水稳基层振动成型法科研路段施工技术

水稳稳基基层层振振动动成成型型法法科科研研路路段段施施工工技技术术内容容提提要要第一一部部分分振动动成成型型法法路路用用性性能能第二二部部分分振动动法法配配比比优优化化设设计计第三三部部分分振动动成成型型法法施施工工技技术术第四四部部分分振动动法法基基层层检检测测标标准准第五五部部分分经济济和和社社会会效效益益分分析析试验验段段概概况况基层层表表观观芯样样外外观观芯样样强强度度室内内强强度度压实实度度第一一部部分分振振动动成成型型法法路路用用性性能能试验验段段概概况况三层层均均为为振动动成成型型581.500K19+781.50K19+200.00右幅幅J111830.92179.08K56+260.00K54+250.002166.80299.88K50+899.02K48+432.34上基基层层1830.92179.08K56+260.00K54+250.00三层层均均为为振动动成成型型2166.80299.88K50+899.02K48+432.34下基基层层三层层均均为为振动动成成型型1830.92179.08K56+260.00K54+250.003120.80633.52K52+186.66K48+432.34底基基层层右幅幅4259.76809.56K53+501.66K48+432.34上基基层层3120.80633.52K52+186.66K48+432.34下基基层层三层层均均为为振动动成成型型1789.02218.64K50+440.00K48+432.34底基基层层左幅幅J12备注注振动动成成型净净长长结构构物物长长度度终点点桩桩号号起点点桩桩号号层位位幅别别标段段试验验段段位位置置及及长长度度统统计计表表试验验段段概概况况J12合同同段段试试验验段段布布置置示示意意图图对比比试试验验段段施施工工位位置置与与施施工工日日期期对比比试试验验段段8.158.67.23振动法右幅8.118.47.24传统方法左幅581.5K19+200～K19+781.5J117.25～8.47.16～7.247.5～7.15振动法右幅1830K54＋250～K56＋260J12上基层下基层底基层施工日期设计施工方法左右幅净长m施工桩号标段基层层表表观观振动动法法上上基基层层表表观观传统统方方法法上上基基层表观观基层层表表观观评评述述相比比于于振振动动法法的的表表观观，，传传统统方方法法修修筑筑的的路路段段表表面面较较光光滑滑，，水水泥泥浮浮浆浆较较多多，，表表面面偏偏细细，，集集料料嵌嵌挤挤不不明明显显。。在在养养生生期期结结束束后后被被运运料料车车跑跑散散现现象象较较为为严严重重，，而而采采用用振振动动成成型型法法修修筑筑的的路路段段表表面面相相对对完完好好。。芯样样外外观观J11标振振动动法法现现场场取取芯芯J11标底底基基层层振振动动法法4天芯芯样样照照片片J11标底底基基层层振振动动法法7天芯芯样样照照片片芯样样外外观观J11标振振动动法法现现场场取取芯芯J11标下下基基层层振振动动法法4天芯芯样样照照片片J11标下下基基层层振振动动法法7天芯芯样样照照片片芯样样外外观观J11标振振动动法法现现场场取取芯芯J11标上上基基层层振振动动法法4天芯芯样样照照片片J11标上上基基层层振振动动法法7天芯芯样样照照片片芯样样外外观观J11标传传统统方方法法现现场场取取芯芯J11标底底基基层层传传统统法法4天芯芯样样照照片片J11标底底基基层层传传统统法法7天芯芯样样照照片片芯样样外外观观J11标传传统统方方法法现现场场取取芯芯J11标下下基基层层传传统统法法4天芯芯样样照照片片J11标下下基基层层传传统统法法7天芯芯样样照照片片芯样样外外观观J11标传传统统方方法法现现场场取取芯芯J11标上上基基层层传传统统法法4天芯芯样样照照片片J11标上上基基层层传传统统法法7天芯芯样样照照片片芯样样外外观观J12标振振动动方方法法现现场场取取芯芯J12标底底基基层层振振动动法法4天芯芯样样照照片片J12标底底基基层层振振动动法法7天芯芯样样照照片片芯样样外外观观J12标振振动动方方法法现现场场取取芯芯J12标下下基基层层振振动动法法4天芯芯样样照照片片J12标下下基基层层振振动动法法7天芯芯样样照照片片芯样样外外观观J12标振振动动方方法法现现场场取取芯芯J12标上上基基层层振振动动法法4天芯芯样样照照片片J12标上基层层振动法法7天芯样照照片振动成型型法的底底基层、、基层4天就可以以取出完完整芯样样，而传传统方法法的底基基层4天则很难难取出完完整芯样样。比较4天和7天的芯样样可以看看出，随随龄期的的增长，，芯样越越来越密密实，光光滑。