水稳基层振动成型法科研路段施工技术

水稳基层振动成型法科研路段

施工技术内容提要第一部分振动成型法路用性能第二部分振动法配比优化设计第三部分振动成型法施工技术第四部分振动法基层检测标准第五部分经济和社会效益分析试验段概况基层表观芯样外观芯样强度室内强度压实度第一部分振动成型法路用性能试验段概况三层均为振动成型581.500K19+781.50K19+200.00

右幅J11

1830.92179.08K56+260.00K54+250.00

2166.80299.88K50+899.02K48+432.34上基层

1830.92179.08K56+260.00K54+250.00三层均为振动成型2166.80299.88K50+899.02K48+432.34下基层三层均为振动成型1830.92179.08K56+260.00K54+250.00

3120.80633.52K52+186.66K48+432.34底基层右幅

4259.76809.56K53+501.66K48+432.34上基层

3120.80633.52K52+186.66K48+432.34下基层三层均为振动成型1789.02218.64K50+440.00K48+432.34底基层左幅J12备注振动成型净长结构物长度终点桩号起点桩号层位幅别标段试验段位置及长度统计表试验段概况J12合同段试验段布置示意图对比试验段施工位置与施工日期

对比试验段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施工桩号标段基层表观

振动法上基层表观

传统方法上基层表观基层表观评述

相比于振动法的表观，传统方法修筑的路段表面较光滑，水泥浮浆较多，表面偏细，集料嵌挤不明显。在养生期结束后被运料车跑散现象较为严重，而采用振动成型法修筑的路段表面相对完好。

芯样外观J11标振动法现场取芯J11标底基层振动法4天芯样照片

J11标底基层振动法7天芯样照片

芯样外观J11标振动法现场取芯J11标下基层振动法4天芯样照片

J11标下基层振动法7天芯样照片

芯样外观J11标振动法现现场取芯J11标上基层振振动法4天芯样照片片J11标上基层振振动法7天芯样照片片芯样外观J11标传统方法法现场取芯芯J11标底基层传传统法4天芯样照片片J11标底基层传传统法7天芯样照片片芯样外观J11标传统方法法现场取芯芯J11标下基层传传统法4天芯样照片片J11标下基层传传统法7天芯样照片片芯样外观J11标传统方法法现场取芯芯J11标上基层传传统法4天芯样照片片J11标上基层传传统法7天芯样照片片芯样外观J12标振动方法法现场取芯芯J12标底基层振振动法4天芯样照片片J12标底基层振振动法7天芯样照片片芯样外观J12标振动方法法现场取芯芯J12标下基层振振动法4天芯样照片片J12标下基层振振动法7天芯样照片片芯样外观J12标振动方法法现场取芯芯J12标上基层振振动法4天芯样照片片J12标上基层振振动法7天芯样照片片振动成型法法的底基层层、基层4天就可以取取出完整芯芯样，而传传统方法的的底基层4天则很难取取出完整芯芯样。比较4天和7天的芯样可可以看出，，随龄期的的增长，芯芯样越来越越密实，光光滑。芯样外观评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各标段芯样样无侧限抗抗压强度结结果芯样强度芯样强度评评述将现场的芯芯样锯成高高15cm的标准圆柱柱试件，在在规定7天龄期测定定无侧限抗抗压强度；；振动法的芯芯样强度接接近于室内内振动成型型试件强度度，高于室室内静压法法成型的试试件无侧限限抗压强度度。室内强度J11标7天无侧限抗抗压强度试试验结果(右幅振动法,试件振动成成型)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天无侧限抗抗压强度试试验结果(右幅振动法,试件静压成成型)室内强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天无侧限抗抗压强度试试验结果(左幅传统方法，，试件静压压成型)室内强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天无侧限抗压压强度试验结结果(振动法,试件静压成型型)室内强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天无侧限抗压压强度试验结结果(振动法,试件振动成型型)室内强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标振动法与静静压法强度关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标振动法与静静压法强度关关系室内强度对比比现场取料室内内振动成型试试件的无侧限限抗压强度均均高于现场取取料室内静压压法成型试件件的无侧限抗抗压强度。二者的比值约约为：1.4~1.8倍。室内强度评述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标水泥稳定碎碎石基层、底底基层压实度度统计结果（（振动成型法法）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标水泥稳定碎碎石基层、底底基层压实度度统计结果（（传统方法））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标水泥稳定碎碎石基层、底底基层压实度度统计结果压实度各标段振动击击实标准密度度为传统方法法确定的水泥泥稳定碎石混混合料击实标标准密度的1.040～1.045倍；以重型击实最最大干密度为为标准，压实实度均大于100%。以振动击实实最大干密度度为标准，压压实度均大于于98%；压实设备并未未增加，一方方面说明标准准击实法确定定的最大干密密度太小，在在振动作用下下现场很容易易达到，但此此时混合料未未必有好的路路用性能（由由于没有充分分压实，强度度低，抗裂性性能差）。另另一方面也说说明，用传统统的碾压方式式，在不增加加设备投资的的情况下可以以达到振动法法的压实度要要求。压实度评述第二部分振振动法配比比优化设计三个限制原材料性质振动击实仪级配设计最佳含水量及及最大干密度度7天无侧限抗压压强度试件外观及集集料排列方式式三个限制《浙江省高速公公路沥青路面面规范化施工工与质量管理指指导意见》为减少基层裂裂缝，必须做做到三个限制制：1、在满足设计计强度的基础础上限制水泥泥用量；2、在合成级配配满足要求的的同时，限制制细集料料、粉料料用量；3、根据施工工时气候条件件限制含水量量。原材料性质厂牌种类细度（％）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水泥指指标原材料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集料技术术性质质振动击实仪试验方法振频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振动击实试验验参数及击实实功振动击实仪本项目借鉴JTJ034-2000《公路路面基层层施工技术规规范》和浙江省《指导意见》关于水泥稳定定碎石的矿料料级配范围要要求及天津市市市政工程研研究院对水泥泥稳定碎石混混合料级配的的优化设计研研究成果，选选定5种目标级配（（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4.75mm通过率（级配配1：24、级配2：29、级配3：34）来分析级配配由粗至细的的过程中，混混合料性能的的发展规律；；级配2、2－1、2－2通过改变0.075mm通过率（级配配2－1：0、级配2：4、级配2－2：7）研究0.075mm以下颗粒含量量对混合料性性能的影响。。级配设计级配设计目标级级配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矿料筛分结果果及级配配合合比计算结果果矿料级配曲线线级配设计水泥稳定碎石石振动击实结结果

