水泥稳定碎石基层振动成型法 施工技术指南

1、水泥稳定碎石基层振动成型法 施工技术指南前 言水泥稳定碎石基层沥青路面作为高等级公路典型路面结构,随着交通量及交通荷载的增加,出现了许多严重的早期破坏及结构性破坏。在现有路面结构不变的条件下,通过完善目前的半刚性材料设计方法,设计出性能更为优良的材料来提高路面服务质量,防止出现早期破坏,显然是解决问题的有效途径之一。本指南的主要内容包括:振动法设计半刚性基层材料设计方法、技术指标、施工要求、质量控制要求及质量验收方法和标准等。本指南未提到的技术要求,参照公路路面基层施工技术规范(JTG 034-2004规定执行。目 录1 总 则 (32 术 语 (33 材 料 (43.1一般规定 (43.2碎

2、石 (43.3水泥 (43.4 水 (54混合料组成设计 (54.1 一般规定 (54.2 组成设计 (65施工准备 (75.1 施工设备 (75.2 检测仪器 (85.3 原材料储备 (106 施工管理 (106.1 一般规定 (106.2 下承层处理 (116.3混合料的拌和 (116.4混合料的运输 (126.5混合料的摊铺 (126.6混合料的碾压 (136.7横缝设置 (146.8养生及交通管制 (147、质量管理及检查验收 (157.1 一般规定 (157.2铺筑试验段 (157.3质量管理与检查验收 (16附件A:基层混合料设计方法 (18附件B:试件成型室内试验方法 (18附件

3、C:振动成型压实试验仪仪器说明 (201 总 则1.0.1 为指导使用振动成型法设计的水泥稳定碎石基层施工,特制定本指南。1.0.2 本指南适用于新建和改扩建的高速公路和一级公路的水泥稳定碎石基层施工,其他等级公路可参照执行。1.0.3 本指南规定了振动法设计的水泥稳定碎石基层的材料技术指标、配合比设计方法、施工工艺要求、质量控制要求及验收方法和标准。1.0.4 振动法设计的水泥稳定碎石基层的施工必须有详细的施工组织计划。1.0.5 振动法设计的水泥稳定碎石基层禁止在雨天和气温低于5状态下施工。1.0.6本指南没有特殊规定的,应该遵照交通部发布的行业标准公路路面基层施工技术规范(JTG 034

4、-2004的规定执行。1.0.7 本指南涉及的试验方法应符合交通部现行有关试验规程的规定。2 术 语2.0.1 振动成型法指采用振动成型压实机进行水泥稳定碎石基层材料设计,从材料组成比例的确定到最大干密度及最佳含水量的确定,以及各项性能的检测,均采用振动压实成型试件的方法。2.0.2 激振力振动成型压实机通过偏心块的高速旋转对被压材料施加呈正弦规律变化的振动力。2.0.3 振动频率激振力在1秒内完成周期性变化的次数。3 材 料3.1一般规定3.1.1 水泥稳定碎石基层使用的各种材料运至现场后应取样进行质量检验,经评定合格后方可使用,不得以供应商提供的检测报告或商检报告代替现场检测。3.1.2

5、集料粒径规格以方孔筛为准。3.1.3 水泥储存过程中应注意覆盖,防止雨淋。3.2碎石宜采用反击式破碎机轧制的碎石,进场后按标化工地的要求分档堆放,技术指标应满足表3.2的质量要求。表3.2 基层、底基层用碎石质量要求 3.3水泥3.3.1优先采用普通硅酸盐水泥,矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥也可用于拌制水泥稳定碎石混合料,宜采用R32.5的强度等级,快硬、早强和受潮变质水泥不得使用,水泥稳定碎石用水泥指标应符合表3.3的规定,其中初凝时间不得小于3h、终凝时间宜在6h以上。表3.3 水泥稳定碎石基层和底基层用水泥质量要求 3.3.2 夏季高温作业时,水泥温度不应高于50,否则,应采用降温措