芯样外观观评述标段设计方法层位水泥剂量（%）最大干密度(g/cm3)最佳含水量（%）现场含水量检测（%）芯样平均强度强度（MPa）变异系数（%）J11标振动法底基层3.32.3525.45.84.5(4)2.37下基层3.82.3545.55.26.8(4)3.17上基层3.82.3545.55.27.3(4)3.65传统方法底基层3.22.266.05.9--下基层4.52.255.86.14.6(4)5.32上基层4.52.255.85.94.9(4)6.42J12标振动法底基层3.32.3626.26.34.1(15)16.11下基层3.52.3706.26.55.8（15）12.34上基层3.82.3706.26.16.2（15）15.65各标段芯芯样无侧侧限抗压压强度结结果芯样强度度芯样强度度评述将现场的的芯样锯锯成高15cm的标准圆圆柱试件件，在规规定7天龄期测测定无侧侧限抗压压强度；；振动法的的芯样强强度接近近于室内内振动成成型试件件强度，，高于室室内静压压法成型型的试件件无侧限限抗压强强度。室内强度度J11标7天无侧限限抗压强强度试验验结果(右幅振动法,试件振动动成型)层位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗压强度（MPa）偏差系数CV(%)Rc0.95（MPa）底基层K19+200～K19+781.52.3524.47.233.6下基层2.3547.17.136.3上基层2.3548.23.227.5J11标7天无侧限限抗压强强度试验验结果(右幅振动法,试件静压压成型)室内强度度层位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗压强度（MPa）偏差系数CV(%)Rc0.95（MPa）底基层K19+200～K19+781.52.263.24.233.0下基层2.254.64.984.2上基层2.254.94.314.6J11标7天无侧限限抗压强强度试验验结果(左幅传统方法法，试件件静压成成型)室内强度度层位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗压强度（MPa）偏差系数CV(%)Rc0.95（MPa）底基层K19+200～K19+781.52.263.19.712.9下基层2.254.96.154.4上基层2.255.97.115.2J12标7天无侧限限抗压强强度试验验结果(振动法,试件静压压成型)室内强度度层位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗压强度（MPa）偏差系数CV(%)Rc0.95（MPa）底基层K54+250～K56+2602.262.97.592.53.05.332.7下基层2.274.77.024.24.77.664.1上基层2.274.85.344.44.75.654.3J12标7天无侧限限抗压强强度试验验结果(振动法,试件振动动成型)室内强度度层位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗压强度（MPa）偏差系数CV(%)Rc0.95（MPa）底基层K54+250～K56+2602.3624.26.983.5下基层2.376.47.425.4上基层2.378.37.117.2J11标振动法法与静压压法强度度关系强度比试件振动/试件静压（右幅振动法）试件振动/试件静压（右幅振动法/左幅传统法）底基层1.41.4下基层1.51.4上基层1.71.4强度比振动/静压（振动法）底基层1.4下基层1.4上基层1.8J12标振动法法与静压压法强度度关系室内强度度对比现场取料料室内振振动成型型试件的的无侧限限抗压强强度均高高于现场场取料室室内静压压法成型型试件的的无侧限限抗压强强度。二者的比比值约为为：1.4~1.8倍。室内强度度评述压实度层位设计方法标准密度数据个数平均值%变异系数%代表值底基层振动法2.3522099.20.898.8重型击实法2.26103.20.7102.6下基层振动法2.3542099.30.699.0重型击实法2.25103.80.7103.2上基层振动法2.3542099.20.998.3重型击实法2.25103.70.8103.1J11标水泥稳稳定碎石石基层、、底基层层压实度度统计结结果（振振动成型型法）层位设计方法标准密度数据个数平均值%变异系数%代表值底基层重型击实法2.262099.30.998.8下基层2.252099.00.598.7上基层2.252099.40.699.1J11