抗裂型水泥稳定级配碎石基层大厚度施工技术研究

1、抗 裂 型 水 泥 稳 定 级 配 碎 石 基 层抗 裂 型 水 泥 稳 定 级 配 碎 石 基 层大厚度施工技术研究大厚度施工技术研究（技术报告）（技术报告） 2015-02报告内容l 1.研究工作概述研究工作概述l 2. 抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究l 3.大厚度水泥稳定级配碎石基层施工技术研究大厚度水泥稳定级配碎石基层施工技术研究l 4. 质量控制与验收评价方法研究质量控制与验收评价方法研究l 5.工程应用工程应用 l 6.技术经济综合分析技术经济综合分析 l 7.结论结论1.研究工作概述课题参与单位及分工：课题参与单位及分工： 河南省豫淮高速公路

2、有限公司河南省豫淮高速公路有限公司 重庆鹏方路面工程技术研究院重庆鹏方路面工程技术研究院 重庆交通大学重庆交通大学负责项目的组织、协调，负责项目的组织、协调，提出技术提出技术要求、要求、进度要求进度要求负责技术调研与资料收集、负责技术调研与资料收集、原材料原材料与混合料室内试验与与混合料室内试验与数据分析、数据分析、现场现场施工方法、施工方法、工艺与参数的研究、工艺与参数的研究、现场现场技术指导技术指导工作进程：工作进程： 从略从略研究目标1、通用压路机能否将厚层水泥碎石基层压实？压实 度是多大？2、是否存在上密下松现象？3、如何保证质量、提高质量？4、厚度相同，一次厚层压实与分层压实的相比，

3、抗疲劳性能如何？相差多少？5、将试验方法、材料设计方法、施工技术、质量控制与验收方法等内容整合，编写一个工法。2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究2.1 振动压实仪振动压实仪振动压实的振动压实的原理原理：振动作用下，如被压实物料中相邻固体粒子的质量不同，：振动作用下，如被压实物料中相邻固体粒子的质量不同，则粒子产生的惯性力不等，粒子将发生相对位移直至达到稳定状态。则粒子产生的惯性力不等，粒子将发生相对位移直至达到稳定状态。 图图2-1 振动压实仪振动压实仪 振动压实效果的主要影响因素振动压实效果的主要影响因素2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究振动压实仪振动压实仪 振动频率振动频率 振幅振

4、幅 振动质量振动质量 机械结构机械结构 振动参数振动参数 结构参数结构参数 材料因素材料因素 碾压工艺碾压工艺 碾压层厚度碾压层厚度 碾压遍数碾压遍数 地基和下承层强度地基和下承层强度本项目选用的振动压实成型仪主要工作参数如下：本项目选用的振动压实成型仪主要工作参数如下：振动频率：振动频率：30HZ； 振幅：振幅：025mm；静面压力：静面压力：2500N；激振力：；激振力：9000N振动压实试验方法改进与创新振动压实试验方法改进与创新2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究特点特点 可以用于振动压实仪可以用于振动压实仪的校准；的校准； 压实功与重型击实法压实功与重型击实法的相当；的相当；与现行

5、试验规程中的与现行试验规程中的方法不同，规程中的方方法不同，规程中的方法有错误。法有错误。 如何合理确定振动时如何合理确定振动时间？间？ 确定最大干密度、最确定最大干密度、最佳含水量试验方法；佳含水量试验方法； 抗压强度试件制作方抗压强度试件制作方法；法；应用于淮息、淮固工程。传授与参建各方的技术人员。应用于淮息、淮固工程。传授与参建各方的技术人员。列于工法中。列于工法中。2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究2.2水泥稳定级配碎石级配范围优化水泥稳定级配碎石级配范围优化级配类型级配类型通过下列筛孔（通过下列筛孔（mm）的质量百分率（）的质量百分率（%）37.531.526.519.09.50

6、4.752.360.60.075底基层底基层基层基层上限上限10010089573927153.5下限下限100907247291780底基层底基层上限上限10010086624233153.5下限下限100956844271880表表2-1水泥稳定碎石级配优化范围水泥稳定碎石级配优化范围 行业技术规范中的范围吸纳了以往的相关成果。本范围比规范中的更优。2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究2.3 水泥稳定级配碎石配合比优化设计应用研究水泥稳定级配碎石配合比优化设计应用研究 底基层底基层 底基层水泥稳定级配碎石混合料配合比优化设计试验研究共选取11种级配，级配D-1至级配D-6集料最大粒径为3

7、1.5mm；级配D-7至级配D-11集料最大粒径为37.5mm。 特点：取天南地北的原材料试验研究；大样本；并应用于实体工程。2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究筛孔筛孔（mm）质量通过百分率（）质量通过百分率（）建议级配建议级配范围上限范围上限建议级配建议级配范围下限范围下限D-1D-2D-3D-4D-5D-631.5100.0100.0100.0100.0100.0100.010010026.595.297.997.496.299.699.5100901980.883.386.481.087.576.589729.552.552.750.354.257.856.457474.7532.4

8、33.931.330.637.931.739292.3627.024.422.324.921.217.627170.610.112.19.613.68.39.01580.0753.22.63.42.23.54.33.50表表2-2 底基层水泥稳定级配碎石混合料（底基层水泥稳定级配碎石混合料（最大粒径最大粒径31.5mm）级配设计）级配设计 2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究图图2-2 底基层水泥稳定级配碎石混合料级配设计（底基层水泥稳定级配碎石混合料级配设计（最大粒径最大粒径31.5mm）曲线图）曲线图2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究表表2-3 底基层水泥稳定级配碎石混合料（底基层水

