1、,水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層概述 水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和站建站要求 水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層對材料的要求 振動成型法水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì) 水泥穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)與管理 水泥穩(wěn)定碎石混合料的施工與質(zhì)量控制,1.水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層概述,1.1特點(diǎn) 強(qiáng)度高、剛性大、穩(wěn)定性好、工程造價較低、施工方便快速、廣泛采用。 可以說，半剛性基層瀝青路面在中國公路建設(shè)中具有重大的歷史意義。但是， 幾十年來，半剛性基層瀝青路面路用性能并不是都獲得了預(yù)期的效果，主要表現(xiàn)為存在收縮裂縫，當(dāng)有水滲入后可能出現(xiàn)唧漿現(xiàn)象；當(dāng)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)不合理或半剛性基層自身存在質(zhì)量問題時，往往會發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞。,1.水泥穩(wěn)定碎石半剛

2、性基層概述,1.2一些現(xiàn)象 水泥劑量達(dá)到56以上，現(xiàn)在常用4%和5%； 施工后的基層表觀密實(shí)、光滑（級配不良），事實(shí)上已成為水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量控制的重要標(biāo)準(zhǔn)； 工程中為達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)及保證路面芯樣完整，提高水泥劑量（非唯一方式）幾乎成為最有效的手段； 現(xiàn)場芯樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度往往遠(yuǎn)大于室內(nèi)靜壓法成型試件強(qiáng)度的原因（室內(nèi)成型方式與現(xiàn)場不匹配）； 現(xiàn)有壓實(shí)設(shè)備下，無需對施工工藝嚴(yán)格控制也能達(dá)到較高的壓實(shí)度（壓實(shí)度超百現(xiàn)象普遍存在已被接受）。,1.水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層概述,1.3存在的主要問題 以上問題的存在并不表明半剛性基層路用性能差，更不表明半剛性材料不適宜作高等級路面的基層。但是，工程實(shí)踐

3、中出現(xiàn)的一些問題卻反映出目前采用的半剛性基層混合料設(shè)計(jì)、評價指標(biāo)及試驗(yàn)方法等方面尚需進(jìn)一步研究并改進(jìn)，例如： 規(guī)范對混合料路用性能要求相對簡單 規(guī)范規(guī)定的混合料級配范圍太寬 規(guī)范給定的混合料級配過細(xì) 現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法造成水泥劑量過大 室內(nèi)試件成型方式與現(xiàn)場碾壓方式不匹配 壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)偏低,1.水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層概述,1.4解決方法 如上所述，水泥穩(wěn)定碎石混合料出現(xiàn)早期破壞與室內(nèi)成型方 式的不合理及標(biāo)準(zhǔn)單一導(dǎo)致水泥劑量過高、壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)偏低、級 配不良等有密切關(guān)系。為進(jìn)一步提高路用性能，現(xiàn)實(shí)的措施是： 改進(jìn)成型方式 確定合理的級配范圍 適當(dāng)降低水泥劑量 提高壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。 但最佳級配范圍如何確定，水泥劑

4、量降低多少，壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn) 提高到什么程度，卻需要以科學(xué)的方法去開發(fā)能夠模擬現(xiàn)場壓實(shí) 工況的室內(nèi)試件成型方式并提出切實(shí)可行的施工控制標(biāo)準(zhǔn)。,1.水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層概述,1.4解決方法 眾所周知，室內(nèi)試驗(yàn)要準(zhǔn)確、有效預(yù)測與控制現(xiàn)場施 工質(zhì)量，應(yīng)滿足兩個最基本的條件，首先要求試件成型方 式能夠最大限度地模擬基層施工條件，使室內(nèi)成果與基層 實(shí)際應(yīng)用效果有可比性；其次要求各種性能評價指標(biāo)切實(shí) 反映基層在其服務(wù)環(huán)境下的服務(wù)質(zhì)量。缺少此條件，室內(nèi) 控制與預(yù)測便無從談起。 天津市市政工程研究院經(jīng)過多年的科研與施工服，總結(jié) 出一套具有抗裂性能的半剛性基層材料的設(shè)計(jì)采用振 動成型法的半剛性基層材料設(shè)計(jì)方法及相關(guān)

