水泥穩(wěn)定碎石施工質量控制振動擊實法

水泥穩(wěn)定碎石施工質量控制振動擊實法第一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三目錄振動成型法簡介原材料及配合比設計要求施工工藝控制第二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三振動成型法簡介第三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三振動成型法的概念振動成型法是由振動壓實成型機模擬現(xiàn)場振動壓路機，從而確定材料的組成比例、最大干密度及最佳含水量，并對各項性能指標進行檢測的一種水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設計方法。振動成型法得到的壓實效果與振動壓路機非常接近，是能更精確模擬現(xiàn)場壓實方式的室內試驗方法。第四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三傳統(tǒng)設計方法的現(xiàn)狀室內成型方式與現(xiàn)場碾壓方式不匹配在我國，無機穩(wěn)定結合料大部分是按《公路工程無機結合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》(JTJ057-94)的要求采用重型擊實試驗，與工程實際中振動壓路機的壓實不匹配，試驗得出的最大干密度太小，與工程實際差別較大。在水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，由于室內重型擊實成型與室外振動壓實不匹配，造成了兩個嚴重的后果：第五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三一是壓實度超百。在各級檢查及驗收中，不允許壓實度超百，這就迫使施工單位在施工過程中，通過減少壓實遍數(shù)來降低壓實度；二是裂縫嚴重。水泥劑量、細集料含量和含水量是引起水泥穩(wěn)定碎石裂縫的三大因素。由于試件成型方式與現(xiàn)場施工碾壓方式不同，施工單位往往為避免壓實度超百而減少壓實遍數(shù)，造成強度不滿足設計要求，于是為了增加強度便加大水泥劑量。第六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三質量控制指標單一規(guī)范對混合料路用性能要求相對簡單。除原材料性質以外，對混合料只要求7天齡期的飽水無側限抗壓強度達到要求即可，對混合料抗裂能力沒有標準試驗方法和評價指標，進而使得設計或者施工的時候，只注重提高強度，造成片面的強度過大而抗裂能力較差等負面影響。第七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三壓實度標準偏低壓實度達到較高的標準對水泥穩(wěn)定碎石混合料強度、抗裂能力以及抗疲勞能力的提高有顯著的作用。壓實度的增加可以大幅提高半剛性材料強度，并可顯著提高混合料的抗裂能力；另一方面，壓實度的提高可以大大減少水泥穩(wěn)定碎石混合料中的微裂隙，從而提高混合料的抗疲勞能力。第八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三規(guī)范規(guī)定的級配范圍太寬，難以保證工程質量規(guī)范規(guī)定的級配范圍太寬，在此范圍內，不同級配的混合料其力學性能有很大差異，因此不同級配的水泥穩(wěn)定碎石混合料各種力學指標即使全部滿足規(guī)范要求，也很難說明這些混合料具有良好的抗裂性能。第九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三振動成型法的優(yōu)點改變了傳統(tǒng)的重型擊實法和靜壓法，采用更能夠模擬現(xiàn)場壓實方式的振動方法進行室內試驗及檢測。水泥劑量明顯降低，同時強度提高、抗裂能力提高。水泥劑量降低1%~1.5%，強度提高1.5~2倍，相同水泥劑量下，振動成型試件干縮抗裂系數(shù)是靜壓成型條件下的1.5倍。振動成型法設計的半剛性材料密度標準提高1.02~1.03倍。且實際工程經驗表明，用傳統(tǒng)的碾壓方式，在不增加設備投資的情況下，完全可以達到新的設計方法的壓實度要求。