9、泥稳定级配碎石混合料（最大粒径最大粒径37.5mm）级配设计）级配设计 筛孔筛孔（mm）质量通过百分率（）质量通过百分率（）建议级建议级配范围配范围上限上限建议级建议级配范围配范围下限下限D-7D-8D-9D-10D-1137.599.510010010099.910010031.596.797.098.299.495.9100951981.483.984.579.081.286689.557.352.555.257.855.062444.7533.834.832.433.133.042272.3618.627.025.524.829.233180.610.612.612.413.814.51

10、580.0751.60.90.60.81.03.502.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究图图2-3 底基层水泥稳定级配碎石混合料级配设计（底基层水泥稳定级配碎石混合料级配设计（最大粒径最大粒径37.5mm）曲线图）曲线图2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究表表2-4 最大干密度和最佳含水量最大干密度和最佳含水量级配级配水泥剂量水泥剂量（%）重型击实法重型击实法振动压实法振动压实法最佳含水量最佳含水量（%）最大干密度（最大干密度（g/cm3）最佳含水量最佳含水量（%）最大干密度最大干密度（g/cm3）D-13.54.82.3424.32.412D-23.54.12.4213.92.501D-

11、33.54.52.3504.42.418D-43.54.72.3454.52.404D-53.04.52.3244.12.399D-63.04.22.3194.02.395D-73.54.52.3634.42.453D-83.54.82.3514.72.420D-93.54.42.3544.32.425D-103.54.52.3614.32.427D-113.54.82.3504.62.4352.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究表表2-5 7d无侧限抗压强度无侧限抗压强度级配级配水泥剂量（水泥剂量（%）7d无侧限抗压强无侧限抗压强度均值度均值（MPa）偏差系数偏差系数CV (%)95%概率的

12、强度值概率的强度值Rc0.95（MPa）D-13.57.84.47.2D-23.58.64.68.0D-33.58.19.46.5D-43.55.36.24.9D-53.08.210.26.8D-63.08.29.17.0D-73.56.68.45.7D-83.55.57.15.1D-93.56.89.55.8D-103.56.86.76.0D-113.56.111.44.9大样本统计结果最大粒径mm 抗压强度MPa比较37.55.5100%31.56.7122%结论：水泥3 3.5%，强度5 8MPa；振动压实法与重型击实法+静压法相比，密度提高1.02 1.03倍，强度提高约2倍，抗压模量

13、提高10%，收缩减小50%。大粒径的水泥碎石性能相对差。2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究 基层基层 基层水泥稳定级配碎石混合料配合比优化设计试验研究共选取10组级配，分别用级配J-1 J-10 表示 。 2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究表表2-6 基层水泥稳定级配碎石混合料级配设计基层水泥稳定级配碎石混合料级配设计 筛孔筛孔（mm）质量通过百分率（）质量通过百分率（）建议建议上限上限建议建议下限下限J-1J-2J-3J-4J-5J-6J-7J-8J-9J-1031.5100 100 100100 100 100100100100 10010010026.596.195.297.99

14、7.4 96.9 94.599.198.299.6 98.6100901980.880.883.386.4 79.4 81.286.082.986.1 76.789729.552.752.552.750.3 56.0 49.153.249.253.1 52.057474.7534.532.433.931.3 33.9 31.330.232.732.1 31.539292.3620.827.0 24.422.3 19.2 24.323.925.617.1 25.127170.611.010.112.19.6 7.9 14.813.611.16.7 14.71580.0752.83.22.63.4

15、 3.5 1.00.90.42.9 1.03.502.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究图图2-4 基层水泥稳定级配碎石混合料级配设计曲线图基层水泥稳定级配碎石混合料级配设计曲线图2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究表表2-7 最大干密度和最佳含水量最大干密度和最佳含水量级配级配水泥剂量水泥剂量（%）重型击实法重型击实法振动压实法振动压实法最佳含水量最佳含水量（%）最大干密度（最大干密度（g/cm3）最佳含水量最佳含水量（%）最大干密度（最大干密度（g/cm3）J-13.54.92.3404.62.400J-23.54.82.3424.32.412J-33.54.12.4213.92.501

16、J-44.04.42.420J-53.54.02.3104.02.397J-64.04.42.3833.92.451J-74.04.62.4024.02.462J-84.04.62.3544.22.442J-93.54.54.12.388J-104.04.42.3774.12.4622.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究表表2-8 7d无侧限抗压强度无侧限抗压强度级配级配水泥剂量水泥剂量（%）7d无侧限抗压强无侧限抗压强度均值（度均值（MPa）偏差系数偏差系数CV (%)95%概率的强度概率的强度值值Rc0.95（MPa）J-13.57.46.65.0J-23.58.34.27.7J-33.5

17、8.64.68.0J-44.08.45.77.6J-53.511.07.79.6J-64.08.08.16.9J-74.07.76.66.9J-84.06.97.96.0J-93.59.27.78.1J-104.07.27.26.4振动法成型试件无侧限抗压强度平均值为振动法成型试件无侧限抗压强度平均值为8.3MPa 2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究2.4 振动压实法对水泥稳定级配碎石混合料路用性能的振动压实法对水泥稳定级配碎石混合料路用性能的影响影响 最佳含水量和最大干密度最佳含水量和最大干密度 采用振动压实法所得到最佳含水量是重型击实最佳含水量采用振动压实法所得到最佳含水量是重型击实最

