水泥稳定碎石路面基层施工技术样本

水泥稳定碎石路面基层施工技术探讨-04-2923:13:07来源:本站原创【大中小】评论：条水泥稳定碎石路面基层施工技术探讨―――肖春青―――内容摘要结合省道248线老坪石至坪石段二级公路改建工程K0+000～K5+900段水泥稳定碎石基层配合比设计、施工控制过程，从施工工艺和施工组织角度，探讨了水泥稳定碎石施工质量控制过程和控制要点。一方面，简介了省道248线公路基层施工经验、教训及其技术核心，对无机结合料稳定材料干缩特性进行分析。对水泥稳定碎石基层技术核心环节作了重点强调；另一方面，讨论了碎石基层混合料最佳级配要点及当代化施工工艺和质量控制。对混合料配比，以实验室资料为根据，结合工地实地状况，选取最佳配比；最后，讨论了半刚性基层施工中问题。核心词水泥稳定碎石基层施工技术探讨前言省道248线老坪石至坪石段二级公路改建工程K0+000～K5+900段，因地势较低且地处武江河泛区，沿线路基基本为强风化红砂岩，有严重地下裂隙水。设计采用水泥混凝土路面，其基本构造为25cm水泥混凝土+20cm水泥稳定碎石+25cm厚砂砾垫层。水泥稳定碎石具备良好力学性能和板体性，它水稳性和抗冻性都较石灰稳定土好。水泥稳定碎石初期强度高，并且强度随龄期增长。随着国内公路事业发展和公路技术级别不断提高，水泥稳定碎石已成为高级别公路基层惯用材料并得到广泛应用。但在施工过程中，如何更好对水泥稳定碎石加以控制以使其发挥最佳性能，还需要更好进行研究和探讨，以避免其局限性之处对路面产生危害。本文从构成设计和施工控制两个方面，对如何控制水泥稳定碎石施工质量问题进行重点探讨阐述，同步，谈谈个人某些心得体会。一、构成设计近年来实践表白，水泥稳定碎石作为路面基层应综合考虑其强度、回弹模量、收缩和抗冲刷能力等指标选取集料级配、水泥剂量和含水量等。在施工过程中，要想发挥水泥稳定碎石优良性能，一方面应通过其配合比构成设计予以保证。水泥稳定碎石其构成设计大体环节，如图1所示。图1（一）集料级配对抗压强度影响对于半刚性基层路面构造，基层要承受荷载，应具备一定荷载扩散能力。集料自身强度及级配构成都对水泥稳定碎石基层承载能力有重要影响。公路设计规范中所规定级配范畴是总结了全国各地实践经验而得来，该级配范畴是很广泛。但咱们在详细应用中并不是只要在这个范畴内级配就能满足规定，要因地制宜、依照当地实际状况拟定级配范畴。表1给出了四个级配，前三个级配参照规范规定级配范畴，选用上、中和下限作为设计原则进行集料构成设计，级配四为S型级配。表1水泥稳定碎石级配构成筛孔尺寸(mm)31.526.5199.54.752.360.60.075级配1(%)1009689664535185级配2(%)1009482553628144级配3(%)1009276492921113级配4(%)1009996622819103规范上限通过率(%)10010089674935227规范下限通过率(%)100907247291780按照每种混合料最佳含水量和压实度规定制作试件，试件在原则养护条件下，养生6天，浸水1天，然后进行测试，其详细成果见表2。表2水泥稳定碎石各种级配试件测试成果级配编号级配1级配2级配3级配4强度平均值R4.864.793.794.57原则差σ0.340.130.770.55强度代表值R’4.314.572.523.67表中平均值阐明，级配1和级配2和级配4满足规范规定混合料7天、强度≥4.0Mpa规定；强度代表值阐明，级配1和级配2满足规范规定，这是由于混合料形成构造密实、粒料间粘结力增强、材料整体强度得到提高。（二）水泥剂量对抗压强度影响依照规范规定，对水泥稳定碎石基层选取强度值较高档配中值，按照五个不同掺量(3%、4%、5%、6%、8%)进行强度实验。