5、的施工方法。,2.水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和站建站要求,2.1拌和設(shè)備要求 拌和設(shè)備生產(chǎn)能力不小于500t/h； 拌和缸必須采用雙軸拌和，拌和軸長度不小于2m； 拌和機(jī)配料應(yīng)準(zhǔn)確，集料皮帶秤、水和水泥用量計(jì)量裝置均需經(jīng)過計(jì)量部門檢定合格后才能使用。 料斗數(shù)量不少于5個。 2.2場區(qū)規(guī)劃 合理劃分生產(chǎn)區(qū)、料場和生活區(qū)； 必須保證場區(qū)規(guī)模能夠滿足工程需要； 場區(qū)應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置縱坡和雨水排放措施； 場區(qū)規(guī)劃應(yīng)報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后實(shí)施。,2.水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和站建站要求,2.3場區(qū)硬化 場區(qū)道路硬化 基層場站入口前30米內(nèi)道路、場區(qū)內(nèi)運(yùn)料道路（包括裝 載機(jī)自料堆至拌和機(jī)上料斗行走的道路）采用8%灰土處理

6、 原地面20cm +16cm水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)，7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 3.0Mpa。 基層料場硬化 基層料場硬化采用8%灰土處理原地面15-20cm，其上撒布 20cm同規(guī)格石料。,3.水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層對材料的要求,3.1碎石 本工程所用碎石是指石灰?guī)r碎石； 上下基層單個顆粒的最大粒徑均不應(yīng)超過31.5mm（方孔篩），一律采用46種規(guī)格料配制，不得使用0mm30mm或0mm20mm的級配碎石料； 壓碎值不大于30%,0.075mm以下顆粒含量不大于5%； 有機(jī)質(zhì)含量不應(yīng)超過2%； 硫酸鹽不應(yīng)超過0.25%； 所用碎石粗細(xì)集料的粒徑規(guī)格應(yīng)符合表31的規(guī)定生產(chǎn)和使用。當(dāng)生產(chǎn)的集料不符合表31規(guī)格

7、要求，但確認(rèn)與其他材料配合后的級配合乎表32級配范圍要求時也可以使用。,3.水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層對材料的要求,表31 水泥穩(wěn)定碎石混合料用集料規(guī)格,表32 水泥穩(wěn)定碎石混合料級配表,3.水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層對材料的要求,3.2水泥 水泥可選用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥； 標(biāo)號32.5或42.5散裝水泥均可； 選用時應(yīng)注意初凝時間3h以上和終凝時間6h以上； 快硬、早強(qiáng)水泥以及受潮結(jié)塊變質(zhì)的水泥不得使用。 所選用水泥應(yīng)滿足表33的技術(shù)要求。 表33 水泥指標(biāo),3.3水 凡是飲用水均可用于水泥穩(wěn)定碎石施工。,3.水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層對材料的要求,3.4材料堆放 各規(guī)格

8、材料應(yīng)整齊堆放，之間必須設(shè)置隔墻，隔墻高度不小于1.5米； 細(xì)料應(yīng)在已硬化的場地上采用罩棚或苫蓋措施，防止因雨淋造成的含水量變化不穩(wěn)定現(xiàn)象； 水泥應(yīng)采用監(jiān)理工程師批準(zhǔn)使用的材料建筑儲料倉或其他防潮措施，以保證材料不被污染、雨淋或受潮； 料堆應(yīng)設(shè)置標(biāo)示牌，標(biāo)明石料規(guī)格、種類、產(chǎn)地、收料人等內(nèi)容； 拌和樓還應(yīng)設(shè)有標(biāo)明當(dāng)日生產(chǎn)配合比等相關(guān)技術(shù)信息數(shù)據(jù)的標(biāo)志牌； 場區(qū)內(nèi)無不合格材料，無多余或雜亂無章的堆積物。,3.水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層對材料的要求,3.水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層對材料的要求,4.振動成型法水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì),4.1振動成型方法 研究表明，合理的半剛性基層材料設(shè)計(jì)所用的成型方法必

9、須能最大限度的模擬路面實(shí)際成型過程。具體成型方法已列入公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D502006），在此不再贅述，所用成型設(shè)備見下圖1。,振動成型參數(shù)： 靜面壓力140kPa; 振動頻率3355Hz; 振幅0 2.5mm; 振動壓實(shí)時間0 15min。,圖1 振動成型機(jī),4.振動成型法水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì),4.3級配設(shè)計(jì) 資料顯示，相同水泥劑量下，級配良好的混合料其強(qiáng)度比級配不良的混合料要高的多。據(jù)此通過調(diào)整級配提高混合料強(qiáng)度應(yīng)有較大的潛力。工程實(shí)踐表明，規(guī)范確定級配范圍相對較寬，強(qiáng)度滿足要求但級配不同的水泥穩(wěn)定碎石混合料其抗裂能力有很大差別。研究成果表明，接近規(guī)范中值及規(guī)范下限兩種