18、佳含水量的的0.91.0倍，最大干密度是重型击实的倍，最大干密度是重型击实的1.0261.036倍，倍，即即振动压实振动压实=（1.0261.036）重型击实。重型击实。2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究级配级配水泥剂水泥剂量（量（%）振动压实振动压实/重型击实重型击实级配级配水泥剂水泥剂量（量（%）振动压实振动压实/重型击实重型击实最佳含水量最佳含水量（%）最大干密度最大干密度（g/cm3）最佳含水量最佳含水量（%）最大干密度最大干密度（g/cm3）D-13.50.8961.030J-13.50.9391.026D-23.50.9511.033J-23.50.8961.030D-33.5

19、0.9781.029J-33.50.9511.033D-43.50.9571.025J-44.0D-53.00.9111.032J-53.51.0001.036D-63.00.9521.033J-64.00.8861.032D-73.50.9781.038J-74.00.8701.025D-83.50.9791.029J-84.00.9131.037D-93.50.9771.030J-93.50.911D-103.50.9561.028J-104.00.9321.036D-113.50.9581.036表表2-9 振动压实法与重型击实法所确定的最佳含水量和最大干密度结果比对振动压实法与重型击实

20、法所确定的最佳含水量和最大干密度结果比对 2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究静压法试件剖面振动法试件剖面 以振动压实法所成型的试件结构均匀，粗集料分布均匀以振动压实法所成型的试件结构均匀，粗集料分布均匀且紧密排列，粗集料间隙被细集料及胶结料密实填充且紧密排列，粗集料间隙被细集料及胶结料密实填充 2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究2.5大厚度水泥稳定级配碎石基层耐久性研究大厚度水泥稳定级配碎石基层耐久性研究 路面力学分析路面力学分析 结构层结构层厚度厚度(cm)抗压回弹模量抗压回弹模量(MPa)泊松比泊松比沥青上面层沥青上面层414000.30沥青中面层沥青中面层612000.30沥青下

21、面层沥青下面层810000.30水稳碎石上基层水稳碎石上基层2015000.25水稳碎石下基层水稳碎石下基层1515000.25石灰土底基层石灰土底基层207000.30土基土基400.35表表2-10 路面结构计算参数比对路面结构计算参数比对 2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究表表2-11 标准轴载标准轴载BZZ-100各项参数各项参数 标准轴载名称标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称标准轴载名称BZZ-100标准轴载标准轴载P(KN)100单轮当量圆直径单轮当量圆直径d（cm）21.3轮胎接地压力轮胎接地压力p(MPa)0.7两轮中心距（两轮中心距（cm）1.5d2.抗裂型水泥稳定级

22、配碎石路用性能研究 根据已给定的路面结构，将水泥稳定碎石上基层根据已给定的路面结构，将水泥稳定碎石上基层（20cm）和水泥稳定碎石下基层（）和水泥稳定碎石下基层（15cm）层间处于完）层间处于完全连续状态时的受力状况设定为大厚度铺筑所对应的力全连续状态时的受力状况设定为大厚度铺筑所对应的力学特征；将层间处于半连续、完全滑动状态时的受力状学特征；将层间处于半连续、完全滑动状态时的受力状况设定为分层铺筑所对应的力学特征。在标准轴载作用况设定为分层铺筑所对应的力学特征。在标准轴载作用下，分别选取三条路径：荷载作用中心、荷载内边缘和下，分别选取三条路径：荷载作用中心、荷载内边缘和双轮隙中心双轮隙中心

23、。2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究位置位置层底横向拉应力层底横向拉应力（MPa）层底纵向拉应力层底纵向拉应力（MPa）竖向剪应力竖向剪应力（MPa）层底竖向压应力层底竖向压应力（MPa）上基层底上基层底轮胎中心轮胎中心-0.0010.013-0.028-0.10轮胎内边缘轮胎内边缘-0.0050.015-0.007-0.105双轮中间双轮中间-0.0060.0150-0.104下基层底下基层底轮胎中心轮胎中心0.0700.082-0.012-0.026轮胎内边缘轮胎内边缘0.0760.086-0.004-0.029双轮中间双轮中间0.0770.0860-0.029表表2-12 层间处于完

24、全连续状态时的受力状况层间处于完全连续状态时的受力状况 2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究位置位置层底横向拉应力层底横向拉应力（MPa）层底纵向拉应力层底纵向拉应力（MPa）竖向剪应力竖向剪应力（MPa）层底竖向压应力层底竖向压应力（MPa）上基层底上基层底轮胎中心轮胎中心0.078 0.117-0.010-0.106轮胎内边缘轮胎内边缘0.0750.125-0.004-0.110双轮中间双轮中间0.0720.1250-0.110下基层底下基层底轮胎中心轮胎中心0.0650.077-0.015-0.036轮胎内边缘轮胎内边缘0.0700.081-0.005-0.040双轮中间双轮中间0.0

25、700.0820-0.040表表2-13 层间处于半连续状态时的受力状况层间处于半连续状态时的受力状况 2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究位置位置层底横向拉应力层底横向拉应力（MPa）层底纵向拉应力层底纵向拉应力（MPa）竖向剪应力竖向剪应力（MPa）层底竖向压应力层底竖向压应力（MPa）上基层底上基层底轮胎中心轮胎中心0.2020.2560-0.106轮胎内边缘轮胎内边缘0.2070.2700-0.110双轮中间双轮中间0.2050.271-0.06-0.110下基层底下基层底轮胎中心轮胎中心0.0360.049-0.017-0.047轮胎内边缘轮胎内边缘0.0400.052-0.006

