水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量控制振動(dòng)擊實(shí)法

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1、京秦高速公路遷西支線工程LM-2標(biāo)田昆侖2011年12月13日水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量控制-振動(dòng)擊實(shí)法目錄振動(dòng)成型法簡(jiǎn)介原材料及配合比設(shè)計(jì)要求施工工藝控制振動(dòng)成型法簡(jiǎn)介振動(dòng)成型法的概念振動(dòng)成型法是由振動(dòng)壓實(shí)成型機(jī)模擬現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)壓路機(jī)，從而確定材料的組成比例、最大干密度及最佳含水量，并對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)的一種水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì)方法。振動(dòng)成型法得到的壓實(shí)效果與振動(dòng)壓路機(jī)非常接近，是能更精確模擬現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)方式的室內(nèi)試驗(yàn)方法。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的現(xiàn)狀室內(nèi)成型方式與現(xiàn)場(chǎng)碾壓方式不匹配在我國(guó)，無(wú)機(jī)穩(wěn)定結(jié)合料大部分是按《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ057-94)的要求采用重型擊實(shí)試驗(yàn)，與工

2、程實(shí)際中振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)不匹配，試驗(yàn)得出的最大干密度太小，與工程實(shí)際差別較大。在水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，由于室內(nèi)重型擊實(shí)成型與室外振動(dòng)壓實(shí)不匹配，造成了兩個(gè)嚴(yán)重的后果：一是壓實(shí)度超百。在各級(jí)檢查及驗(yàn)收中，不允許壓實(shí)度超百，這就迫使施工單位在施工過(guò)程中，通過(guò)減少壓實(shí)遍數(shù)來(lái)降低壓實(shí)度；二是裂縫嚴(yán)重。水泥劑量、細(xì)集料含量和含水量是引起水泥穩(wěn)定碎石裂縫的三大因素。由于試件成型方式與現(xiàn)場(chǎng)施工碾壓方式不同，施工單位往往為避免壓實(shí)度超百而減少壓實(shí)遍數(shù)，造成強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，于是為了增加強(qiáng)度便加大水泥劑量。質(zhì)量控制指標(biāo)單一規(guī)范對(duì)混合料路用性能要求相對(duì)簡(jiǎn)單。除原材料性質(zhì)以外，對(duì)混合料只要求7天齡期的飽水無(wú)側(cè)

3、限抗壓強(qiáng)度達(dá)到要求即可，對(duì)混合料抗裂能力沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)而使得設(shè)計(jì)或者施工的時(shí)候，只注重提高強(qiáng)度，造成片面的強(qiáng)度過(guò)大而抗裂能力較差等負(fù)面影響。壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)偏低壓實(shí)度達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥穩(wěn)定碎石混合料強(qiáng)度、抗裂能力以及抗疲勞能力的提高有顯著的作用。壓實(shí)度的增加可以大幅提高半剛性材料強(qiáng)度，并可顯著提高混合料的抗裂能力；另一方面，壓實(shí)度的提高可以大大減少水泥穩(wěn)定碎石混合料中的微裂隙，從而提高混合料的抗疲勞能力。規(guī)范規(guī)定的級(jí)配范圍太寬，難以保證工程質(zhì)量規(guī)范規(guī)定的級(jí)配范圍太寬，在此范圍內(nèi)，不同級(jí)配的混合料其力學(xué)性能有很大差異，因此不同級(jí)配的水泥穩(wěn)定碎石混合料各種力學(xué)指標(biāo)即使全部滿(mǎn)足規(guī)范要求

