜壓（振動法）底基層1.4下基層1.4上基層1.8J12標振動法與靜壓法強度關系室內強度對比第二十六頁，共67頁。

現(xiàn)場取料室內振動成型試件的無側限抗壓強度均高于現(xiàn)場取料室內靜壓法成型試件的無側限抗壓強度。二者的比值約為：1.4~1.8倍。室內強度評述第二十七頁，共67頁。壓實度

層位設計方法標準密度數(shù)據(jù)個數(shù)平均值%變異系數(shù)%代表值底基層振動法2.3522099.20.898.8重型擊實法2.26103.20.7102.6下基層振動法2.3542099.30.699.0重型擊實法2.25103.80.7103.2上基層振動法2.3542099.20.998.3重型擊實法2.25103.70.8103.1J11標水泥穩(wěn)定碎石基層、底基層壓實度統(tǒng)計結果（振動成型法）

第二十八頁，共67頁。層位設計方法標準密度數(shù)據(jù)個數(shù)平均值%變異系數(shù)%代表值底基層重型擊實法2.262099.30.998.8下基層2.252099.00.598.7上基層2.252099.40.699.1J11標水泥穩(wěn)定碎石基層、底基層壓實度統(tǒng)計結果（傳統(tǒng)方法）

壓實度第二十九頁，共67頁。層位設計方法標準密度數(shù)據(jù)個數(shù)平均值%變異系數(shù)%代表值底基層振動法2.3626999.00.598.8重型擊實法2.26103.50.6103.1下基層振動法2.3706999.00.598.9重型擊實法2.27103.40.5103.1上基層振動法2.3706998.90.598.8重型擊實法2.27103.30.5103.0J12標水泥穩(wěn)定碎石基層、底基層壓實度統(tǒng)計結果

壓實度第三十頁，共67頁。

各標段振動擊實標準密度為傳統(tǒng)方法確定的水泥穩(wěn)定碎石混合料擊實標準密度的1.040～1.045倍；以重型擊實最大干密度為標準，壓實度均大于100%。以振動擊實最大干密度為標準，壓實度均大于98%；壓實設備并未增加，一方面說明標準擊實法確定的最大干密度太小，在振動作用下現(xiàn)場很容易達到，但此時混合料未必有好的路用性能（由于沒有充分壓實，強度低，抗裂性能差）。另一方面也說明，用傳統(tǒng)的碾壓方式，在不增加設備投資的情況下可以達到振動法的壓實度要求。壓實度評述第三十一頁，共67頁。第二部分振動法配比優(yōu)化設計三個限制原材料性質振動擊實儀級配設計最佳含水量及最大干密度7天無側限抗壓強度

試件外觀及集料排列方式第三十二頁，共67頁。三個限制《浙江省高速公路瀝青路面規(guī)范化施工與質量管理指導意見》

為減少基層裂縫，必須做到三個限制：1、在滿足設計強度的基礎上限制水泥用量；2、在合成級配滿足要求的同時，限制細集料、粉料用量；3、根據(jù)施工時氣候條件限制含水量。第三十三頁，共67頁。原材料性質廠牌種類細度（％）凝結時間（h）安定性抗壓強度（MPa）初凝終凝3d28d新都P.O42.52.74h52min6h37min合格21.847質量要求≤10≥4≥6必須合格≥18≥42.5水泥指標

第三十四頁，共67頁。原材料性質檢測項目單位標準要求集料試驗結果試驗方法9.5mm～31.5mm4.75mm～9.5mm2.36mm～4.75mm0mm～2.36mm集料壓碎值%≤2521.5－－－T0316—2005表觀相對密度g/cm3≥2.502.7392.7632.7312.724T0304—2005吸水率%≤3.01.01.10.8－針片狀顆粒含量粒徑大于9.5mm4.75mm～9.5mm%%≤15≤2514.721.5T0312—2005小于0.075mm顆粒含量粒徑大于2.36mm粒徑小于2.36mm%%≤2.0≤151.1－3.4－7.7－－13.1T0310—2005T0333—2000液限%＜28－－－18.2T0118—93塑性指數(shù)＜9－－－2.2集料技術性質

第三十五頁，共67頁。振動擊實儀第三十六頁，共67頁。試驗方法振頻Hz振幅mm激振力N靜面壓力kPa擊實時間min擊實功J振動擊實301.4761214025.881振動擊實試驗參數(shù)及擊實功