26、-0.051双轮中间双轮中间0.0410.0530-0.052表表2-14 层间处于完全滑动状态时的受力状况层间处于完全滑动状态时的受力状况 荷载作用下的轮胎中心、边缘和双轮中心分别在三种层荷载作用下的轮胎中心、边缘和双轮中心分别在三种层间结合状态下其所反映的力学特征规律是相同的，故仅选间结合状态下其所反映的力学特征规律是相同的，故仅选取双轮中间点进行分析。取双轮中间点进行分析。 2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究层底横向拉应力对比图 层底纵向拉应力对比图 层底竖向压应力对比图 2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究 当半刚性基层间接触状态由完全连续状态转变为当半刚性基层间接触状态由完全连

27、续状态转变为半连续状态再到完全滑动状态时，上基层底部和下基层半连续状态再到完全滑动状态时，上基层底部和下基层底部在横向应力、纵向应力以及竖向应力都有不同的变底部在横向应力、纵向应力以及竖向应力都有不同的变化，其中化，其中上基层底部水平拉应力变化较为显著，上基层底部水平拉应力变化较为显著，随着层随着层间接触状态由完全连续到完全滑动而急剧增大，易导致间接触状态由完全连续到完全滑动而急剧增大，易导致上基层出现裂缝和疲劳破坏上基层出现裂缝和疲劳破坏。采用大厚度铺筑水泥稳定碎石基层，层间界面数减少。采用大厚度铺筑水泥稳定碎石基层，层间界面数减少。相对于相对于“多层薄层叠合板多层薄层叠合板”，一次性成型的

28、厚板的抗疲，一次性成型的厚板的抗疲劳断裂能力大幅度提高。劳断裂能力大幅度提高。 2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究选用选用UTM14P型四分点加载疲劳试验机，试验采用恒应力控制模式型四分点加载疲劳试验机，试验采用恒应力控制模式，取应力比为，取应力比为0.3，荷载频率，荷载频率10HZ，试验时将疲劳试验机至于环境箱，试验时将疲劳试验机至于环境箱中，环境设为中，环境设为25， 9平行试验平行试验。疲劳特性研究疲劳特性研究 模拟试验验证模拟试验验证2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究整层整层压实压实成型成型试件编号试件编号12345荷载作用次数荷载作用次数9987668638673987368

29、92647368739试件编号试件编号678910荷载作用次数荷载作用次数952738673975974726875643统计分析统计分析均值均值SCvnRc0.9577776024243031.29378962分层分层压实压实成型成型试件编号试件编号12345荷载作用次数荷载作用次数46523190347975841274试件编号试件编号678910荷载作用次数荷载作用次数485346273987统计分析统计分析均值均值SCvnRc0.954206178942.571262表表2-17 水泥稳定碎石整层与分层压实成型试件疲劳试验水泥稳定碎石整层与分层压实成型试件疲劳试验 水泥稳定碎石混合料疲

30、劳试验的变异性较大，整层和分层成水泥稳定碎石混合料疲劳试验的变异性较大，整层和分层成型的试件其变异系数分别为型的试件其变异系数分别为31.2%和和42.5%。在恒定的应力比下整。在恒定的应力比下整层压实成型试件的疲劳次数是分层压实成型试件的层压实成型试件的疲劳次数是分层压实成型试件的185倍。倍。2.抗裂型水泥稳定级配碎石路用性能研究小结：小结： 以振动压实法为试验手段，以水泥稳定级配碎石路用性能为依以振动压实法为试验手段，以水泥稳定级配碎石路用性能为依据，通过系统试验研究和大量的工程实践验证，优化出水泥稳定据，通过系统试验研究和大量的工程实践验证，优化出水泥稳定级配碎石底基层和基层用级配范围

31、。级配碎石底基层和基层用级配范围。振动压实法所得的最大干密度是重型击实的振动压实法所得的最大干密度是重型击实的1.021.03倍，即倍，即振动压实振动压实=（1.021.03）重型击实；最佳含水量相当。重型击实；最佳含水量相当。振动压实试件强度是静压法试件强度的振动压实试件强度是静压法试件强度的2倍。倍。整层成型试件的疲劳寿命是分层成型的整层成型试件的疲劳寿命是分层成型的185倍。倍。以振动压实法所成型的试件结构密实，粗集料分布均匀且紧密以振动压实法所成型的试件结构密实，粗集料分布均匀且紧密排列，粗集料间隙被细集料及胶结料密实填充；排列，粗集料间隙被细集料及胶结料密实填充；振动压实最大限度地模

32、拟了高速工况，试件材料结构与工程的振动压实最大限度地模拟了高速工况，试件材料结构与工程的材料结构一致，可比。材料结构一致，可比。3.大厚度水稳基层施工技术研究 机械设备的选择机械设备的选择 图图3-1 600型水稳拌和机型水稳拌和机3.大厚度水稳基层施工技术研究 机械设备的选择机械设备的选择 图图3-2 中大中大DT1600全宽全厚摊铺机全宽全厚摊铺机 3.大厚度水稳基层施工技术研究 机械设备的选择机械设备的选择 类别类别DT1600同类摊铺机同类摊铺机最大摊铺宽度最大摊铺宽度(m)1612理论生产量理论生产量(t/h)1200800摊铺厚度摊铺厚度(mm)500300摊铺速度（摊铺速度（m/

33、min）0-14.30-16行走速度行走速度(Km/h)0-2.530-3.6主机质量（主机质量（t）3817.35熨平装置质量熨平装置质量(t)13.28.25发动机功率发动机功率(Kw/rpm)269/2200133/2300表表3-1 DT1600摊铺机与同类摊铺机性能比较摊铺机与同类摊铺机性能比较 3.大厚度水稳基层施工技术研究 机械设备的选择机械设备的选择 图图3-3 中大中大YZ32振动压路机振动压路机 图图3-4 中大中大YL37胶轮压路机胶轮压路机 3.大厚度水稳基层施工技术研究 机械设备的选择机械设备的选择 表表3-2 YZ32振动压路机主要技术参数振动压路机主要技术参数 工