6、施控制混合料的出场温度。3.4 水凡饮用水皆可使用,遇到可疑水源,应委托有关部门化验鉴定。4混合料组成设计4.1 一般规定4.1.1基层混合料配合比设计内容为:根据规定的材料和混合料指标要求,通过试验选取合适的集料和水泥、确定合理的集料配合比例、水泥剂量、混合料的最佳含水量和最大干密度。4.1.2 水泥稳定碎石基层必须达到强度要求,应具有足够的强度和稳定性、较小的收缩(温缩及干缩变形和较强的抗冲刷能力,而且应该保证具有良好的施工和易性 (集料离析较小。4.1.3水泥稳定碎石基层配合比设计按无侧限抗压强度试验方法确定满足设计要求的配合比。4.1.4 本指南进行水泥稳定碎石基层的配合比设计时,采用

7、振动试验方法成型试件,并以振动成型试件的最大干密度作为标准密度。4.1.5 按照本指南设计的水泥稳定碎石基层,其混合料结构状态为骨架密实型。4.2 组成设计4.2.1水泥稳定碎石混合料其技术性能应满足表4.2.1的要求。表4.2.1 水泥稳定碎石技术性能要求 4.2.2 各种碎石应分别进行水洗筛分,碎石的组成比例和级配范围应满足表4.2.2的要求。表4.2.2 水泥稳定碎石基层、底基层级配范围要求 4.2.3水泥稳定碎石配合比设计步骤4.2.3.1 取工地使用的符合前述要求的水泥和确定的合成级配碎石,按不同水泥剂量(按设计要求,分别选取45个剂量,用振动试验法分别确定各剂量混合料的最佳含水量和

8、最大干密度。4.2.3.2 以不同水泥剂量,分别根据振动试验法确定的最佳含水量和98%的最大干密度,拌制水泥稳定碎石混合料,并按振动成型方法制备规定数量试件,在标准条件下养生6d,浸水24h后取出,测定不同水泥剂量下混合料的无侧限抗压强度。4.2.3.3 水泥稳定碎石7d浸水无侧限抗压强度代表值R代不小于设计值,水泥剂量不得大于建议最大水泥剂量。4.2.3.4 根据拌和楼稳定性、试件抗压强度及表5.2.1论证地选取符合强度要求的最佳配合比作为水泥稳定碎石的生产配合比,经监理审批进行试验路段铺筑。4.2.4 为减少基层裂缝,应做到三个限制:在满足设计强度的基础上限制水泥用量;在合成级配满足要求的

9、同时限制细料、粉料用量(合成级配中小于0.075mm 颗粒含量宜不大于5%;根据施工时气候条件限制含水量。4.2.5在规定的水泥剂量范围内,强度如达不到设计要求,应采取调整级配和更换料源等措施,不得单纯采用提高水泥剂量的方式。设计水泥剂量如超出规定范围,必须报建设单位审批,并报备厅路面督查组。4.2.6 生产配合比进行调试时,应根据施工时的气候条件,通过试验确定混合料拌制用水量。5施工准备5.1 施工设备5.1.1 要求路面施工单位配备足够的拌和、运输、摊铺、压实等施工设备和配件,开工前做好保养、试机工作,尽量避免在施工期间发生有碍施工进度和质量的故障。水泥稳定碎石基层、底基层施工的主要机械设

10、备配备要求如下:(1 拌和楼 应配置产量大于400t/h的拌和楼,并与实际摊铺能力相匹配。为使混合料拌和均匀,拌缸要满足一定长度。至少要有五个进料斗,料斗上口必须安装钢筋网盖,筛除超出粒径规格的集料及杂物,料斗之间用挡板隔开,防止规格集料混杂。拌和楼的用水应配有大容量的储水箱。料斗、水箱、罐仓都要求装配高精度电子动态计量器,电子动态计量器应经有资质的计量部门进行计量标定后方可使用。(2 摊铺机 应根据路面底基层、基层的宽度、厚度,选用合适的摊铺机械。施工时应采用两台摊铺机梯队作业。要求两台摊铺机功能一致,最好为同一机型,而且机型较新,功能较全,以保证路面基层厚度一致,完整无缝,平整度好。(3