第十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三試驗室試件比較傳統(tǒng)設計方法試件振動成型法試件第十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三養(yǎng)生7天后現(xiàn)場取芯比較傳統(tǒng)設計方法基層7天芯樣第十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三原材料及配合比設計要求第十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三原材料水泥水泥穩(wěn)定碎石結構層對原材料要求較高，水泥做為唯一的一種穩(wěn)定劑，其質量尤為重要。為保證水泥穩(wěn)定碎石混合料有足夠的時間來運輸、攤鋪及碾壓，要求水泥應選用初凝時間應大于3小時、終凝時間大于6小時的普通硅酸鹽水泥。強度等級不低于32.5級。水泥在入罐前，必須確認在出爐7天以后，安定性等符合規(guī)范要求。第十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三集料各規(guī)格集料必須滿足《公路路面基層施工技術規(guī)范》JIJ034-2000和設計文件中規(guī)定的物理力學性能要求，并滿足粒徑規(guī)格要求。規(guī)范規(guī)定集料最大粒徑不宜大于37.5mm，一般集料最大粒徑不超過31.5mm。粒徑過大對拌合站、攤鋪機的損害性越大，混合料容易離析。第十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三針片狀含量不大于20%，壓碎值不大于30%，塑性指數(shù)小于6、硫酸鹽含量不宜超過0.25%。粒徑小于0.6mm的顆粒必須做液限和塑性指數(shù)試驗，要求液限小于28%，0~4.75mm料中，0.075mm通過量必須小于15%。水凡飲用水皆可使用，遇到可疑水源，應委托有關部門化驗鑒定。

第十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三配合比組成設計一般規(guī)定水泥穩(wěn)定級配碎石混合料組成設計包括原材料質量檢驗，混合料級配組成設計，確定必需的水泥劑量和混合料的最佳含水量等。原材料試驗包括含水率、集料級配、液限及塑限、碎石針片狀顆粒含量、碎石的壓碎值試驗、水泥強度等級和凝結時間等，必要時應測定有機質含量和硫酸鹽含量?；旌狭显囼灠ㄖ匦蛽魧?、水泥劑量、無側限抗壓強度、延遲時間等。第十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三混合料的設計步驟1）取工地實際使用的不同規(guī)格集料應分別進行水洗篩分，每批石料應取有代表性的石料進行不少于10次篩分，以平均值作為不同規(guī)格集料的篩分結果。級配的走向應選擇靠近中值偏下、靠近級配范圍的下限使礦料級配形成S形曲線，基層4.75mm以上粗集料的含量不低于65%，形成骨架密實型結構，經行室內試驗，待實驗結果出來后確定合適的級配曲線。第十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三取工地使用的水泥，根據確定的級配曲線，按不同水泥劑量分組試驗。結合設計文件，按下列水泥劑量配制：基層用水泥試配劑量：3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%在可能估計合適劑量的情況下，允許將五個不同的劑量的試驗縮減到三個或四個，但不得少于3個劑量，特別不允許采用一個經驗劑量的驗證性設計方法。第十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三2）擊實試驗水泥穩(wěn)定碎石采用振動壓實試驗方法確定各種混合料的最佳含水量和最大干密度，至少應做三個不同水泥劑量混合料的振動壓實試驗，即最小劑量，中間劑量和最大劑量。按規(guī)定壓實度分別計算不同水泥劑量的試件應用有的干密度。第二十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三3）強度試驗按最佳含水量和計算得到的干密度制備試件。進行強度試驗時，平行試驗的試件數(shù)量應符合下表規(guī)定。試件在20±2℃溫度下保濕養(yǎng)生7d，浸水24h后，進行無側限抗壓強度試驗。第二十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三根據設計強度標準，選定合適的水泥劑量，此劑量試件室內試驗結果的平均抗壓強度按下式計算：