34、作重量工作重量32000Kg前轮荷载前轮荷载21000 Kg后轮荷载后轮荷载11000 Kg最下离地间隙最下离地间隙500mm振动频率振动频率28/33hz振幅振幅1.8/1.1mm激振力激振力590/450KN行驶速度行驶速度I档档0-6Km/h3.大厚度水稳基层施工技术研究 压实方案压实方案经过试验段优化后确定经过试验段优化后确定 表表3-3 淮息、淮固高速各标段碾压工艺淮息、淮固高速各标段碾压工艺 标段标段初压阶段初压阶段复压阶段复压阶段终压阶段终压阶段HXTJ-122t振动压路机前进静压后退振动压路机前进静压后退弱振弱振1遍，遍，22T振动压路机弱振动压路机弱振振1遍遍32t振动压路机

35、强振振动压路机强振3遍遍37t胶轮压路机碾压胶轮压路机碾压2遍遍HXTJ-217t双钢轮振动压路机静压双钢轮振动压路机静压1遍遍17t双钢轮振动压路机双钢轮振动压路机弱振弱振1遍，遍，32t振动压振动压路机强振路机强振3遍遍37t胶轮压路机碾压胶轮压路机碾压3遍遍HXTJ-318t振动压路机静压振动压路机静压1遍遍32t振动压路机弱振振动压路机弱振1遍，遍，32t振动压路机强振动压路机强振振3遍遍26t胶轮压路机碾压胶轮压路机碾压2遍遍HXTJ-422t振动压路机前进静压后退振动压路机前进静压后退弱振弱振1遍，强振遍，强振1遍遍32t振动压路机强振振动压路机强振4遍遍26t胶轮压路机碾压胶轮压

36、路机碾压2遍遍HXTJ-522t 振动压路机静压振动压路机静压1遍，弱遍，弱振振1遍遍32t振动压路机强振振动压路机强振3遍遍37t胶轮压路机碾压胶轮压路机碾压2遍遍3.大厚度水稳基层施工技术研究 压实方案压实方案 表表3-3 淮息、淮固高速各标段碾压工艺淮息、淮固高速各标段碾压工艺 标段标段初压阶段初压阶段复压阶段复压阶段终压阶段终压阶段HXTJ-622t振动压路机前进静压后退弱振1遍，强振1遍32t振动压路机强振4遍37t胶轮压路机碾压2遍HGTJ-222t振动压路机静压1遍，弱振1遍32t振动压路机强振4遍37t胶轮压路机碾压2遍HGTJ-322t振动压路机前进静压后退弱振1遍，强振1遍

37、32t振动压路机强振4遍26t胶轮压路机碾压2遍HGTJ-517t双钢轮压路机静压1遍，弱振1遍32t振动压路机强振3遍37t胶轮压路机碾压2遍HGTJ-622t振动压路机前进静压后退弱振1遍，强振1遍32t振动压路机强振4遍37t胶轮压路机碾压2遍3.大厚度水稳基层施工技术研究 压实方案压实方案 表表3-3 淮息、淮固高速各标段碾压工艺淮息、淮固高速各标段碾压工艺 标段标段初压阶段初压阶段复压阶段复压阶段终压阶段终压阶段HGTJ-717t双钢轮振动压路机静压1遍17t双钢轮振动压路机弱振1遍，32t振动压路机强振4遍17t双钢轮振动压路机静压1遍，30t胶轮压路机碾压2遍HGTJ-822t振

38、动压路机前进静压、后退弱振1遍32t振动压路机强振4遍22t振动压路机静压1遍，26t胶轮压路机碾压1遍HGTJ-922t振动压路机前进静压后退弱振遍，22t振动压路机强振1遍32t振动压路机强振4遍30t胶轮压路机碾压2遍3.大厚度水稳基层施工技术研究 表表3-4 压路机碾压速度（压路机碾压速度（km/h） 压路机类型压路机类型初初 压压复复 压压终终 压压轮胎压路机轮胎压路机3.54.546振动压路机振动压路机12（静压）（静压）45（振动）（振动）23（静压）（静压） 通过对各标段试验段以及后续施工工艺进行总结分析，大厚度通过对各标段试验段以及后续施工工艺进行总结分析，大厚度铺筑压实工艺

39、的主要有以下要求：铺筑压实工艺的主要有以下要求：碾压时，相邻碾压带重叠碾压时，相邻碾压带重叠1/31/2的碾压轮宽度，每个碾压段落的碾压轮宽度，每个碾压段落的终点呈斜线错开；的终点呈斜线错开；压路机以慢而均匀的速度碾压，压路机的碾压速度宜按表压路机以慢而均匀的速度碾压，压路机的碾压速度宜按表3-4的的规定进行控制。规定进行控制。碾压时将驱动轮面向摊铺机。压路机起动、停止时减速缓慢进行。碾压时将驱动轮面向摊铺机。压路机起动、停止时减速缓慢进行。压路机从外侧向中心碾压，最后碾压路中心部分，压完全幅为一压路机从外侧向中心碾压，最后碾压路中心部分，压完全幅为一遍。遍。3.大厚度水稳基层施工技术研究 各