振動擊實儀第三十七頁，共67頁。

本項目借鑒JTJ034-2000《公路路面基層施工技術規(guī)范》和浙江省《指導意見》關于水泥穩(wěn)定碎石的礦料級配范圍要求及天津市市政工程研究院對水泥穩(wěn)定碎石混合料級配的優(yōu)化設計研究成果，選定5種目標級配（級配1、級配2、級配3、級配2－1、級配2－2）：級配1、2、3通過改變4.75mm通過率（級配1：24、級配2：29、級配3：34）來分析級配由粗至細的過程中，混合料性能的發(fā)展規(guī)律；級配2、2－1、2－2通過改變0.075mm通過率（級配2－1：0、級配2：4、級配2－2：7）研究0.075mm以下顆粒含量對混合料性能的影響。級配設計第三十八頁，共67頁。級配設計目標級配71320294780100級配2－201020294780100級配2－141424345285100級配341220294780100級配24816244275100級配10.0750.62.364.759.51931.5各篩孔通過率％目標級配第三十九頁，共67頁。級配設計孔徑（mm）礦料規(guī)格（mm）種類各組級配礦料通過百分率(%)9.5～31.54.75～9.52.36～4.750～2.36各規(guī)格種類礦料通過百分率級配1級配2級配3級配2－1級配2－231.5100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.01937.2100.0100.0100.073.678.082.477.478.09.55.258.5100.0100.043.249.054.848.549.84.752.611.783.899.422.027.032.127.028.82.362.07.427.774.114.217.921.617.819.20.61.65.213.631.47.28.810.48.89.30.0751.13.47.713.13.84.4

5.1

2.26.5配合比4241512級配13543517級配22845522級配33642517級配2－13541519級配2－2礦料篩分結果及級配配合比計算結果

第四十頁，共67頁。礦料級配曲線

級配設計第四十一頁，共67頁。水泥穩(wěn)定碎石振動擊實結果

水泥劑量（％）試驗類型3：1004：1005：100振動擊實級配1最佳含水量（%）5.05.05.0最大干密度（g/cm3）2.3612.3662.367級配2最佳含水量（%）5.25.25.2最大干密度（g/cm3）2.3712.3792.381級配3最佳含水量（%）5.45.45.4最大干密度（g/cm3）2.3882.3952.399級配2－1最佳含水量（%）5.05.15.1最大干密度（g/cm3）2.3672.3682.368級配2－2最佳含水量（%）5.55.55.5最大干密度（g/cm3）2.3772.3812.382最佳含水量及最大干密度第四十二頁，共67頁。水泥穩(wěn)定碎石重型擊實結果

最佳含水量及最大干密度

水泥劑量（％）試驗類型3：1004：1005：100重型擊實級配1最佳含水量（%）5.05.05.1最大干密度（g/cm3）2.2612.2632.264級配2最佳含水量（%）5.45.45.4最大干密度（g/cm3）2.2712.2732.279級配3最佳含水量（%）5.45.45.4最大干密度（g/cm3）2.2912.2942.295級配2－1最佳含水量（%）5.15.25.2最大干密度（g/cm3）2.2692.2742.275級配2－2最佳含水量（%）5.55.55.5最大干密度（g/cm3）2.2782.2812.285第四十三頁，共67頁。擊實結果關系：

級配1：ρ振動擊實=1.045ρ重型擊實級配2：ρ振動擊實=1.045ρ重型擊實級配3：ρ振動擊實=1.044ρ重型擊實級配2－1：ρ振動擊實=1.042ρ重型擊實級配2－2：ρ振動擊實=1.043ρ重型擊實最佳含水量及最大干密度第四十四頁，共67頁。

水泥劑量（％）試驗類型3：1004：1005：100振動成型級配1平均抗壓強度（MPa）5.17.78.5偏差系數(shù)CV(%)9.713.712.6Rc0.95（MPa）4.35.96.7級配2平均抗壓強度（MPa）5.47.18.5偏差系數(shù)CV(%)6.28.17.6Rc0.95（MPa）4.86.27.4級配3平均抗壓強度（MPa）5.37.48.3偏差系數(shù)CV(%)8.112.96.8Rc0.95（MPa）4.65.87.4級配2－1平均抗壓強度（MPa）4.97.29.4偏差系數(shù)CV(%)12.73.83.5Rc0.95（MPa）3.96.88.9級配2－2平均抗壓強度（MPa）5.36.39.5偏差系數(shù)CV(%)6.96.75.1Rc0.95（MPa）4.75.68.77天無側限抗壓強度7天無側限抗壓強度試驗結果

（振動成型）第四十五頁，共67頁。7天無側限抗壓強度7天無側限抗壓強度試驗結果

（靜壓成型）

水泥劑量（％）試驗類型3：1004：1005：100靜壓成型級配1平均抗壓強度（MPa）3.84.24.8偏差系數(shù)CV(%)5.22.34.3Rc0.95（MPa）3.44.04.5級配2平均抗壓強度（MPa）3.84.34.8偏差系數(shù)CV(%)1.84.04.9Rc0.95（MPa）3.64.04.4級配3平均抗壓強度（MPa）3.74.45.2偏差系數(shù)CV(%)3.65.62.3Rc0.95（MPa）3.54.05.0級配2－1平均抗壓強度（MPa）3.74.35.0偏差系數(shù)CV(%)5.55.14.1Rc0.95（MPa）3.44.04.6級配2－2平均抗壓強度（MPa）3.84.65.5偏差系數(shù)CV(%)3.47.72.1Rc0.95（MPa）3.64.05.3第四十六頁，共67頁。