11、压路机 压路机的吨位和台数必须与拌和楼及摊铺机生产能力相匹配,至少应配备自重20t以上的振动压路机3台和轮胎压路机1台,从加水拌和到碾压终了的时间不超过水泥初凝时间,保证施工正常进行。(4 自卸汽车、装载机、洒水车,数量应与拌和设备、摊铺设备、压路机相匹配。(5 水泥钢制罐仓 由拌和楼生产能力决定其容量(1个80-100t或2个50t,罐仓内应配有水泥破拱器,以免水泥起拱停流。5.1.2 各种施工机械宜有备用设备及配件,其数量至少应满足每个工点、每日连续正常生产及工期要求,以保证施工始终处于一个正常连续的作业状态,确保铺筑质量。5.2 检测仪器5.2.1 开工前要求加强对拌和楼、检测仪器等设备

12、的标定工作,监理、建设单位必须对标定情况进行检查、核验,确保拌和及检测数据真实可靠。5.2.2 施工过程中应加强对拌和楼、检测仪器等设备的检修、维护,以便能及时发现设备出现的问题。对拌和楼筛网应经常进行检查,发现堵塞和破损现象应及时清理和更换,以便更好地控制配合比。基层集料加工场的石料破碎机必须配备振动预筛喂料装置(筛网长度不小于2m,以减少集料中的泥土含量。5.2.3 施工前应对施工机具进行全面检查、维修、调试,以保证设备处于良好的状态。5.2.4 路面施工单位基层和底基层工地试验室应按表5.2.4配备检测仪器。表5.2.4 基层和底基层工地试验室主要检测仪器配备标准 5.3 原材料储备5.

13、3.1 承包人进场后,应抓紧进行集料料源情况的调查工作,规格集料及合成集料级配必须符合规范及设计的级配要求。根据实际情况,基层、底基层集料宜按粒径16(9.531.5mm、4.7516(9.5mm、2.364.75mm、02.36mm四种规格分档备料。经试验检测合格,拌和场建设完成后,应抓紧备料工作;底基层、基层施工之前,拌和场必须备足集料,并确保能满足连续施工要求。5.3.2 承包人应与水泥供应商签订供货合同,对双方的责任和义务、供应时间、供应数量等事项进行明确。5.3.3 材料应按标准化工地建设要求堆放。6 施工管理6.1 一般规定6.1.1底基层施工前,应进行路基质量检查,其质量应符合规

14、范要求。6.1.2为保证水泥稳定碎石基层边缘压实度,要求在基层边缘采用型钢模板支撑,且应有一定超宽(碾压到边缘30cm范围,以10cm/次向外推进。6.1.3下层基层施工结束至少7d并达到设计强度后,方可进行上层基层的施工。两层基层施工间隔不宜长于30d。6.1.4施工时,应合理安排施工顺序和计划,同一路段左右幅施工时间尽可能错开,避免养生期间通车现象的发生。养生完成的路段也应对施工车辆的通行进行控制。6.1.5正常路段的底基层、基层每天应连续施工,尽量减少施工接缝,桥头施工要求一次成型。6.1.6底基层表面高出设计标高部分应予刮除并将刮下的稳定碎石扫出路外;局部低于设计标高之处,不能进行贴补

15、,必须将其挖除重铺。6.2 下承层处理6.2.1每一层基层施工前,应检查下一结构层施工质量(高程、中线偏位、宽度、横坡度、平整度、反射裂缝、压实度、月沉降速率等,外观检查中,有松散、严重离析等路段,应进行返工处理。对于一般裂缝应作相应封闭处理,裂缝严重路段应作返工处理。6.2.2清除下一结构层表面的浮土、积水等,摊铺前将下承层表面洒水(或水泥浆湿润。6.2.3摊铺前要进行测量放样,按摊铺机宽度与传感器间距,一般在直线上间隔为10m,在平曲线(匝道上为5m,做出标记,并打设好厚度控制线支架,根据松铺系数算出松铺厚度,决定控制线高度,挂好控制线。用于摊铺机摊铺厚度控制线钢丝的拉力应不小于800N。