40、标段采用的设备组合不完全相同各标段采用的设备组合不完全相同,压实压实3遍遍6遍时，压遍时，压实度增长较快，从第实度增长较快，从第7遍开始增长趋于缓慢甚至不增长，且压遍开始增长趋于缓慢甚至不增长，且压实度已基本达到实度已基本达到98%的要求。的要求。 压实效果压实效果 3.大厚度水稳基层施工技术研究 钻芯效果钻芯效果 图图3-5 7d龄期芯样完整且表面密实龄期芯样完整且表面密实 3.大厚度水稳基层施工技术研究 压实度代表值达到压实度代表值达到98%以上，芯样强度与室内振动成型以上，芯样强度与室内振动成型试件强度基本吻合，证明以振动成型法为试验基础的大试件强度基本吻合，证明以振动成型法为试验基础的

41、大厚度基层施工技术可行、工程可靠度较高。室内试验结厚度基层施工技术可行、工程可靠度较高。室内试验结果可以指导施工、控制质量。果可以指导施工、控制质量。表表3-5 7d无侧限抗压强度结果无侧限抗压强度结果 标段标段芯样芯样室内室内标段标段芯样芯样室内室内HXTJ-16.88.6HGTJ-28.98.3HXTJ-210.28.1HGTJ-39.27.0HXTJ-38.48.2HGTJ-58.78.3HXTJ-47.17.1HGTJ-66.57.7HXTJ-58.67.7HGTJ-77.29.5HXTJ-66.57.4HGTJ-87.46.2HGTJ-97.58.13.大厚度水稳基层施工技术研究 压

42、实度差异性研究压实度差异性研究 3.大厚度水稳基层施工技术研究 压实度差异性研究压实度差异性研究 3.大厚度水稳基层施工技术研究 压实度差异性研究压实度差异性研究 选用前述设备和工艺，选用前述设备和工艺，25cm大厚度水泥稳定碎石施工质量能够达到技术要大厚度水泥稳定碎石施工质量能够达到技术要求。上、下半层压实度差异极小，对路用性能无不利影响。求。上、下半层压实度差异极小，对路用性能无不利影响。 12cm13cm上、下半层压实度差极值变异系数cv压实度代表值大于最大1.4%0.64 %98%最小0.1%3.大厚度水稳基层施工技术研究 养生养生 图图3-6 养护及洒水养护及洒水 图图3-7 土工布

43、覆盖土工布覆盖 3.大厚度水稳基层施工技术研究 防离析技术研究防离析技术研究 图图3-8 表面粗集料离析表面粗集料离析 3.大厚度水稳基层施工技术研究 防离析技术研究防离析技术研究 图图3-9 竖向离析竖向离析 3.大厚度水稳基层施工技术研究 防离析技术研究防离析技术研究 图图3-10 边部离析边部离析 3.大厚度水稳基层施工技术研究 施工离析解决方法施工离析解决方法 正确堆料方式正确堆料方式 严格控制混和料的级配严格控制混和料的级配3.大厚度水稳基层施工技术研究 施工离析解决方法施工离析解决方法 适当调小皮带倾角适当调小皮带倾角, 减少粗料的滚动，同时也可在成品料仓减少粗料的滚动，同时也可在

44、成品料仓的上方加几道与成品仓等宽的分流板正确堆料方式的上方加几道与成品仓等宽的分流板正确堆料方式 严拉料车在接料时应前后中三次移动严拉料车在接料时应前后中三次移动, 使混合料均匀落在车厢使混合料均匀落在车厢里。在卸料时里。在卸料时, 应快速升起车厢应快速升起车厢, 使混合料整体下滑到摊铺机的使混合料整体下滑到摊铺机的进料斗里。进料斗里。 图图3-11 成品仓调整措施成品仓调整措施3.大厚度水稳基层施工技术研究 施工离析解决方法施工离析解决方法 摊铺大厚度水稳时摊铺机前应加设胶皮挡板，以防止大料往摊铺大厚度水稳时摊铺机前应加设胶皮挡板，以防止大料往前滚落，挡板高度以距离地面前滚落，挡板高度以距离

45、地面3-5cm为宜为宜 图图3-11摊铺机前合适高度的挡板摊铺机前合适高度的挡板 摊铺机摊铺时缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，避免每车料摊铺机摊铺时缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，避免每车料收斗一次的做法，仅当料斗内沾附较多混合料时方需收斗。收收斗一次的做法，仅当料斗内沾附较多混合料时方需收斗。收斗应在运料车离去、料斗内尚存较多混合料时进行，收斗后应斗应在运料车离去、料斗内尚存较多混合料时进行，收斗后应立即连接满载的运料车向摊铺机内喂料。立即连接满载的运料车向摊铺机内喂料。 3.大厚度水稳基层施工技术研究 小结：小结： 采用采用32吨振动压路机吨振动压路机+30吨以上胶轮压路机吨以上胶轮压路机+轻

46、型压路机的组合轻型压路机的组合方式，能够满足水泥稳定级配碎石大厚度施工工艺要求；方式，能够满足水泥稳定级配碎石大厚度施工工艺要求；根据工程实际检测结果，采用既定的压实设备碾压根据工程实际检测结果，采用既定的压实设备碾压78遍，可遍，可以达到要求的压实度；以达到要求的压实度； 通过压实度检测结果证明，水泥稳定级配碎石大厚度施工工艺通过压实度检测结果证明，水泥稳定级配碎石大厚度施工工艺上下半层间压实度差异极小，均能满足规范要求的压实度标准上下半层间压实度差异极小，均能满足规范要求的压实度标准 ；提出的混合料生产、运输、摊铺、碾压、养生等环节的技术节提出的混合料生产、运输、摊铺、碾压、养生等环节的技