10、級配，混合料具有較高的強(qiáng)度及抗收縮特性。級配范圍見表2、圖2。,表2 水泥穩(wěn)定碎石混合料級配表,4.振動成型法水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì),圖2 水泥穩(wěn)定碎石混合料級配圖,4.振動成型法水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì),4.4最佳含水量和最大干密度的確定 按照設(shè)計(jì)集料級配的材料比例、最大干密度經(jīng)驗(yàn)值，以及試件體積計(jì)算各種集料的重量并配料，每份混料重量約8kg左右（風(fēng)干質(zhì)量）；共配料45份備用。選擇35個水泥劑量（一般為3%，4%，5%，6%，7%）分別進(jìn)行振動擊實(shí)和重型擊實(shí)試驗(yàn)，確定不同水泥劑量下的最大干密度和最佳含水量。 4.5無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 按規(guī)定壓實(shí)度分別計(jì)算不同水泥劑量的試件應(yīng)有的干密

11、度。按最佳含水量和計(jì)算的干密度分別以振動成型法和靜壓法制備試件。試件在規(guī)定溫度下保濕養(yǎng)生6d，浸水24h，按公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程（JTJ057）進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。,4.振動成型法水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì),4.6配合比的確定 按規(guī)定壓實(shí)度（底基層97%、基層98%）分別計(jì)算不同水泥劑量的試件應(yīng)有的干密度。按最佳含水量和計(jì)算得的干密度分別以振動擊實(shí)法成型規(guī)定數(shù)量的試件。試件在規(guī)定溫度下保濕養(yǎng)生6d，浸水24h，按規(guī)程（JTJ057）進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。并計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果的平均值和偏差系數(shù)，根據(jù)是否滿足下面公式要求來確定最后配合比設(shè)計(jì)結(jié)果。,4.振動成型法水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比

12、設(shè)計(jì),4.7標(biāo)準(zhǔn)干密度的確定 由于目前采用振動擊實(shí)試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)的施工單位較少，為便于指導(dǎo)施工，對通過試驗(yàn)確定的配合比設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)，計(jì)算最大干密度；并與振動擊實(shí)法試件最大干密度進(jìn)行比較，確定修正系數(shù)。以此修正系數(shù)乘以工地實(shí)驗(yàn)室重型擊實(shí)法試件最大干密度可作為控制施工的標(biāo)準(zhǔn)干密度。,公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 0342000）標(biāo)準(zhǔn)要求見表3。,表3 水泥穩(wěn)定碎石混合料抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn),5.水泥穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)與管理,5.1水泥穩(wěn)定碎石混合料生產(chǎn)設(shè)備介紹 水泥穩(wěn)定碎石混合料生產(chǎn)設(shè)備的基本工作： 不同規(guī)格礦料的采集； 不同規(guī)格礦料的計(jì)量配合； 水和水泥的計(jì)量、混合料攪拌； 成

13、品料的輸出。,5.水泥穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)與管理,(1)水泥穩(wěn)定碎石混合料生產(chǎn)設(shè)備總圖1,5.水泥穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)與管理,(2) 供料系統(tǒng)總圖,5.水泥穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)與管理,(3)拌和設(shè)備檢查 （1）供料斗上口加裝防大塊料和草袋等進(jìn)入的濾網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸510倍本規(guī)格最大粒徑尺寸。 （2）供水計(jì)量控制裝置運(yùn)轉(zhuǎn)正常。 （3）水泥劑量計(jì)量裝置運(yùn)轉(zhuǎn)正常。 （4）整機(jī)帶料運(yùn)轉(zhuǎn)正常。 （5）儲料斗是否安裝了防離析措施。,5.水泥穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)與管理,(4) 集料的堆放與貯存l集料應(yīng)堆放在堅(jiān)硬、清潔的場地；l料場應(yīng)有良好的排水結(jié)構(gòu)，保證雨水不滯留在堆放場地；l堆放場地，尤其砂的堆放場應(yīng)設(shè)有雨棚