标水泥稳稳定碎石石基层、、底基层层压实度度统计结结果（传传统方法法）压实度层位设计方法标准密度数据个数平均值%变异系数%代表值底基层振动法2.3626999.00.598.8重型击实法2.26103.50.6103.1下基层振动法2.3706999.00.598.9重型击实法2.27103.40.5103.1上基层振动法2.3706998.90.598.8重型击实法2.27103.30.5103.0J12标水泥稳稳定碎石石基层、、底基层层压实度度统计结结果压实度各标段振振动击实实标准密密度为传传统方法法确定的的水泥稳稳定碎石石混合料料击实标标准密度度的1.040～1.045倍；以重型击击实最大大干密度度为标准准，压实实度均大大于100%。以振动动击实最最大干密密度为标标准，压压实度均均大于98%；压实设备备并未增增加，一一方面说说明标准准击实法法确定的的最大干干密度太太小，在在振动作作用下现现场很容容易达到到，但此此时混合合料未必必有好的的路用性性能（由由于没有有充分压压实，强强度低，，抗裂性性能差））。另一一方面也也说明，，用传统统的碾压压方式，，在不增增加设备备投资的的情况下下可以达达到振动动法的压压实度要要求。压实度评评述第二部分分振振动法配配比优化化设计三个限制制原材料性性质振动击实实仪级配设计计最佳含水水量及最最大干密密度7天无侧限限抗压强强度试件外观观及集料料排列方方式三个限制制《浙江省高高速公路路沥青路路面规范范化施工工与质量管管理指导导意见》为减少基基层裂缝缝，必须须做到三三个限制制：1、在满足足设计强强度的基基础上限限制水泥泥用量；；2、在合成成级配满满足要求求的同时时，限制制细集料料、粉料料用量；；3、根据据施工时时气候条条件限制制含水量量。原材料性性质厂牌种类细度（％）凝结时间（h）安定性抗压强度（MPa）初凝终凝3d28d新都P.O42.52.74h52min6h37min合格21.847质量要求≤10≥4≥6必须合格≥18≥42.5水泥泥指指标标原材料性性质检测项目单位标准要求集料试验结果试验方法9.5mm～31.5mm4.75mm～9.5mm2.36mm～4.75mm0mm～2.36mm集料压碎值%≤2521.5－－－T0316—2005表观相对密度g/cm3≥2.502.7392.7632.7312.724T0304—2005吸水率%≤3.01.01.10.8－针片状颗粒含量粒径大于9.5mm4.75mm～9.5mm%%≤15≤2514.721.5T0312—2005小于0.075mm颗粒含量粒径大于2.36mm粒径小于2.36mm%%≤2.0≤151.1－3.4－7.7－－13.1T0310—2005T0333—2000液限%＜28－－－18.2T0118—93塑性指数＜9－－－2.2集料技技术术性质质振动击实实仪试验方法振频Hz振幅mm激振力N静面压力kPa击实时间min击实功J振动击实301.4761214025.881振动击实实试验参参数及击击实功振动击实实仪本项目借借鉴JTJ034-2000《《公路路面面基层施施工技术术规范》和浙江省省《指导意见见》关于水泥泥稳定碎碎石的矿矿料级配配范围要要求及天天津市市市政工程程研究院院对水泥泥稳定碎碎石混合合料级配配的优化化设计研研究成果果，选定定5种目标级级配（级级配1、级配2、级配3、级配2－1、级配2－2）：级配1、2、3通过改变变4.75mm通过率（（级配1：24、级配2：29、级配3：34）来分析析级配由由粗至细细的过程程中，混混合料性性能的发发展规律律；级配2、2－1、2－2通过改变变0.075mm通过率（（级配2－1：0、级配2：4、级配2－2：7）研究0.075mm以下颗粒粒含量对对混合料料性能的的影响。。级配设计计级配设计计目标标级级配配71320294780100级配2－201020294780100级配2－141424345285100级配341220294780100级配24816244275100级配10.0750.62.364.759.51931.5各筛孔通过率％目标级配级配设计计孔径（mm）矿料规格（mm）种类各组级配矿料通过百分率(%)9.5～31.54.75～9.52.36～4.750～2.36各规格种类矿料通过百分率级配1级配2级配3级配2－1级配2－231.5100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.01937.2100.0100.0100.073.678.082.477.478.09.55.258.5100.0100.043.249.054.848.549.84.752.611.783.899.422.027.032.127.028.82.362.07.427.774.114.217.921.617.819.20.61.65.213.631.47.28.810.48.89.30.0751.13.47.713.13.84.4