16、6.3混合料的拌和6.3.1 开始拌和前,拌和场的备料应至少能满足35d的摊铺用料。6.3.2 每天开始搅拌前,应检查场内各处集料的含水量,计算当天的施工配合比,外加水与天然含水量的总和宜比最佳含水量高1%左右。随时在线检查配比、含水量是否变化。高温作业时,早晚与中午的含水量要有区别,要按温度变化及时调整。6.3.3每天开始搅拌之后,按规定取混合料试样检查级配和水泥剂量;同时,在充分估计施工富余强度时要从缩小施工偏差入手,不得以提高水泥用量的方式提高路面基层强度。6.3.4 拌和楼应配备带活门漏斗的料仓,成品混合料先装入料仓内,由漏斗出料装车运输,装车时车辆应前后移动,分三次装料,避免混合料离

17、析。出料不得采取自由跌落式的落地成堆、装载机装料运输的办法。6.4混合料的运输6.4.1运输车辆在每天开工前,应检验其完好情况,装料前应将车厢清洗干净。运输车辆数量应满足拌和出料与摊铺需要,并略有富余。6.4.2应尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场。车上的混合料应覆盖,减少水分损失。如运输车辆中途出现故障,必须立即以最短时间排除;当车内水泥稳定碎石混合料不能在水泥初凝时间内运到工地摊铺压实,必须予以废弃。6.5混合料的摊铺6.5.1 摊铺前应检查摊铺机各部分运转情况,且每天应坚持重复此项工作。6.5.2调整好传感器臂与控制线的关系,严格控制基层厚度和高程。基层最大压实厚度不宜大于25cm,当压实

18、厚度大于25cm时应分二层摊铺,6.5.3摊铺机应连续摊铺。如拌和楼生产能力较小,宜采用最低速度摊铺,摊铺机不得停机待料。摊铺机的摊铺速度宜控制在2-3m/min。6.5.4基层路幅较宽时应采用两台摊铺机梯队作业,并保证其速度、摊铺厚度、路拱坡度、振动频率等一致,两机摊铺接缝平整。6.5.5 摊铺机的螺旋布料器至少应有三分之二埋入混合料中。6.5.6摊铺机在安装、操作时应采取如降低布料器前挡板的离地高度等混合料防离析措施,摊铺机后应设专人消除离析现象,铲除局部粗集料“窝”,并用新拌混合料填补。6.6混合料的碾压6.6.1每台摊铺机后面,应紧跟双钢轮压路机、振动压路机和轮胎压路机进行碾压,一次碾

19、压长度宜为50 m80 m。碾压段落应层次分明,设置明显的分界标志,有专人指挥。6.6.2碾压程序和碾压遍数应通过试验路段确定。碾压必须遵循试验路段确定的程序与工艺,驱动轮朝向摊铺机方向,由路边向路中、先轻后重、低速行驶碾压的原则,避免出现推移、起皮和漏压的现象。压实时,遵循初压(遍数适中,压实度达到90%轻振动碾压重振动碾压终压的程序,压至无轮迹为止。注意初压要充分,振压不起浪、不推移。碾压设备组合及程序建议如下:初压:采用轻型钢轮振动压路机与轮胎压路机一前一后组合,同进同退,各静压1遍;轻振动碾压:采用轻型钢轮振动压路机与轮胎压路机一前一后组合,同进同退,各振动1遍;重振动碾压:20吨以上

20、重型振动压路机碾压不少于4遍;终压:钢轮压路机静压1遍。压路机碾压时应重叠1/2轮宽。碾压过程中,可用核子仪初查压实度,不合格时,重复再压(注意检测压实时间。碾压完成后用灌砂法检测压实度。6.6.3压路机倒车应自然停车,无特殊情况,不许刹车;换挡要轻且平顺,不要拉动基层。在第一遍初步稳压时,倒车后应原路返回,换挡位置应在已压好的段落上,在未碾压的一头换挡倒车位置错开,要成齿状,出现个别拥包时,应进行铲平处理。6.6.4压路机碾压时的速度,第l2遍为1.51.7km/h,以后各遍应为1.8 2.2km/h。压路机须增设限速装置。6.6.5压路机停车要错开,相隔间距不小于3m,应停在已碾压好的路段