水泥劑量相同，振動成型試件7天無側限抗壓強度比靜壓成型有很大提高；級配1、2、3混合料無側限抗壓強度振動成型方式下平均分別為靜壓成型試件的1.41倍、1.52倍、1.41倍，可見振動成型方式對級配2的強度影響較為顯著；同為振動成型試件，級配2強度比級配1和級配3強度稍大。7天無側限抗壓強度第四十七頁，共67頁。試件外觀(振動法)級配1(4.0%水泥)級配3(4.0%水泥)級配2(4.0%水泥)第四十八頁，共67頁。試件外觀(靜壓法)級配1(4.0%水泥)級配2(4.0%水泥)級配3(4.0%水泥)第四十九頁，共67頁。振動法配比優(yōu)化設計結果水泥穩(wěn)定碎石工程級配范圍

0816254275100級配下限51526355485100級配上限0.0750.62.364.759.51931.5篩孔（mm）第五十頁，共67頁。振動法配比優(yōu)化設計結果J11標水泥穩(wěn)定碎石底基層、基層施工配合比

粒徑(mm)級配碎石9.5～31.54.75～9.52.36～4.750～2.36振動法比例（%）4428523傳統(tǒng)法比例（底基層）（%）41201029傳統(tǒng)法比例（基層）（%）4331521層位水泥劑量(%)最佳含水量(%)最大干密度(g/cm3)傳統(tǒng)法振動法傳統(tǒng)法振動法傳統(tǒng)法振動法底基層3.23.36.05.42.262.352基層4.53.85.85.52.252.354第五十一頁，共67頁。振動法配比優(yōu)化設計結果粒徑(mm)級配碎石9.5～31.54.75～9.52.36～4.750～2.36振動法比例（%）45241120傳統(tǒng)法比例（底基層）（%）40181230傳統(tǒng)法比例（基層）（%）45251119層位水泥劑量(%)最佳含水量(%)最大干密度(g/cm3)傳統(tǒng)法振動法傳統(tǒng)法振動法傳統(tǒng)法振動法底基層3.33.36.56.22.262.362下基層4.13.56.56.22.272.370上基層4.13.86.56.22.272.370J12標水泥穩(wěn)定碎石底基層、基層施工配合比

第五十二頁，共67頁。傳統(tǒng)方法底基層級配偏細，基層與振動法的級配接近；振動法水泥劑量降低；振動法最佳含水量略有減少；振動法最大干密度明顯提高。振動法配比優(yōu)化設計結果第五十三頁，共67頁。第三部分振動成型法施工技術施工控制混合料攤鋪混合料碾壓第五十四頁，共67頁。水泥穩(wěn)定碎石基層、底基層含水量統(tǒng)計結果

標段設計方法層位設計值％實測均值％數(shù)據(jù)個數(shù)偏差系數(shù)％J11標振動方法底基層5.45.8209.67下基層5.56.32014.12上基層5.56.2207.02傳統(tǒng)方法底基層6.06.42016.78下基層5.86.72015.43上基層5.86.82014.32J12標振動方法底基層6.26.76911.23下基層6.26.8696.87上基層6.26.66912.43含水量的控制

第五十五頁，共67頁。水泥劑量的控制

標段設計方法層位設計值％實測均值％數(shù)據(jù)個數(shù)偏差系數(shù)％J11標振動方法底基層3.33.4202.5下基層3.84.1203.1上基層3.84.0204.3傳統(tǒng)方法底基層3.23.3203.3下基層4.54.6201.8上基層4.54.6202.4J12標振動方法底基層3.33.3692.84下基層3.53.6692.81上基層3.83.9696.30水泥穩(wěn)定碎石基層、底基層水泥劑量統(tǒng)計結果

第五十六頁，共67頁。級配的控制

標段層位篩孔mm31.5199.54.752.360.60.075J11標傳統(tǒng)底基層各篩孔通過率％10076.556.135.922.08.83.4下基層10080.153.832.019.08.82.6上基層10080.350.631.021.812.23.0J11標振動底基層10075.150.925.417.59.13.9下基層10078.854.131.220.89.12.8上基層10081.451.729.420.411.83.0J12標底基層1007850.130.72111.62.7下基層10080.451.531.221.2123.2上基層10080.649.629.820.911.72.8水泥穩(wěn)定碎石基層、底基層級配統(tǒng)計結果

第五十七頁，共67頁?；旌狭蠑備?/p>

攤鋪設備：2臺ABG423；攤鋪速度：1.0m/min；松鋪系數(shù)：1.341~1.383

（傳統(tǒng)法1.303~1.325）第五十八頁，共67頁?；旌狭夏雺?/p>

振動成型法碾壓工藝（9遍）SD150前靜后振（高頻低幅強振）1遍，XP261緊跟鋼輪，同進同退；SD150強振+XP261緊跟碾壓1遍；徐工XG