5.1

2.26.5配合比4241512级配13543517级配22845522级配33642517级配2－13541519级配2－2矿料筛分分结果及及级配配配合比计计算结果果矿料级配配曲线级配设计计水泥稳定定碎石振振动击实实结果

水泥剂量（％）试验类型3：1004：1005：100振动击实级配1最佳含水量（%）5.05.05.0最大干密度（g/cm3）2.3612.3662.367级配2最佳含水量（%）5.25.25.2最大干密度（g/cm3）2.3712.3792.381级配3最佳含水量（%）5.45.45.4最大干密度（g/cm3）2.3882.3952.399级配2－1最佳含水量（%）5.05.15.1最大干密度（g/cm3）2.3672.3682.368级配2－2最佳含水量（%）5.55.55.5最大干密度（g/cm3）2.3772.3812.382最佳含水水量及最最大干密密度水泥稳定定碎石重型击实结果果最佳含水水量及最最大干密密度

水泥剂量（％）试验类型3：1004：1005：100重型击实级配1最佳含水量（%）5.05.05.1最大干密度（g/cm3）2.2612.2632.264级配2最佳含水量（%）5.45.45.4最大干密度（g/cm3）2.2712.2732.279级配3最佳含水量（%）5.45.45.4最大干密度（g/cm3）2.2912.2942.295级配2－1最佳含水量（%）5.15.25.2最大干密度（g/cm3）2.2692.2742.275级配2－2最佳含水量（%）5.55.55.5最大干密度（g/cm3）2.2782.2812.285击实结果果关系：：级配1：ρ振动击实实=1.045ρ重型击实实级配2：ρ振动击实实=1.045ρ重型击实实级配3：ρ振动击实实=1.044ρ重型击实实级配2－1：ρ振动击实实=1.042ρ重型击实实级配2－2：ρ振动击实实=1.043ρ重型击实实最佳含水水量及最最大干密密度

水泥剂量（％）试验类型3：1004：1005：100振动成型级配1平均抗压强度（MPa）5.17.78.5偏差系数CV(%)9.713.712.6Rc0.95（MPa）4.35.96.7级配2平均抗压强度（MPa）5.47.18.5偏差系数CV(%)6.28.17.6Rc0.95（MPa）4.86.27.4级配3平均抗压强度（MPa）5.37.48.3偏差系数CV(%)8.112.96.8Rc0.95（MPa）4.65.87.4级配2－1平均抗压强度（MPa）4.97.29.4偏差系数CV(%)12.73.83.5Rc0.95（MPa）3.96.88.9级配2－2平均抗压强度（MPa）5.36.39.5偏差系数CV(%)6.96.75.1Rc0.95（MPa）4.75.68.77天无侧限限抗压强强度7天无侧限限抗压强强度试验验结果（振动成成型）7天无侧限限抗压强强度7天无侧限限抗压强强度试验验结果（静压成成型）

水泥剂量（％）试验类型3：1004：1005：100静压成型级配1平均抗压强度（MPa）3.84.24.8偏差系数CV(%)5.22.34.3Rc0.95（MPa）3.44.04.5级配2平均抗压强度（MPa）3.84.34.8偏差系数CV(%)1.84.04.9Rc0.95（MPa）3.64.04.4级配3平均抗压强度（MPa）3.74.45.2偏差系数CV(%)3.65.62.3Rc0.95（MPa）3.54.05.0级配2－1平均抗压强度（MPa）3.74.35.0偏差系数CV(%)5.55.14.1Rc0.95（MPa）3.44.04.6级配2－2平均抗压强度（MPa）3.84.65.5偏差系数CV(%)3.47.72.1Rc0.95（MPa）3.64.05.3水泥剂量量相同，，振动成成型试件件7天无侧限限抗压强强度比静静压成型型有很大大提高；；级配1、2、3混合料无无侧限抗抗压强度度振动成成型方式式下平均均分别为为静压成成型试件件的1.41倍、1.52倍、1.41倍，可见见振动成成型方式式对级配配2的强度影影响较为为显著；；同为振动动成型试试件，级级配2强度比级级配1和级配3强度稍大大。