R平≥Rd/(1-ZaCv)式中：Ｒ平－平均抗壓強度，MPaＲd－設計抗壓強度，MPaZa－保證率系數(shù)，高速及一級公路保證率95%，其他90%Cv－試驗結果的偏差系數(shù)（以小數(shù)計）。第二十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三按上述試驗結果確定水泥劑量。工地實際采用的水泥劑量應以室內試驗確定的劑量適當?shù)脑黾?，采用集中廠拌法施工，最多不超過0.5。按照混合料組成確定的最佳水泥劑量+0.5％、確定的最佳含水量和最大干密度制作試件，校核標準配合比的7d浸水無側限抗壓強度和試件干密度。第二十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三４）試拌試鋪試鋪段要決定的主要內容如下：①驗證用于施工混合料的配合比a、調試拌和機，分別稱出拌缸中不同規(guī)格的碎石、水泥、水的重量，測量其計量的準確性；b、調整拌合時間，保證混合料均勻性；c、檢查混合料含水量、碎石級配、水泥劑量、7天無側限抗壓強度。第二十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三②確定鋪筑的松鋪寬度和松鋪系數(shù)（約為1.20~1.30）。③確定標準的施工方法a、混合料配比的控制方法；b、混合料攤鋪方法和適用機具；c、含水量的增加和控制方法；d、壓實機械的選擇和組合，壓實的順序，速度和遍數(shù)；e、拌和、運輸、攤鋪和碾壓機械的協(xié)調和配合。第二十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三④確定每一作業(yè)段的合適長度（一般建議50m-80m）。⑤嚴密組織拌和、運輸、碾壓等工序，縮短延遲時間。試鋪段的檢驗頻率應是標準中規(guī)定生產路面的2-3倍。當使用的原材料和混合料、施工機械、施工方法及試鋪路面各檢驗項目的檢測結果都符合規(guī)定，可按以上內容編寫《試鋪總結》，經審批后即可作為申報正式路面施工開工的依據。第二十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三施工工藝控制第二十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三準備工作技術準備：組織拌合站、現(xiàn)場管理人員及施工人員進行技術、安全生產、文明施工等方面的業(yè)務培訓，對施工工藝、質量標準及質量通病的預防措施提出明確要求。測量準備：測量工程師按照具體施工計劃直線段每10m放一中樁、曲線段每5m放一中樁，放樣處用紅布水泥釘做標記，測出相應下承層高程，定點算出結構層松鋪厚度?？v向100m放一根鋼絲繩，每根鋼絲繩一端用鋼釬固定，另一端收緊，中間使用4根5m鋁合金梁控制標高，根據事先算好的定點松鋪厚度，用水平尺確定鋼絲繩或鋁合金梁標高，作為攤鋪機自動找平儀的控制依據。第二十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三設備準備：對所有進入施工現(xiàn)場的設備進行編號，在操作間上標明該設備的操作規(guī)程和操作要求，同時對進入施工現(xiàn)場的設備數(shù)量、性能、型號等進行驗收，不能滿足施工要求的設備必須清出場?，F(xiàn)場準備：用石灰標出兩條邊線，外側培好路肩，路肩內側切成垂直里面，培土高度根據松鋪厚度確定。在內側根據中樁位置，支設木方，以保證邊緣壓實效果。第二十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三第三十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三混合料拌合水泥級配碎石混合料采用集中廠拌連續(xù)生產。拌和前由試驗人員檢查料場內各種集料含水量，換算施工配合比，確定混合料用水量，外加水與天然含水量的總和要略高于最佳含水量，具體加水量根據氣溫、風力和空氣濕度經試驗確定。開始拌合后，試驗人員應按規(guī)定取混合料試樣，檢查混合料級配、含水量及水泥劑量等各項指標，隨時檢查混合料的配比和含水量等是否發(fā)生變化。