淺談高速公路抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層施工控制要點(diǎn)

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(diǎn)一、總則濟(jì)徐高速公路（江蘇段）JX-21合同段總長(zhǎng)17.224km，下基層設(shè)計(jì)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(yàn)及本項(xiàng)目對(duì)抗裂水泥穩(wěn)定碎石基層施工的實(shí)際情況，做以下匯報(bào)：抗裂型水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì)應(yīng)采用骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，宜采用振動(dòng)成型壓實(shí)法（或重型擊實(shí)法）進(jìn)行混合料配合比設(shè)計(jì)?？沽研退喾€(wěn)定碎石混合料組成的設(shè)計(jì)級(jí)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(jí)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(jì)應(yīng)根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)確定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，通過試驗(yàn)選擇骨架嵌擠、級(jí)配密實(shí)、施工和易性好的混合料，并確定設(shè)計(jì)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(diǎn)：在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上限制水泥用量；在合成級(jí)配滿足要求的同時(shí)限制細(xì)料、粉料用量；根據(jù)施工時(shí)氣候條件限制含水量。施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)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(jí)配中小于0.075 mm顆粒含量宜不大于3.5%，碾壓時(shí)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(jì)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(jì)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(yàn)結(jié)果匯總表檢測(cè)項(xiàng)目抗折強(qiáng)度Mpa抗壓強(qiáng)度Mpa比表面積(g/cm3)凝結(jié)時(shí)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(shí)測(cè)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(cè)各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范及指導(dǎo)意見要求，具體檢測(cè)結(jié)果如下：集料試驗(yàn)結(jié)果匯總表檢測(cè) 項(xiàng)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(shí)測(cè)（%）規(guī)定（%）實(shí)測(cè)（%）規(guī)定（%）實(shí)測(cè)（%）規(guī)定（%）實(shí)測(cè)（%）規(guī)定（%）實(shí)測(cè)（%）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(jí)配(%)10095-10068-8644-6227-4218-308

5、-150-3.5原材料篩分結(jié)果及合成級(jí)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(jí)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(jì)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(jí)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(jí)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(jì)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(dòng)壓實(shí)法和重型擊實(shí)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(yàn)確定的最佳含水量和

7、最大干密度，分別采用振動(dòng)壓實(shí)法和靜壓法成型無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件，振動(dòng)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(hào)：STJSJI型。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)檢查振動(dòng)成型儀的振動(dòng)參數(shù)，使?jié)M足靜壓力1900N±100 N；激振力為6800-6900N，振動(dòng)頻率為30Hz，振動(dòng)時(shí)間為120s的振實(shí)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(dòng)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(duì)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(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見下表：振動(dòng)成型試驗(yàn)及相應(yīng)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)匯總表水泥劑量振

8、動(dòng)成型擊實(shí)試驗(yàn)重型擊實(shí)試驗(yàn)靜壓法成型強(qiáng)度振動(dòng)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(dòng)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(shí)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(jí)配調(diào)試和相關(guān)試驗(yàn)，表明所設(shè)計(jì)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(jì)要求，室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)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(jì)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(tái)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(yùn)輸，兩臺(tái)ABG攤鋪機(jī)半幅全寬梯隊(duì)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(gè)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(tái)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(dòng)態(tài)計(jì)量器，拌和前分別對(duì)拌和機(jī)各料斗進(jìn)行了流量試驗(yàn)驗(yàn)證及電子動(dòng)態(tài)計(jì)量器的計(jì)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(duì)料場(chǎng)的各種集料取樣進(jìn)行篩分和含水量檢測(cè)，檢驗(yàn)各種單檔集料的顆粒組成變化以驗(yàn)證混合料的合成級(jí)配與標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配的偏差，同時(shí)根據(jù)檢測(cè)的各檔料的天然含水量計(jì)算混合料的天然綜合含水量，最終確定實(shí)際需外加的水量。、混合料的級(jí)配控制情況 從拌合前對(duì)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(jí)配趨近于標(biāo)準(zhǔn)級(jí)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(cāng)并使車輛分次移動(dòng)裝料，以避免裝料離析等措施使混合料拌合均勻、級(jí)配控制準(zhǔn)確、穩(wěn)定。在拌合過程中對(duì)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(jí)配設(shè)計(jì)范圍10095-10068-8644-6227-4218-308-150-3.5配比設(shè)計(jì)合成級(jí)配級(jí)配10097.180.854.533.521.711.63.3生產(chǎn)拌和級(jí)配檢驗(yàn) 110096.281.451.932.621.311.63.1生產(chǎn)拌和級(jí)配檢驗(yàn) 210095.882.452.932.321.811.13.0生產(chǎn)拌和級(jí)配檢驗(yàn) 310094.683.552.133.622.411.62.9生產(chǎn)拌和級(jí)配檢驗(yàn) 410094.985.753.434.921.1