14、或遮雨的蓬布；l不同規(guī)格的集料應(yīng)用隔墻或料槽分隔開； 不正確的集料堆放會導(dǎo)致材料粗細(xì)顆粒的分離，導(dǎo)致集料的級配變化，從而嚴(yán)重影響攪拌設(shè)備的穩(wěn)定生產(chǎn)和成品料組成的穩(wěn)定性。 用推土機(jī)修筑料堆時應(yīng)注意：l每層不宜超過1.2m厚；l推土機(jī)對集料的擾動應(yīng)盡可能少；推土機(jī)不應(yīng)在同一平面上將料堆推成槽狀。,5.水泥穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)與管理,（5）集料的裝卸技巧為減少裝載機(jī)向冷料倉輸送集料中出現(xiàn)的離析，應(yīng)注意：l裝載機(jī)應(yīng)在料堆的全部高度和各個方向上進(jìn)行采掘，以免由于料堆坍落而引起離析；l裝載機(jī)取樣時應(yīng)垂直面向料堆材料流動的方向；l裝載機(jī)取料時應(yīng)使用大臂使鏟斗向上滾卷，而不要將鏟斗插入很深而使鏟斗穿入料堆向上

15、翻轉(zhuǎn)，以免對料堆產(chǎn)生很大的擾動；l裝載機(jī)手應(yīng)避免從料堆最底部取樣，此處大都粗料較多，而含水量較大；l當(dāng)發(fā)現(xiàn)粗細(xì)料離析時裝載機(jī)手應(yīng)將粗細(xì)料就地翻動混合后再裝料，不應(yīng)一斗粗料一斗細(xì)料地向冷料倉供料；l裝載機(jī)手在向冷料倉裝料時應(yīng)仔細(xì)對準(zhǔn)料倉防止發(fā)生混倉；l裝載機(jī)手應(yīng)及時向冷料倉加料，使其經(jīng)常保持相對的滿倉狀態(tài)，不應(yīng)等冷料倉內(nèi)集料下降很多時才加料。,5.水泥穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)與管理,（6） 水泥的貯存、輸送與管理1）水泥的貯存與輸送 袋裝供應(yīng)，要設(shè)置高出地面50cm以上儲料平臺，并設(shè)置防雨頂棚，同時所用斗式提升機(jī)和水泥儲罐均需防水； 散裝供應(yīng)，需用經(jīng)脫水的壓縮空氣輸送至水泥儲罐； 防止水泥受潮的影響

16、，水泥罐應(yīng)裝備有破拱裝置，用經(jīng)脫水處理的干燥壓縮空氣進(jìn)行破拱是一種效果良好的方法。2）水泥的質(zhì)量管理 每批水泥進(jìn)場時均應(yīng)按國家規(guī)范對水泥的強(qiáng)度、凝結(jié)時間等特性進(jìn)行取樣分析，證明合格后方可進(jìn)場堆放，并簽發(fā)驗(yàn)收單。,5.水泥穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)與管理,5.2生產(chǎn)過程中的控制（1）不同規(guī)格礦料的采集 不同規(guī)格礦料供料系統(tǒng)由帶有閘門的砂石料斗、給料器和皮帶輸送機(jī)和皮帶秤等組成。作用：分別存放不同規(guī)格礦料；按配比要求控制個規(guī)格礦料的用量。關(guān)鍵：需設(shè)置防止起拱裝置和超粒徑礦料混入，靠調(diào)速電機(jī)和料門控制流量。,安裝倉壁振動器；料倉上部設(shè)置過濾篩網(wǎng)，尺寸亦不大于料倉出料口高度為宜；皮帶秤一定要標(biāo)定。,5.水泥

17、穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)與管理,（2）礦料級配的設(shè)計(jì) 1）混合料關(guān)鍵篩孔控制： 0.075mm、4.75mm、9.5mm、公稱最大粒徑。 2）啟動拌和機(jī)，按已確定的初配上料至各料倉出料穩(wěn)定為止； 3）在集料皮帶上取料：均勻的分成四段，分別截取試驗(yàn)用量，烘干后進(jìn)行篩分試驗(yàn)，并計(jì)算礦料級配（提倡S型級配）； 4）礦料級配關(guān)鍵篩孔控制通過率應(yīng)與設(shè)計(jì)級配相吻合。,5.水泥穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)與管理,（3）混合料質(zhì)量控制 生產(chǎn)中，每個標(biāo)段每天進(jìn)行至少兩次原材料篩分，及時調(diào)整原材料比例，確保級配滿足要求。 根據(jù)天氣、運(yùn)距及原材料含水量的變化，及時調(diào)節(jié)拌和樓加水量。因此要不間斷進(jìn)行含水量測定，及時監(jiān)控混合料含水