21、上。6.6.6严禁压路机在刚完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车。6.6.7碾压宜在水泥初凝前及试验确定的延迟时间内完成,达到要求的压实度,同时没有明显的轮迹。6.7横缝设置6.7.1水泥稳定碎石混合料摊铺时,应连续作业,如因故中断时间超过2h,则应设横缝;每天收工之后,第二天开工的接头断面也要设置横缝;应特别注意桥头搭板前基层的碾压质量。6.7.2横缝应与路面车道中心线垂直设置,接缝断面应是竖向平面。其设置方法为:(1压路机碾压完毕,沿端头斜面开到下承层上停机。(2下一段落施工前应将压路机沿斜面开到已经施工的基层上,用三米直尺纵向放在接缝处,定出基层面离开三米直尺的点作为接缝位置,沿横向断面

22、垂直挖除坡下部分混合料,清理干净后,摊铺机从接缝处起步摊铺。(3压路机沿接缝横向碾压,由前一天压实层上逐渐推向新铺层,碾压完毕再纵向正常碾压。6.7.3碾压完毕,接缝处纵向平整度应符合规范规定。6.8养生及交通管制6.8.1每一段碾压完成以后应立即进行质量检查,并开始养生。6.8.2养生方法应将透水无纺土工布湿润,然后人工覆盖在碾压完成的基层顶面。覆盖2h后,再用洒水车洒水。在养生期内应保持基层处于湿润状态。养生结束后,应将覆盖物清除干净。6.8.3用洒水车洒水养生时,洒水车的喷头要用喷雾式,不得用高压式喷管,以免破坏基层结构,每天洒水次数应视气候而定,整个养生期间应始终保持基层表面湿润。6.

23、8.4基层养生期不应少于7d。6.8.5 在养生期间应采取硬隔离措施封闭交通，严格禁止施工车辆通行。 6.8.6 养护完成的半刚性基层（底基层）上禁止一切超载车辆通行，同时应采取 措施避免车辆集中快速行使，以保护基层（底基层）骨料不受破坏。 7、质量管理及检查验收 7.1 一般规定 7.1.1 基层水泥剂量的测定用料应在拌和楼拌和后取样，并立即(一般规定小于 10min送到工地试验室进行滴定试验。 7.1.2 水泥用量每天应进行总量控制检测。记录每天的实际水泥用量、碎石用量 和实际工程量，对比计算水泥剂量的一致性。 7.1.3 基层的质量应满足公路工程质量检验评定标准 （JTG F80/120

24、04）及 设计文件要求。要注重对基层表面裂缝的检查，掌握裂缝的位置、数量和长度，并 按要求进行处理。 7.2 铺筑试验段 7.2.1 基层正式开工之前，应先进行试验路段施工。 7.2.2 试验段应选择在经验收合格的路基 （底基层） 上进行， 其长度为 300m600m 左右，采用拌和楼拌和，两台摊铺机梯队摊铺，一次碾压密实。拌和、摊铺、碾压 各道工序的要求按本本指南和现行公路路面基层施工技术规范(JTJ034 2000进行。 7.2.3 试验段质量检验标准按现行公路工程质量检验评定标准 （JTG F80/1 2004）和设计文件执行，检验频率应是标准中正常施工时的 23 倍。 7.2.4 试验

25、段铺筑应由有关各方共同参加，及时商定有关事项，明确试验结论。 15 7.2.5 试验段铺筑主要内容 1、验证用于施工的混合料配合比。 2、确定铺筑的松铺厚度和松铺系数。 3、确定标准施工方法。 4、确定每一碾压作业段的合适长度。 5、严密组织拌和、运输、碾压等工艺流程，缩短拌和到碾压完成时间。 6、质量检验内容、检验频率及检验方法。 7、试铺路面质量检验结果。 7.2.6 当使用的原材料和混合料、施工机械、施工方法及试验路段各检验项目的 检测结果都符合规定，可按以上内容编写试验路段总结报告试验路段总结报 。 告中应明确混合料试件 7d 无侧限抗压强度的上下限和水泥用量上下限，经监理 工程师审批后即可作为申报正式路面施工开工的依据。 试验路段总结报告经批 准后，混合料级配、水泥剂量不得进行改变，因特殊原因要调整时，应重新进行混 合料组成设计和试验路段验证，并报经监理工程师审批。 7.3 质量管理与检查验收 7.3.1 基层必须在得到开工令后方可开工。 7.3.2 施工单位在施工过程中应随时对施工质量进行自检。监理工程师应按规定 要