47、术节点实用，能够保证并提高质量点实用，能够保证并提高质量 ；施工诸阶段的防离析措施实用、有效。施工诸阶段的防离析措施实用、有效。 4.质量控制与验收方法 大厚度水泥稳定级配碎石基层压实度检测大厚度水泥稳定级配碎石基层压实度检测 根据大厚度水泥稳定碎石基层的施工特征，对原有灌砂筒进行改造，根据大厚度水泥稳定碎石基层的施工特征，对原有灌砂筒进行改造，一是在原一是在原200mm灌砂筒基础上对筒身加高灌砂筒基础上对筒身加高150mm；二是对标定罐加深；二是对标定罐加深，使标定罐深度和现场实际检测深度相同，加高改造后的灌砂筒内标准砂，使标定罐深度和现场实际检测深度相同，加高改造后的灌砂筒内标准砂容量可以

48、达到容量可以达到2122kg。 图图4-1 改造后的灌砂筒改造后的灌砂筒4.质量控制与验收方法 取样和检验取样和检验 表表4-1水泥稳定碎石底基层、基层原材料的质量检验水泥稳定碎石底基层、基层原材料的质量检验 4.质量控制与验收方法 取样和检验取样和检验 表表4-2水泥稳定碎石底基层、基层混合料试验项目水泥稳定碎石底基层、基层混合料试验项目 4.质量控制与验收方法 取样和检验取样和检验 表表4-3 水泥稳定碎石底基层、基层原材料的外形管理水泥稳定碎石底基层、基层原材料的外形管理 4.质量控制与验收方法 取样和检验取样和检验 表表4-4 水泥稳定碎石底基层、基层原材料的质量管理水泥稳定碎石底基层

49、、基层原材料的质量管理 4.质量控制与验收方法 检查验收检查验收 表表4-5 水泥稳定碎石底基层、基层实测项目水泥稳定碎石底基层、基层实测项目 4.质量控制与验收方法 小结：小结： 大筒大筒灌砂法检测压实度灌砂法检测压实度特制灌砂筒；修改标准砂密度标定特制灌砂筒；修改标准砂密度标定方法；方法实用、适用、可行。方法；方法实用、适用、可行。提出的大厚度铺筑水泥稳定级配碎石基层质量控制与验收评价提出的大厚度铺筑水泥稳定级配碎石基层质量控制与验收评价方法可行。方法可行。 5.工程应用 工程概况工程概况 淮滨至息县高速公路、淮滨至固始高速公路是淮滨至息县高速公路、淮滨至固始高速公路是河南省高速公路网规河

50、南省高速公路网规划划的重要组成部分，是连接沪陕高速、大（庆）广（州）高速的重要连的重要组成部分，是连接沪陕高速、大（庆）广（州）高速的重要连接线。接线。淮息线全长淮息线全长49.235公里公里，基层分，基层分6个标段施工。个标段施工。淮固线全长淮固线全长66.586公里公里，水稳分水稳分8个标段施工。均为双向四车道高速公路标准设计，路基宽度个标段施工。均为双向四车道高速公路标准设计，路基宽度26米米，设计时速，设计时速100公里公里/小时。小时。 路面基层结构形式原设计为路面基层结构形式原设计为16cm水泥稳定碎石底基层水泥稳定碎石底基层+17cm水泥稳水泥稳定碎石基层定碎石基层+17cm水泥

51、稳定碎石基层水泥稳定碎石基层，经，经2011年年11月月8日日淮息、淮固高淮息、淮固高速公路沥青路面设计优化方案研讨会速公路沥青路面设计优化方案研讨会研究讨论决定对本项目路面基层优研究讨论决定对本项目路面基层优化为两层（化为两层（25cm底基层底基层+25cm基层）施工，优化方案如图基层）施工，优化方案如图5-1所示。水泥所示。水泥稳定级配碎石项目从稳定级配碎石项目从2012年年4月开始施工，至月开始施工，至2012年年8月主体施工完成。月主体施工完成。 5.工程应用图图5-1 淮息、淮固高速公路水泥稳定级配碎石基层优化方案淮息、淮固高速公路水泥稳定级配碎石基层优化方案 工程概况工程概况 5.

52、 工程应用 配合比设计配合比设计 表表5-1 淮息、淮固高速水泥检测结果淮息、淮固高速水泥检测结果 5. 工程应用 配合比设计配合比设计 表表5-2淮息、淮固高速碎石原材料检测结果淮息、淮固高速碎石原材料检测结果 5. 工程应用 配合比设计配合比设计 表表5-4 淮息高速公路各标段水泥稳定碎石基层合成级配淮息高速公路各标段水泥稳定碎石基层合成级配 5. 工程应用 配合比设计配合比设计 图图5-2淮息高速公路各标段水泥稳定碎石基层合成级配曲线淮息高速公路各标段水泥稳定碎石基层合成级配曲线 5. 工程应用 配合比设计配合比设计 表表5-5 淮固高速公路各标段水泥稳定碎石基层合成级配淮固高速公路各标

53、段水泥稳定碎石基层合成级配 5. 工程应用 配合比设计配合比设计 图图5-3 淮固高速公路各标段水泥稳定碎石基层合成级配曲线淮固高速公路各标段水泥稳定碎石基层合成级配曲线 5. 工程应用表表5-6 淮息、淮固高速公路水泥稳定碎石击实试验结果淮息、淮固高速公路水泥稳定碎石击实试验结果 5. 工程应用表表5-6 淮息、淮固高速公路水泥稳定碎石击实试验结果淮息、淮固高速公路水泥稳定碎石击实试验结果 5. 工程应用表表5-6 淮息、淮固高速公路水泥稳定碎石击实试验结果淮息、淮固高速公路水泥稳定碎石击实试验结果 5. 工程应用表表5-7 淮息、淮固高速淮息、淮固高速7d无侧限抗压强度试验结果无侧限抗压强