18、量。 不間斷進(jìn)行水泥劑量測定，及時監(jiān)控水泥劑量。并將每天水泥劑量的檢測統(tǒng)計(jì)結(jié)果與當(dāng)天實(shí)際所用水泥、集料比例進(jìn)行比較。 拌和現(xiàn)場須有一名試驗(yàn)人員監(jiān)測拌和時的水泥劑量、含水量和各種集料的配比，發(fā)現(xiàn)異常要及時調(diào)整或停止生產(chǎn)，水泥劑量和含水量應(yīng)按要求的頻率檢查并做好記錄。,5.水泥穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)與管理,（4）混合料的裝運(yùn),l在向卡車卸料時不允許向車槽的中央卸料(參看左圖)，應(yīng)向車槽前部卸料再向尾部卸料，然后再在中央卸料(參看下圖)。,6.水泥穩(wěn)定碎石混合料的施工與質(zhì)量控制,6.1基本要求 運(yùn)輸設(shè)備：箱體內(nèi)清潔，不得裝的過滿，必須苫蓋。 攤鋪設(shè)備：不能產(chǎn)生過大離析（料槽前擋板下加設(shè)膠皮擋板），具備

19、自動找平和夯實(shí)（攤鋪壓實(shí)度75%）功能。須用2臺以上。 碾壓設(shè)備：至少3臺自重20t以上單鋼輪振動壓路機(jī)，2臺自重25t以上輪胎壓路機(jī)，1臺自重18/21t以上三鋼輪壓路機(jī)。 養(yǎng)生設(shè)備：透水土工布或其它苫蓋養(yǎng)護(hù)，噴淋灑水車。 層間粘結(jié)：水泥漿（水泥：水=1：3）。,6.水泥穩(wěn)定碎石混合料的施工與質(zhì)量控制,6.2準(zhǔn)備下承層 下承層必須滿足相應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)，表面應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)，具有合適的路拱，沒有任何松散和軟弱地點(diǎn)。施工前應(yīng)保證下承層表面濕潤，并用土培好路肩。 6.3攤鋪 攤鋪機(jī)行進(jìn)速度要與拌和機(jī)能力相適應(yīng)，最大限度地保持勻速前進(jìn)，攤鋪不停頓、間斷。 攤鋪機(jī)后面設(shè)專人消除粗細(xì)集料離析現(xiàn)象，特別是局部粗

20、集料窩和含水量超限點(diǎn)應(yīng)該鏟除，并用新拌混合料填補(bǔ)。 鋪料時，嚴(yán)禁人為對鋼絲繩干擾，造成攤鋪出的水泥穩(wěn)定碎石混合料的忽高忽低。 影響攤鋪機(jī)振動梁壓實(shí)效果的因素主要是振幅、頻率和攤鋪速度，因此，應(yīng)合理的選擇攤鋪機(jī)的振幅和振動頻率，切實(shí)保證混合料的密實(shí)度和平整度。,6.水泥穩(wěn)定碎石混合料的施工與質(zhì)量控制,4.4碾壓 （1）初壓：用振動壓路機(jī)前靜后振碾壓1遍； （2）復(fù)壓：用振動壓路機(jī)高頻低幅振動碾壓不少于2遍，之后低頻高幅碾壓不少于2遍，然后用膠輪壓路機(jī)碾壓不少于2遍，達(dá)到要求的壓實(shí)度； （3）終壓：用三鋼輪壓路機(jī)收跡碾壓，達(dá)到要求的平整度。 碾壓過程中，壓路機(jī)的起步和制動應(yīng)做到慢速起動，慢速剎車。嚴(yán)禁在已完成或正在碾壓的路段上“調(diào)頭”或急剎車。 壓路機(jī)每次由兩端折回的位置呈階梯形，隨攤鋪機(jī)向前推進(jìn)，使折回處不在同一橫斷面上，最好呈45斜角。 對由于碾壓過程中出現(xiàn)的擁包，應(yīng)用人工或平地機(jī)刮平處理，再繼續(xù)碾壓，碾壓全過程控制在1小時內(nèi)完成。 碾壓過程中，如有“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象，應(yīng)及時進(jìn)行處理。,6.水泥穩(wěn)定碎石混合料的施工與質(zhì)量控制,碾壓中的測量 （1）快速檢測壓實(shí)度，壓實(shí)不足盡快補(bǔ)壓。 自檢時壓實(shí)度按提高一個百分點(diǎn)控制，用三米直尺