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(jì)徐高速公路（江蘇段）JX-21合同段總長17.224km，下基層設(shè)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(dǎo)意見（蘇高技（2006）219文件要求，結(jié)合抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層相關(guān)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(shè)計應(yīng)采用骨架密實型結(jié)構(gòu)，宜采用振動成型壓實法（或重型擊實法）進(jìn)行混合料配合比設(shè)計。抗裂型水泥穩(wěn)定碎石混合料組成的設(shè)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(dǎo)

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(shè)計應(yīng)根據(jù)施工圖設(shè)計確定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，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(shè)計水泥劑量、最大干密度和最佳含水量。為減少基層裂縫，應(yīng)做到以下三點：在滿足設(shè)計強(qiáng)度的基礎(chǔ)上限制水泥用量；在合成級配滿足要求的同時限制細(xì)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(shè)計中要求下基層水泥劑量應(yīng)不大于3.5%，上基層水泥劑量應(yīng)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(shè)計完成后，應(yīng)根據(jù)配合比調(diào)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(shè)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(jié)果匯總表檢測項目抗折強(qiáng)度Mpa抗壓強(qiáng)度Mpa比表面積(g/cm3)凝結(jié)時間安定性3d28d3d28d初凝min終凝min雷氏法mm要求指標(biāo)3.56.51842.5> 300180360合格實測指標(biāo)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(biāo)符合規(guī)范及指導(dǎo)意見要求，具體檢測結(jié)果如下：集料試驗結(jié)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(xì)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(jié)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(shè)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(dǎo)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(shè)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(cè)限抗壓強(qiáng)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(yīng)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(nèi)封閉，在20±2，相對濕度95%的條件下養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天后取出，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗。試驗結(jié)果見下表：振動成型試驗及相應(yīng)無側(cè)限抗壓強(qiáng)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(qiáng)度振動成型法強(qiáng)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(cè)限抗壓強(qiáng)度是靜壓法平均無側(cè)限強(qiáng)度的1.88倍，試件的密實性較好與靜壓法，根據(jù)以上結(jié)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(diào)試和相關(guān)試驗，表明所設(shè)計的抗裂嵌擠型水泥穩(wěn)定碎石混合料的強(qiáng)度性能滿足設(shè)計要求，室內(nèi)配合比設(shè)計所得結(jié)果可用于調(diào)試水泥穩(wěn)定碎石拌和機(jī)，使拌制的水泥穩(wěn)定碎石混合料符合配合比設(shè)計要求，經(jīng)審批后，以指導(dǎo)施工。四、基層施工 1、生產(chǎn)質(zhì)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(jī)集中拌合，20噸以上大噸位自卸車運輸，兩臺ABG攤鋪機(jī)半幅全寬梯隊鋪筑作業(yè)，壓路機(jī)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(shè)置橫向連接并設(shè)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(jī)集中拌制，最大拌和產(chǎn)量為650t/h。拌和機(jī)采用電腦控制各電子動態(tài)計量器，拌和前分別對拌和機(jī)各料斗進(jìn)行了流量試驗驗證及電子動態(tài)計量器的計量標(biāo)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)稱量系統(tǒng)的準(zhǔn)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(zhǔn)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(dǎo)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(shè)計范圍10095-10068-8644-6227-4218-308-150-3.5配比設(shè)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(dǎo)意見要求且篩分試驗結(jié)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(shè)計時確定的水泥劑量4.0%。開始拌和之后，隨機(jī)抽檢共24個樣品進(jìn)行EDTA滴定，水泥劑量分布在3.9%-4.4%范圍內(nèi)，平均值為4.2%，滿足設(shè)計水泥劑量±0.5%的容許誤差范圍，檢測結(jié)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(dá)到較理想的控制狀態(tài)，及時觀察、了解天氣（氣溫、風(fēng)力、陰晴等）和運距情況，加強(qiáng)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(diào)整。4、運輸、運輸嚴(yán)格按照施工指導(dǎo)意見的要求執(zhí)行，試鋪段的位置選擇復(fù)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(nèi)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(dāng)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(dá)現(xiàn)場后，由專人管理和指揮卸料。在攤鋪機(jī)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(shè)備的調(diào)試基層試鋪段采用兩臺ABG423攤鋪機(jī)攤

16、鋪，兩臺攤鋪機(jī)拼寬均為6.5m。攤鋪前調(diào)整和精確設(shè)置攤鋪機(jī)螺旋送料器的高度和長度，料位器設(shè)高位；檢查攤鋪機(jī)的傳感系統(tǒng)和夯實系統(tǒng)，施工中加強(qiáng)控制螺旋送料器內(nèi)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(jī)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(diào)整熨平板高度并在下面墊與松鋪厚度等厚的木塊，調(diào)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(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整攤鋪機(jī)夯錘振幅為四級半，使攤鋪后的初始密實度達(dá)到80左右。將螺旋送料器調(diào)整到最佳狀態(tài)，螺旋送料器內(nèi)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(jī)呈階梯式進(jìn)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(shè)置了初壓、復(fù)壓及終壓分界標(biāo)牌并設(shè)專業(yè)技術(shù)員負(fù)責(zé)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(jī)均設(shè)置了防粘輪裝置，基本消除混合料粘輪現(xiàn)象。嚴(yán)禁壓路機(jī)在已完成的或正在碾壓的路段上調(diào)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(nèi)及時進(jìn)行碾壓。碾壓過程中的質(zhì)量控制

18、：現(xiàn)場設(shè)專業(yè)技術(shù)員負(fù)責(zé)碾壓管理工作，監(jiān)管碾壓遍數(shù)、碾壓段落、壓路機(jī)不漏壓、不過壓、無急剎車、禁止其它車輛駛?cè)氲惹闆r；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(biāo)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(jī)、3臺XSM222單鋼輪振動壓路機(jī)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(fù)壓采用三臺單鋼輪在全幅寬度范圍內(nèi)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(jìn)靜壓，后退弱振，其余各遍均為強(qiáng)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(nèi)碾壓兩遍，第一遍靜壓，第二遍前進(jìn)靜壓，后退弱振，速度為1.5-1.7km；復(fù)壓為兩臺單鋼輪在全幅寬度范圍內(nèi)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(dá)到了預(yù)期效果； 經(jīng)綜合對比分析，兩種碾壓方案都能達(dá)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(jī)搓揉2遍，減少了細(xì)料上浮現(xiàn)象，較好的保持了攤鋪后混合料的骨架結(jié)構(gòu)，同時即能夠減輕復(fù)壓時細(xì)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(fù)壓采用三臺單鋼輪在全幅寬度范圍內(nèi)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(jìn)靜壓，后退弱振，其余各遍均為強(qiáng)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(jìn)行質(zhì)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