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最佳含水量及及最大干密度度水泥稳定碎石石重型击实结果最佳含水量及及最大干密度度

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击实结果关系系：级配1：ρ振动击实=1.045ρ重型击实级配2：ρ振动击实=1.045ρ重型击实级配3：ρ振动击实=1.044ρ重型击实级配2－1：ρ振动击实=1.042ρ重型击实级配2－2：ρ振动击实=1.043ρ重型击实最佳含水量及及最大干密度度

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天无侧限抗压压强度7天无侧限抗压压强度试验结结果（振动成型））7天无侧限抗压压强度7天无侧限抗压压强度试验结结果（静压成型））

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水泥剂量相同同，振动成型型试件7天无侧限抗压压强度比静压压成型有很大大提高；级配1、2、3混合料无侧限限抗压强度振振动成型方式式下平均分别别为静压成型型试件的1.41倍、1.52倍、1.41倍，可见振动动成型方式对对级配2的强度影响较较为显著；同为振动成型型试件，级配配2强度比级配1和级配3强度稍大。7天无侧限抗压压强度试件外观(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(静压法)级配1(4.0%水泥)级配2(4.0%水泥)级配3(4.0%水泥)振动法配比优优化设计结果果水泥稳定碎石石工程级配范范围0816254275100级配下限51526355485100级配上限0.0750.62.364.759.51931.5筛孔（mm）振动法配比优优化设计结果果J11标水泥稳定碎碎石底基层、、基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振动法配比优优化设计结果果粒径(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标水泥稳定碎碎石底基层、、基层施工配配合比传统方法底基基层级配偏细细，基层与振振动法的级配配接近；振动法水泥剂剂量降低；振动法最佳含含水量略有减减少；振动法最大干干密度明显提提高。振动法配比优优化设计结果果第三部分振振动成型法法施工技术施工控制制混合料摊铺混合料碾压水泥稳定碎石石基层、底基基层含水量统统计结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含水量的控制制水泥剂量的控控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水泥稳定碎石石基层、底基基层水泥剂量量统计结果级配的控制标段层位筛孔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水泥稳定碎石石基层、底基基层级配统计计结果混合料摊铺摊铺设备：2台ABG423；摊铺速度：1.0m/min；松铺系数：1.341~1.383（传统法1.303~1.325）混合料碾压振动成型法碾碾压工艺（9遍）SD150前静后振（高高频低幅强振振）1遍，XP261紧跟钢轮，同同进同退；SD150强振+XP261紧跟碾压1遍；徐工XGM220、XGM222二台压路机强强振各2遍；双钢轮收光，，消除轮迹。。传统方法碾压压工艺（7遍）SD150前静后振（高高频低幅强振振）1遍；徐工XGM220、XGM222二台压路机强强振各2遍；XP261碾压1遍；双钢轮收光，，消除轮迹。。混合料碾压小结结根据现有工程程检测结果表表明：改变传传统的重型击击实法及静压压法，采用更更能够模拟现现场压实方式式的振动法进进行水泥稳定定碎石设计是是成功的；采用振动成型型方式设计的的水泥稳