54、度试验结果 5. 工程应用u振动成型试件无侧限抗压强度是静压成型试振动成型试件无侧限抗压强度是静压成型试件的件的1.5倍；倍；u采用振动成型方法所得到的抗压强度值变异采用振动成型方法所得到的抗压强度值变异较小；较小； u振动成型试件的吸水率较小，静压成型试件振动成型试件的吸水率较小，静压成型试件的吸水率为振动成型试件的吸水率的的吸水率为振动成型试件的吸水率的1.42.0倍。倍。 5. 工程应用 拌合拌合 采用集中场拌和方式，先对所用的厂拌设备进行调试并标定，采用集中场拌和方式，先对所用的厂拌设备进行调试并标定，使其处于良好的工作状态，调整设备以保证混合料的级配及结合料使其处于良好的工作状态，调

55、整设备以保证混合料的级配及结合料用量满足施工配合比要求。开机前检测集料的含水量，随时检查灰用量满足施工配合比要求。开机前检测集料的含水量，随时检查灰剂量。进行正式生产之后，每剂量。进行正式生产之后，每12小时检查一次拌合情况，抽检其小时检查一次拌合情况，抽检其配比、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，要按天气变化及时调整，潮湿天气宜高别，要按天气变化及时调整，潮湿天气宜高0.51.0%,气温高、干气温高、干燥天气可高燥天气可高12%（不超过最佳含水量的（不超过最佳含水量的2%）。）。 5. 工程应用 运输运输 图图5

56、-4 运输车装料、卸料运输车装料、卸料5. 工程应用 摊铺摊铺 图图5-5 摊铺、人工整平摊铺、人工整平摊铺速度按摊铺速度按1.5m/min进行控制，摊铺虚铺厚度平均为进行控制，摊铺虚铺厚度平均为32cm 5. 工程应用 碾压碾压 图图5-6 现场碾压工艺现场碾压工艺 碾压机具根据表碾压机具根据表3-3机械配备及碾压工艺进行，在直线和不设超高的平机械配备及碾压工艺进行，在直线和不设超高的平曲线段，由两侧向路中心碾压；设超高的平曲线段，由内侧向外侧路肩碾曲线段，由两侧向路中心碾压；设超高的平曲线段，由内侧向外侧路肩碾压。碾压以先轻后重，先慢后快的方式进行，碾压中保持基层表面润湿，压。碾压以先轻后

57、重，先慢后快的方式进行，碾压中保持基层表面润湿，以碾压后表面密实、均匀、压实度满足要求为控制指标。以碾压后表面密实、均匀、压实度满足要求为控制指标。5. 工程应用 养生养生 图图5-7 现场养生现场养生 每一碾压段碾压完成并经压实度检测合格后开始养生，养生采用土工每一碾压段碾压完成并经压实度检测合格后开始养生，养生采用土工布覆盖洒水养生，养生期布覆盖洒水养生，养生期7天天 。5. 工程应用 施工后表观状况施工后表观状况 图图5-8 碾压后表面效果碾压后表面效果 施工过程中混合料在摊铺时未发现明显离析，碾压后表面密实、均匀施工过程中混合料在摊铺时未发现明显离析，碾压后表面密实、均匀 。5. 工程

58、应用 级配检验与过程控制级配检验与过程控制 表表5-8 部分标段水稳混合料筛分结果部分标段水稳混合料筛分结果 从筛分结果可以看出，筛分结果中从筛分结果可以看出，筛分结果中9.5mm 的通过率偏高，经对原材的通过率偏高，经对原材料进行检查，各标段拌和站集料均存在料进行检查，各标段拌和站集料均存在1020料较细的情况，后期对集料较细的情况，后期对集料质量加强了控制并严格按规定进行级配筛分，及时根据材料情况对混料质量加强了控制并严格按规定进行级配筛分，及时根据材料情况对混合料比例进行调整，以避免级配不能均匀分布从而出现大的离析现象。合料比例进行调整，以避免级配不能均匀分布从而出现大的离析现象。 5.

59、 工程应用 水泥剂量水泥剂量表表5-9 水泥剂量水泥剂量 设计水泥剂量为设计水泥剂量为3.5%，施工中按，施工中按3.5%+0.5%进行控制，通过室内对进行控制，通过室内对水泥剂量进行测定，各标段水泥计量均能控制在合理范围水泥剂量进行测定，各标段水泥计量均能控制在合理范围 。 5. 工程应用 压实度及含水量压实度及含水量表表5-10 现场压实度检测结果现场压实度检测结果 采用灌砂法现场测定压实后水泥稳定级配碎石基层压实度，压实度均采用灌砂法现场测定压实后水泥稳定级配碎石基层压实度，压实度均值达到值达到98%以上，含水量在最佳含水量以上，含水量在最佳含水量-0.2%+0.8%之间，满足要求之间，

60、满足要求 。 5. 工程应用 取芯情况取芯情况 图图5-9 现场取芯现场取芯5. 工程应用 取芯情况取芯情况表表5-11 现场取芯强度结果现场取芯强度结果 从现场芯样强度检测结果看，芯样强度结果和室内振动成型法从现场芯样强度检测结果看，芯样强度结果和室内振动成型法测得测得7天无侧限抗压强度结果较为接近天无侧限抗压强度结果较为接近 。 5. 工程应用 小结：小结：依据实体工程可以得出结论：依据实体工程可以得出结论： 课题提出的级配可用于现场施工，具有良好的路用性能课题提出的级配可用于现场施工，具有良好的路用性能 ；提以振动压实法所得的最大干密度作为现场压实度标准密度，提以振动压实法所得的最大干密