通过实验对比发现，同样级配构成和水泥标号、水泥剂量对混合料强度影响很大，其强度随水泥剂量增长而提高。（三）混合料缩裂特性水泥稳定碎石收缩分为干缩和温缩两种，其中干缩是指材料内部水分蒸发而引起体积收缩现象，重要发生在工程竣工后初期阶段；当基层上铺筑面层后，基层含水量普通变化不大，此时基层收缩转化为以温缩为主。省道248线老坪石至坪石段二级公路改建工程K0+000～K5+900段施工之前，进行了室内实验，采用级配2和5%、6%这两种水泥剂量进行制件，通过7天养护后进行干缩实验，通过14天养护后进行温缩实验。通过对比发现：干缩应变随着时间延长而增长，但到后期增长缓慢；随着时间增长，失水率不断增长，但在失水初期1周后增长迅速，随后渐趋平缓；水泥剂量对干缩应变有影响，且温缩应变随着温度增长而增大。与干缩应变相比，在正温度范畴内由温度引起温缩应变要小多，而水泥剂量对水泥稳定碎石温缩特性却影响不大。（四）延迟时间影响水泥稳定碎石从加水拌和到碾压终了，延迟时间对混合料强度及所能达到干密度有明显影响。延迟时间越长，混合料强度和干密度损失越大。因而在水泥稳定碎石基层施工过程中，既要采用终凝时间较长水泥以延长凝结时间，又要控制施工延迟时间以减少强度损失。二、施工技术路面基层施工，采用集中厂拌、摊铺机摊铺，按层次施工。从水稳基层集料调配，到混合料试件制作，从试铺段施工，到大面积摊铺，本人始终参加其中。下面结合本工程水泥稳定碎石基层实际工作经验，谈谈水泥稳定碎石施工前准备工作、水稳碎石施工工艺以及碾压结束后检测工作。（一）施工前准备工作1、原材料及配合比设计（１）原材料采购一方面必要把好料源头关，另一方面对所进每批材料都必要按规范规定检测频率进行自检，自检合格后报监理组、业主抽检，经三方检测合格后才组织上料，同步留样备查。材料入库后，必要严格管理料场，做到材料整洁无污染，对石料必要进行隔仓解决，插牌明示，细集料采用必要覆盖办法，采用加盖防水彩条布及防雨棚办法。①水泥硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥都可以用于水泥稳定碎石路面基层施工，禁止使用快硬水泥、早强水泥以及其他受外界影响而变质水泥。我标项目部经招标采用湖南郴王水泥厂生产P032.5早强缓凝水泥。水泥各龄期强度、安定性等应达到相应指标规定：规定水泥初凝时间3小时以上、终凝时间不不大于6小时，3d抗压强度不不大于18Mpa。②碎石基层用级配碎石备料按粒径9.5～31.5mm、粒径4.75～9.5mm、粒径4.75～2.36mm，2.36mm如下四种规格筛分加工出料。水泥稳定碎石混合料中碎石压碎值不不不大于28％，针片状含量不不不大于15％，集料中不大于0.6mm颗粒必要做液限和塑性指数实验，规定液限不大于28％塑性指数<9。③水凡饮用水皆可使用，遇到可疑水源，委托关于部门化验鉴定。项目部就近采用武江河中水源。(2)配合比构成设计①取工地实际使用集料，分别进行筛分。按颗粒构成进行计算，拟定各种集料构成比例，同步规定4．75mm、0.075mm通过量接近级配范畴中值。水稳碎石混合料中集料颗粒构成通过下列筛孔（mm）重量百分率（%）级配31.526.5199.54.752.360.60.075范畴10090-10072-8947-6729-4917-358-220-7②取工地使用水泥，按不同水泥剂量分构成实验。普通水泥剂量按4%、5%、6%、7%、四种比例进行实验（水泥:集料＝4.0:100、5.0:100、6.0:100、7.0:100）。制备不同比例混合料，用重型击实法拟定各组混合料最佳含水量和最大干密度。