7天无侧限限抗压强强度试件外观观(振动法)级配1(4.0%水泥)级配3(4.0%水泥)级配2(4.0%水泥)试件外观观(静压法)级配1(4.0%水泥)级配2(4.0%水泥)级配3(4.0%水泥)振动法配配比优化化设计结结果水泥稳定定碎石工工程级配配范围0816254275100级配下限51526355485100级配上限0.0750.62.364.759.51931.5筛孔（mm）振动法配配比优化化设计结结果J11标水泥稳稳定碎石石底基层层、基层层施工配配合比粒径(mm)级配碎石9.5～31.54.75～9.52.36～4.750～2.36振动法比例（%）4428523传统法比例（底基层）（%）41201029传统法比例（基层）（%）4331521层位水泥剂量(%)最佳含水量(%)最大干密度(g/cm3)传统法振动法传统法振动法传统法振动法底基层3.23.36.05.42.262.352基层4.53.85.85.52.252.354振动法配配比优化化设计结结果粒径(mm)级配碎石9.5～31.54.75～9.52.36～4.750～2.36振动法比例（%）45241120传统法比例（底基层）（%）40181230传统法比例（基层）（%）45251119层位水泥剂量(%)最佳含水量(%)最大干密度(g/cm3)传统法振动法传统法振动法传统法振动法底基层3.33.36.56.22.262.362下基层4.13.56.56.22.272.370上基层4.13.86.56.22.272.370J12标水泥稳稳定碎石石底基层层、基层层施工配配合比传统方法法底基层层级配偏偏细，基基层与振振动法的的级配接接近；振动法水水泥剂量量降低；；振动法最最佳含水水量略有有减少；；振动法最最大干密密度明显显提高。。振动法配配比优化化设计结结果第三部分分振振动成型型法施工工技术施工控控制制混合料摊摊铺混合料碾碾压水泥稳定定碎石基基层、底底基层含含水量统统计结果果标段设计方法层位设计值％实测均值％数据个数偏差系数％J11标振动方法底基层5.45.8209.67下基层5.56.32014.12上基层5.56.2207.02传统方法底基层6.06.42016.78下基层5.86.72015.43上基层5.86.82014.32J12标振动方法底基层6.26.76911.23下基层6.26.8696.87上基层6.26.66912.43含水量的的控制水泥剂量量的控制制标段设计方法层位设计值％实测均值％数据个数偏差系数％J11标振动方法底基层3.33.4202.5下基层3.84.1203.1上基层3.84.0204.3传统方法底基层3.23.3203.3下基层4.54.6201.8上基层4.54.6202.4J12标振动方法底基层3.33.3692.84下基层3.53.6692.81上基层3.83.9696.30水泥稳稳定碎碎石基基层、、底基基层水水泥剂剂量统统计结结果级配的的控制制标段层位筛孔mm31.5199.54.752.360.60.075J11标传统底基层各筛孔通过率％10076.556.135.922.08.83.4下基层10080.153.832.019.08.82.6上基层10080.350.631.021.812.23.0J11标振动底基层10075.150.925.417.59.13.9下基层10078.854.131.220.89.12.8上基层10081.451.729.420.411.83.0J12标底基层1007850.130.72111.62.7下基层10080.451.531.221.2123.2上基层10080.649.629.820.911.72.8水泥稳稳定碎碎石基基层、、底基基层级级配统统计结结果混合料料摊铺铺摊铺设设备：：2台ABG423；摊铺速速度：：1.0m/min；松铺系系数：：1.341~1.383（传统统法1.303~1.325）混合料料碾压压振动成成型法法碾压压工艺艺（9遍）SD150前静后后振（（高频频低幅幅强振振）1遍，XP261紧跟钢钢轮，，同进进同退退；SD150强振+XP261紧跟碾碾压1遍；徐工XGM220、XGM222二台压压路机机强振振各2遍；双钢轮轮收光光，消消除轮轮迹。。传统方方法碾碾压工工艺（（7遍）SD150前静后后振（（高频频低幅幅强振振）1遍；徐工XGM220、XGM222二台压压路机机强振振各2遍；XP261碾压1遍；双钢轮轮收光光，消消除轮轮迹。。混合料料碾压压小结结根据现现有工工程检检测结结果表表明：：改变变传统统的重重型击击实法法及静静压法法，采采用更更能够够模拟拟现场场压实实方式式的振振动法法进行行水泥泥稳定定碎石石设计计是成成功的的；采用振振动成成型方方式设设计的的水泥泥稳定定碎石石配合合比与与传统统设计计结果果相比比有重重大改改进，，主要要表现现为水水泥剂剂量降降低，，同时时强度度提高高、