第三十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三經常檢查拌和樓的拌和質量，保證出料均勻一致，防止粗細粒料離析。試驗人員及拌和樓操作手密切關注混合料顏色、級配，發(fā)現(xiàn)異常立即停止拌和，并查找原因，采取有效的處理措施后再繼續(xù)拌和。拌合站配料第三十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三混合料運輸拌合好的水泥穩(wěn)定碎石應采用較大噸位的自卸汽車運輸，車廂應清理干凈，不得有積水積聚在車廂底部。運輸車接料方式采用前、后、中的方式均勻接料，以減少粗細集料的離析現(xiàn)象。裝料高度不允許超過原車廂板50㎝以防止混合料滿溢。運輸車覆蓋苫布，用以減少運輸過程中水分散失，防止混合料污染，直至卸料時方可取下覆蓋苫布。第三十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三第三十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三運輸車在已完成的鋪筑層上行駛時速度要緩慢，控制在30km/h以內，減少重載車輛對下承層的破壞，以及確保安全行駛。運輸車的運量應較拌合能力、攤鋪速度有所富余。對于基層，施工過程中每臺攤鋪機前方應有運料車2~3輛在等候卸料。開始攤鋪時在施工現(xiàn)場等候卸料的運料車不宜少于5輛。攤鋪機連續(xù)攤鋪時，派專人指揮運料車，在攤鋪機前10~30cm處停住，不得撞擊攤鋪機。卸料過程中，運料車掛空擋，靠攤鋪機推動前進。第三十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三混合料攤鋪鋪筑基層前，應檢查下承層的質量。當下承層質量不符合設計及規(guī)范要求時，應采取有效措施進行處理。清理下承層，適當灑水，保持下承層濕潤。攤鋪機起步前在攤鋪機熨平板下的左中右三處墊放木板，厚度為所需攤鋪的松鋪厚度，用水準儀檢測木板頂面間橫坡，并拉線調整熨平板使其在一直線上。第三十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三采用兩臺攤鋪機梯隊攤鋪，兩機前后相距10~20m，前方攤鋪機標高由鋼絞線和鋁合金梁控制，后方攤鋪機外側標高鋼絲繩控制，內側標高由已攤鋪但未碾壓的結構層表面用自動找平滑靴控制。預先標定攤鋪機行走速度與螺旋布料器轉速的傳動關系，攤鋪過程中，應保持螺旋布料器全范圍內混合料分布均勻，保證在攤鋪機全寬度斷面上不發(fā)生離析。第三十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三設專人對攤鋪完成的混合料中存在的離析集料進行清除，并用新拌混合料找補，避免出現(xiàn)局部松散，強度不足等現(xiàn)象。特別注意與橋頭搭板連接處標高和平整度，攤鋪機無法攤鋪時，派有經驗的技術人員指揮裝載機，配合人工攤鋪。試驗人員每一施工段應取回水泥穩(wěn)定級配碎石集料，壓制試件，測定無側限抗壓強度，確保每一施工段質量合格。第三十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三混合料碾壓壓實設備組合：每臺攤鋪機后面至少配備膠輪壓路機(30T)一臺、振動壓路機(20T以上)2臺，3臺壓路機跟進碾壓。碾壓順序一般為：穩(wěn)壓（1~2遍，以壓實度達到90%為宜）→輕型振動碾壓（2-3遍）→重型振動碾壓（2-3遍）→收光（壓至無輪跡）。第三十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三穩(wěn)壓時，壓路機應緊跟攤鋪機，一次碾壓長度一般為50m~80m，實際長度視試驗段及天氣情況確定。采用膠輪壓路機穩(wěn)壓時，驅動輪面向攤鋪機，碾壓路線及方向不應突然改變而導致混合料產生推移。碾壓時，壓路機應以慢而均勻的速度碾壓，碾壓順序由較低側向較高側逐輪碾壓，每道碾壓與上道碾壓重疊不小于1/3輪寬，壓完全幅(或半幅)為一遍。第四十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三外側培土路肩應同時碾壓，并達到路基壓實標準。內側應緊靠木方碾壓。振動壓路機的振動頻率和振幅應經試驗段試驗確定，并根據混合料種類和層為選用。振動壓路機倒車時應先停止振動，并在向另一方向運動后開始振動，以避免混合料形成鼓包。嚴禁壓路機在已完成或正在碾壓的路段上調頭或急剎車，保證水泥穩(wěn)定碎石表面不受破壞。