③为减少基层裂缝，做到三个限制：在满足设计强度基本上限制水泥用量；在减少含泥量同步，限制细集料、粉料用量；依照施工时气候条件限制含水量。详细规定水泥剂量不不不大于5.5%、集料级配中0.075mm如下颗粒含量不不不大于4%、含水量不超过最佳含水量1%。④依照拟定最佳含水量，拌制水泥稳定碎石混合料，按规定压实度（重型击实原则98%）。制备混合料试件，在原则条件养护6天，浸水一天后取出，做无侧限抗压强度。⑤水泥稳定碎石7天浸水无侧限抗压强度代表值满足R≥3.5MPa。⑥取符合强度规定最佳配合比作为水泥稳定碎石生产配合比，用重型击实法求得最佳含水量和最大干密度，经批准，以指引施工。经施工单位、监理组、项目办三家实验，最后采用1＃料：2＃料：3＃料：4＃料＝30：30：13：27，水泥剂量5.0%，最佳含水量5.0%，最大干密度2.34g/cm3。2、基层准备（1）路面现场准备①外形检查，检查底基层高程、中线偏位、宽度、横坡度和平整度。②底基层应进行压实度检查，凡不符合规定路段，应分别采用碾压、填换好材料等办法解决，达到规定规定。③清除底基层表面浮土、杂物等，并将底基层表面洒水湿润。（2）测量准备提前做好路面中桩、原地面测量，宽度放样，宽度必要满足设计规定，为保证边沿某些压实度，两边支立枕木，保证支撑牢固。按松铺系数架设好钢丝绳（普通可采用1.29），松铺系数测定期采用相对坐标测量办法，即仪器架立不动，分别测量原地面、碾压前、碾压后相对标高，松铺系数＝（碾压前相对标高－原地面相对标高）÷（碾压后相对标高－原地面相对标高），取有效碾压厚度值松铺系数平均值作为松铺系数，大面积摊铺时再进一步测量。钢丝绳架设原则为保证厚度前提下兼顾纵断高程。开始摊铺前前一天进行测量放样，摊铺机宽度与传感器间距，间距为10米，做好标记，并打好导向控制线钢丝拉力应不不大于800N。3、和楼试拌通过试拌检查其运作与否正常，特别是对各材料用量控制与否精确。（二）水泥稳定碎石施工工艺1、水稳碎石拌制（1）水稳碎石拌和机我部采用一台WDB500拌和机，每小时产量500T，实际出料在350T～400T之间，配5个进料斗，料斗口安装钢筋网盖，筛除超过粒径规格集料及杂物。（2）所有料斗、水箱、罐仓都装配高精度电子动态计算器，并经计量部门标定。（3）按市高指批复配合比进行生产，同步对混合料进行筛分检查级配及做好水泥剂量滴定、含水量、强度等实验。2、水稳碎石运送（1）装料：装料依照放料人员提示，按前、中、后三次作业办法进行，不得太满外溢，车内混合料必要在初凝时间内运到工地。（2）覆盖：用油布覆盖混合料。（3）车辆倒车时在摊铺机前30cm处停住，卸料时挂空挡，注意不要撞击摊铺机，不要把料卸在摊铺机外面。3、水稳碎石摊铺施工采用一台三一重工和一台徐工摊铺机梯队作业，摊铺机拼装宽度分别为4.5m和6.0m，靠中分带第一台三一重工摊铺机按钢丝基准控制一侧高程，靠路肩一侧徐工摊铺机以中间摊铺机摊路面为基准，另一侧高程采用钢丝绳控制，即双纵向控制。摊铺机搭接宽度约20厘米，先后相距不超过6米。为保证摊铺机正常持续摊铺，保持两台摊铺机前有4-6辆待摊车辆，摊铺时要匀速摊铺，及时检查摊铺厚度；摊铺中螺旋布料器应均衡地向两侧供料，螺旋布料器料置以略高于螺旋布料器2/3为度，使熨平板挡板前混合料在全宽范畴内保持一致，避免摊铺层浮现离析现象，设专人检查铺筑厚度及平整度，发现局部离析、拖痕及其他问题应及时解决；半途不得随意变速或停机，摊铺速度在0.8～1.2米/分范畴内。依照三一重工和徐工摊铺机特性，采用夯锤进行振动，提高初始密实度。4、水稳碎石碾压碾压是关系到基层内在质量核心工序。而影响碾压工序核心因素又是碾压组合和含水量。