13、11.83.1從上表可以看出，混合料級(jí)配滿足施工指導(dǎo)意見要求且篩分試驗(yàn)結(jié)果相差不大，從而可得混合料級(jí)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(shí)際采用的水泥劑量為混合料組成設(shè)計(jì)時(shí)確定的水泥劑量4.0%。開始拌和之后，隨機(jī)抽檢共24個(gè)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(jì)水泥劑量±0.5%的容許誤差范圍，檢測(cè)結(jié)果詳見下表：混合料灰劑量滴定數(shù)據(jù)表序號(hào)12345678灰劑量（%）4.14.44.24.43.94.34.24.4序號(hào)910111213141516灰劑量（%）4.24.04.04.24.24.44.

14、24.0序號(hào)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(chǎng)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(shí)觀察、了解天氣（氣溫、風(fēng)力、陰晴等）和運(yùn)距情況，加強(qiáng)前后場(chǎng)的聯(lián)系和溝通，隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)碾壓 過程中的含水量變化，以便及時(shí)通知后場(chǎng)拌和做出調(diào)整。4、運(yùn)輸、運(yùn)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(hào)處，距離拌和場(chǎng)較近，載重25噸自卸車從裝料、過磅、運(yùn)輸及到場(chǎng)卸料整個(gè)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(shí)，試驗(yàn)段采用15輛自卸車運(yùn)輸，完全能夠滿足拌和出料與攤鋪能力的需要。、運(yùn)輸過程中，車內(nèi)混合料采用防雨布覆蓋，減少了整個(gè)運(yùn)輸過程表層混合料含水量的散失。覆蓋過程 覆蓋后、從運(yùn)料車攤鋪卸料的外觀情況看，運(yùn)料車在裝料過程中前后移動(dòng)，分前、后、中多次裝料，避免了粗集料的離析現(xiàn)象。、混合料運(yùn)輸車輛行車路線上馬道后沿道路右幅到試鋪段現(xiàn)場(chǎng)，試鋪段當(dāng)天在上馬道處派專人指揮交通，縮短了整個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)的時(shí)間。、運(yùn)輸車輛到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，由專人管理和指揮卸料。在攤鋪機(jī)前保證35輛運(yùn)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(tái)ABG423攤鋪機(jī)攤

16、鋪，兩臺(tái)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(zhǎng)度，料位器設(shè)高位；檢查攤鋪機(jī)的傳感系統(tǒng)和夯實(shí)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(shí)施攤鋪機(jī)就位后，按松鋪系數(shù)（試鋪段擬定為1.3）計(jì)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(shí)性標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整攤鋪機(jī)夯錘振幅為四級(jí)半，使攤鋪后的初始密實(shí)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(tái)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(yàn)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(xiàng)本次試鋪段碾壓段落長(zhǎng)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(gè)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(shí)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。控制碾壓含水量，在（最佳含水量+1-最佳含水量-1）區(qū)間內(nèi)及時(shí)進(jìn)行碾壓。碾壓過程中的質(zhì)量控制

18、：現(xiàn)場(chǎng)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(yàn)人員在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混合料含水量、均勻度、壓實(shí)度；測(cè)量人員在壓實(shí)過程中跟蹤檢測(cè)標(biāo)高和平整度。、試鋪段碾壓方案的實(shí)施 基層試鋪段混合料的壓實(shí)由2臺(tái)XP302輪胎壓路機(jī)、3臺(tái)XSM222單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)組合，試鋪段的碾壓方案采用兩種碾壓組合對(duì)比和兩種碾壓遍數(shù)對(duì)比，兩種方案均振動(dòng)碾壓四遍后開始檢壓實(shí)度，每壓一遍檢壓實(shí)度一次，直到壓實(shí)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(tái)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(cè)壓實(shí)度直至符合要求（壓實(shí)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(tái)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(tái)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(cè)壓實(shí)度直至符合要求（壓實(shí)度98%）；終壓兩臺(tái)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(duì)比 從試鋪路段的壓實(shí)度跟蹤檢測(cè)情況看，兩種壓實(shí)方案都達(dá)到了預(yù)期效果； 經(jīng)綜合對(duì)比分析，兩種碾壓方案都能達(dá)到壓實(shí)效果，但從現(xiàn)場(chǎng)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(shí)即能夠減輕復(fù)壓時(shí)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(tái)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(chǎng)壓實(shí)度對(duì)比碾壓方案編號(hào)干密度（g/cm3）最大干密度（g/cm3）壓實(shí)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(shí)，防止土工布及塑料薄膜