4、，也很難說(shuō)明這些混合料具有良好的抗裂性能。振動(dòng)成型法的優(yōu)點(diǎn)改變了傳統(tǒng)的重型擊實(shí)法和靜壓法，采用更能夠模擬現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)方式的振動(dòng)方法進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)及檢測(cè)。水泥劑量明顯降低，同時(shí)強(qiáng)度提高、抗裂能力提高。水泥劑量降低1%~1.5%，強(qiáng)度提高1.5~2倍，相同水泥劑量下，振動(dòng)成型試件干縮抗裂系數(shù)是靜壓成型條件下的1.5倍。振動(dòng)成型法設(shè)計(jì)的半剛性材料密度標(biāo)準(zhǔn)提高1.02~1.03倍。且實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)表明，用傳統(tǒng)的碾壓方式，在不增加設(shè)備投資的情況下，完全可以達(dá)到新的設(shè)計(jì)方法的壓實(shí)度要求。試驗(yàn)室試件比較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法試件振動(dòng)成型法試件養(yǎng)生7天后現(xiàn)場(chǎng)取芯比較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法基層7天芯樣原材料及配合比設(shè)計(jì)要求原材料水泥水泥

5、穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)層對(duì)原材料要求較高，水泥做為唯一的一種穩(wěn)定劑，其質(zhì)量尤為重要。為保證水泥穩(wěn)定碎石混合料有足夠的時(shí)間來(lái)運(yùn)輸、攤鋪及碾壓，要求水泥應(yīng)選用初凝時(shí)間應(yīng)大于3小時(shí)、終凝時(shí)間大于6小時(shí)的普通硅酸鹽水泥。強(qiáng)度等級(jí)不低于32.5級(jí)。水泥在入罐前，必須確認(rèn)在出爐7天以后，安定性等符合規(guī)范要求。集料各規(guī)格集料必須滿(mǎn)足《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》JIJ034-2000和設(shè)計(jì)文件中規(guī)定的物理力學(xué)性能要求，并滿(mǎn)足粒徑規(guī)格要求。規(guī)范規(guī)定集料最大粒徑不宜大于37.5mm，一般集料最大粒徑不超過(guò)31.5mm。粒徑過(guò)大對(duì)拌合站、攤鋪機(jī)的損害性越大，混合料容易離析。針片狀含量不大于20%，壓碎值不大于30%，塑性指

6、數(shù)小于6、硫酸鹽含量不宜超過(guò)0.25%。粒徑小于0.6mm的顆粒必須做液限和塑性指數(shù)試驗(yàn)，要求液限小于28%，0~4.75mm料中，0.075mm通過(guò)量必須小于15%。水凡飲用水皆可使用，遇到可疑水源，應(yīng)委托有關(guān)部門(mén)化驗(yàn)鑒定。配合比組成設(shè)計(jì)一般規(guī)定水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石混合料組成設(shè)計(jì)包括原材料質(zhì)量檢驗(yàn)，混合料級(jí)配組成設(shè)計(jì)，確定必需的水泥劑量和混合料的最佳含水量等。原材料試驗(yàn)包括含水率、集料級(jí)配、液限及塑限、碎石針片狀顆粒含量、碎石的壓碎值試驗(yàn)、水泥強(qiáng)度等級(jí)和凝結(jié)時(shí)間等，必要時(shí)應(yīng)測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量和硫酸鹽含量?；旌狭显囼?yàn)包括重型擊實(shí)、水泥劑量、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、延遲時(shí)間等?；旌狭系脑O(shè)計(jì)步驟1）取工地實(shí)際使

7、用的不同規(guī)格集料應(yīng)分別進(jìn)行水洗篩分，每批石料應(yīng)取有代表性的石料進(jìn)行不少于10次篩分，以平均值作為不同規(guī)格集料的篩分結(jié)果。級(jí)配的走向應(yīng)選擇靠近中值偏下、靠近級(jí)配范圍的下限使礦料級(jí)配形成S形曲線，基層4.75mm以上粗集料的含量不低于65%，形成骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，經(jīng)行室內(nèi)試驗(yàn)，待實(shí)驗(yàn)結(jié)果出來(lái)后確定合適的級(jí)配曲線。取工地使用的水泥，根據(jù)確定的級(jí)配曲線，按不同水泥劑量分組試驗(yàn)。結(jié)合設(shè)計(jì)文件，按下列水泥劑量配制：基層用水