依照试铺段最后压实效果，选出最佳碾压方式作为正常碾压施工工艺为：DD110双钢轮压路机静压1遍（速度1.5-1.7km/h）；复压采用YZ18T振动压路机高频低幅振压2遍（速度1.8-2.2km/h）；再采用宝马25T振动压路机高频低幅振压2遍（速度1.8-2.2km/h）；终压采用YZ18T振动压路机先静压1遍，再用YL20T轮胎压路机碾压1-2遍（速度1.5-1.7km/h）。碾压时注意不得漏压、超压、随意掉头、打方向等。水稳碎石施工结束应做到表面平整密实，无浮石、弹簧现象，无明显压路机轮迹。5、接缝解决水泥稳定混合料摊铺时，持续作业不中断，如因故中断时间超过2h，则设横缝，每天收工之后，第二天开工接头断面设立横缝，每当通过桥涵、特别是明涵、明通，在其两边设立横缝，在其两边设立横缝，基层横缝与桥头搭板尾端吻合。特别注意桥头搭板前水泥稳定碎石碾压。横缝与路面车道中心线垂直设立，其设立办法：施工结束处碾压方式与正常段相似，压路机碾压至下承层上，碾压结束待水稳具备一定强度后，将已碾压密实且高程和平整度符合规定末端挖成与路中心线垂直向下断面，第二天再进行摊铺。因故中断时间超过2h，则设立横缝后，再摊铺新混合料。开始摊铺时，应先量取已铺水稳碎石路面厚度，乘以松铺系数，求得新铺路段接头处松铺厚度，决定熨平板高度。（三）养生和交通管制每一段水稳碎石碾压完毕，并通过压实度、标高检查合格后，即可进入养生阶段，可采用用湿润土工布进行覆盖，覆盖2小时后，用洒水车洒水，洒水车喷头用喷雾式，每天洒水次数视气候而定，整个养生期间始终保持水泥稳定碎石层表面湿润。在7天内应保持基层处在湿润状态，28天内正常养护，在养护期间封闭交通。7天后进行钻孔取芯，芯样应完整，表面密实。三、施工控制（一）材料控制水泥稳定碎石基层材料重要由粗集料、细集料、水泥等拌和而成，防止不合格材料进场是质量控制核心。集料是水泥稳定碎石基层主体，对强度影响取决于集料自身性质。集料应坚硬、耐久并具备足够强度。粗集料应符合规范规定，当大石料较多时，在拌和、运送、摊铺过程中易产生大小料分离现象，碾压成型后易形成“粗集料窝”，对品质不利。因而，在施工过程中，粗集料最大粒径应控制在31.5mm之内。水泥质量更是核心。施工时应选用初凝时间3h以上，终凝时间较长(不不大于6h)、标号较低水泥，为保证其具备足够强度，水泥稳定碎石要有足够时间进行拌和、运送、摊铺和碾压。咱们在施工中采用水泥为湖南郴王牌32.5Mpa矿渣硅酸盐水泥。其初凝时间为3小时40分钟。（二）严格控制水泥剂量在施工过程中，要严格控制好水泥稳定碎石水泥剂量。水泥剂量太小，水泥稳定碎石强度则不能满足承载力规定；水泥剂量太大时既挥霍材料，又会使基层产生裂缝，对面层构成局部破坏。因此在施工过程中，要把水泥用量控制在经济、合理目的上。（三）含水量控制1、含水量对压实度影响。混合料含水量对水泥稳定碎石基层质量影响重要涉及强度、压实度等。击实实验表白，含水量对压实度有较大影响。当含水量不同步，相似混合料在相似压实功作用下，会产生不同压实度。由此可见，施工时控制好含水量是保证压实度达到设计原则核心之一。2、含水量对强度影响。含水量较小，混合料不但难以碾压成型，并且因水泥物理、化学反映不全面而导致构造层强度难以形成，导致板体松散。咱们在施工过程中，采用厂拌法生产水泥稳定碎石混合料。实验检测室配备一名专职实验人员，随时检测混合料含水量。依照施工构成设计拟定最佳含水量并结合当天温度、湿度及运距拟定混合料含水量。这样既可以保证混合料质量，又能保证施工进度，避免了不必要返工解决等问题。（四）摊铺在省道248线老坪石至坪石段二级公路改建工程K0+000～K5+900段施工过程中，因底基层为级配砂砾，因而在水泥稳定碎石摊铺前先在级配砂砾表面洒水浸湿，使用德国产ABG423摊铺机进行摊铺。使用摊铺机进行摊铺核心是保持作业持续不间断，因而咱们作了充分准备，拌和方面采用浙江产WBS-300型稳定土拌和站进行拌和，运送方面采用自卸车运送，规定一旦摊铺就持续不断进行。摊铺时摊铺机保持匀速行驶，速度为3.5m/min。当拌和或运送环节方面浮现问题时，摊铺机速度调节为2.5-3.0m/min，以保证不间断作业。安排专人在摊铺机背面进行检查，当局部产生粗集料窝时，辅以人工进行清除并换填。（五）压实混合料压实是一种核心工序，也是保证施工质量重要手段之一。当含水量不不大于或略不不大于最佳含水量时，就可以开始碾压。组织压实操作时应注意下列各点：1、采用压实机具应先轻后重；2、碾压速度应先慢后快，普通速度控制在1.5~2.4km/h；3、组织压实机具合理工作路线，直线段普通应先两侧后中间，以便保持路拱;在弯道某些，由低一侧开始逐渐向高一侧碾压。相邻两次轮迹应重迭轮宽三分之一，保证均匀压实而不漏压，对于压不到边角，应辅以人工或小型机具进行夯实解决；4、应经常检查混合料含水量和密实度，并视需要采用相应调节办法，以达到符合规定压实度规定。应特别注意是，任何机械均不得在已完毕或正在被碾压路段上调头或急刹车，以免对构造层导致破坏。当局部混合料过干时，可补充某些水分；如局部发生“软弹”现象，应及时人工挖开，换填新混合料，以保证质量。（六）养生水泥稳定碎石养生是十分重要一种环节，养生期间湿度及龄期对水泥稳定碎石强度影响相称大，在混合料形成初期应进行保湿养生，以保证水泥进行水化反映所需水分。养生期间还应采用封锁交通解决办法，除洒水车外其他车辆禁止通行，特别禁止重型车辆通行。咱们在施工过程中，除采用了封锁交通办法之外，还专门购进了毛毡进行覆盖养生，这样既保证了混合料初期形成强度所需要外界条件又保证了其内在质量。（七）施工质量控制中几种核心问题。现就路面基层施工质量控制中几种核心问题作如下分析。1、现场混合料配比控制。在已摊铺而尚未碾压水泥稳定碎石混合料中随机抽样检测混合料配比，水泥与集料含量以及集料中级配(特别不大于5mm细料含量)，将混合料内水泥洗去，再检测集料级配，既费工，又欠精准。咱们则采用室内原则配比水泥碎石混合料烘干所做筛分实验成果，作为施工现场检查混合料配比与集料级配根据，以以便检查。2、减少裂缝产生。水泥稳定碎石基层裂缝有两类:一类是强度局限性引起裂缝，与构造设计和施工质量关于。只要搞好构造设计和加强质量管理，此类裂缝是可以清除。另一类是收缩裂缝，由于水泥稳定碎石是一种快凝胶凝材料，和其他胶凝材料同样也有收缩性质，重要是干缩和冷缩。当发生收缩时，如受究竟层或者其他因素限制，就有浮现收缩裂缝也许。故解决此裂缝问题，要先理解影响收缩因素。水泥稳定碎石混合料干缩是由水分散失引起，失水越多，收缩愈大。这是由于混合料水分蒸发时毛细孔内水面下降，弯月面曲率变大，在表面张力作用下水内部压力比外部压力小，随着毛细孔水不断蒸发，毛细孔中负压逐渐增大，产生收缩力使混合料收缩。干缩另一种因素是水化物层间水脱出，水化硅酸钙层间水分子具备吸水膨胀和脱水收缩特性。影响混合料干缩性质因素有骨料数量、含水量和密实度等。温度下降会使混合料产生温度收缩，但在负温阶段时，由于水结冰后在构造中产生膨胀压力，构造有膨胀趋势，而负温下材料自身又要产生收缩。由此可见，负温阶段混合料构造产生了膨胀与收缩两种相反作用。而工程实践中发现，负温阶段均体现为冷缩而无膨胀现象，这也许是由于冷冻体积膨胀，尚局限性以抵消温度下降而引起冷缩及构造抗拉强度不不大于膨胀压力因素。从上面分析，导致裂缝浮现外因如下：（1）施工含水量过大。收缩裂缝发生与发展和含水量有密切关系，含水量大则干缩和冷缩都大，因而施工中必要严格控制含水量。（2）压实度不够，构造中存在大孔隙构造才有也许产生较大收缩孔隙，也是水分藏身之处。（3）施工期间重车行驶影响。在