水泥稳定碎石基层施工技术(新规范版本)20160407（PDF128页）

1交融天下建者无疆水泥稳定碎石基层施工技术—中咨公路养护检测技术有限公司—戴建华高级工程师2015年8月1日新修订的《公路路面基层施工技术细则》(JTG-T-F20-2015)做为交通行业推荐标准开始实施，原《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)同时废止。修订为2015版《细则》修订指导思想随着我国经济建设的发展，公路上交通荷载愈来愈繁重；同时，公路建设的可持续发展，提升路面结构的耐久性需求愈来愈迫切。在这种形势下，《细则》修订编写组在总结十余年来公路路面基层施工技术发展经验和相关科研成果的基础上，经分析论证和广泛征求国内专家意见，明确以提高基层施工质量均匀性为核心，以修建耐久性路面基层为目标的指导思想。---摘自《公路路面基层施工技术细则》实施手册·前言无论是沥青混凝土路面还是水泥混凝土路面，基层和底基层的施工质量对其使用耐久性的影响至关重要。从路面结构原理上讲，不论是刚性基层结构、半刚性基层结构还是柔性基层结构，基层和底基层是路面结构的主要承重结构层。因此，加强施工质量的控制与管理，提高基层和底基层的施工质量有利于提高路面整体结构使用性能的耐久性和延长使用寿命。其实，并不是半刚性基层不适用，而是我们还没有找到修好半刚性基层结构的关键技术。---摘自《新细则》实施手册·总则修订内容：1、提高了基层用粗集料的压碎值技术要求，增加了软石含量、针片状颗粒含量、粉尘含量等技术指标，增加了细集料的技术要求。2、增加了高速公路和一级公路路面基层混合料生产时材料分档的数量和规格要求。3、提出间断、密实型的级配构成原理，改进无机结合料稳定级配碎石的级配设计。4、调整了强度标准，增加了目标配合比和生产配合比的设计内容与要求。5、提高了基层和底基层的压实度标准。6、提高了无机结合料稳定材料拌和设备和工艺要求。7、规范了无机结合料稳定材料的养生方式和周期。8、强化了基层施工质量的控制措施和指标要求。---摘自《新细则》实施手册·总则6目录Contents1水稳基层材料特点2原材料要求3配合比设计4施工过程管理5质量标准与控制7基层刚性基层：贫混凝土、普通混凝土半刚性基层：水稳碎石、石灰稳定土柔性基层：沥青碎石、级配碎石一、水稳基层材料特点基层类型8一、水稳基层材料特点水稳基层典型路面结构沥青面层水泥稳定碎石基层水泥稳定碎石底基层未筛分碎石垫层沥青面层的功能作用半刚性基层和底基层的承重作用垫层的稳定、抗冻作用。半刚性基层和底基层的设计和施工质量控制是关键9优点具有一定的板体性、刚度；具有一定的抗拉强度、抗疲劳强度、良好的水稳定等特性；路面基层受力性能良好，并且保证了基层的稳定性缺点容易收缩开裂形成路面反射裂缝，当有水渗入后可能出现唧浆现象。有冲刷现象并进一步形成脱空、开裂。对荷载表现敏感，超载后破坏较快。不易修补。一、水稳基层材料特点水稳基层优缺点10面层水稳裂缝水稳基层反射裂缝11足够的强度和稳定性有足够的强度和适当的刚度有足够的水稳性和冰冻稳定性较小的收缩变形和较强的抗冲刷能力收缩性小、抗冲刷能力强足够的平整度和压实度表面粗糙与沥青面层有良好的结合一、水稳基层材料特点水稳基层要求12目录Contents1水稳基层材料特点2原材料要求3配合比设计4施工过程管理5质量标准与控制13水泥强度等级为32.5或42.5的普通硅酸盐水泥等初凝时间应大于3h，终凝时间应大于6h且小于10h。原规范要求普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥初凝大于4h（设计规范），终凝大于6h二、原材料要求水稳基层原材料-水泥14水泥讨论一种认为应该用普通硅酸盐水泥，以确保强度的形成，但鉴于国标普通硅酸盐水泥已经没有32.5的强度等级，因此市场上也几乎找不到该标号的普通硅酸盐水泥；另一种看法认为完全可以使用矿渣硅酸盐、火山灰质硅酸盐水泥和复合水泥，但强度形成较慢。普通硅酸盐水泥特点早期强度高、耐腐蚀性好、抗冻性和抗渗性好二、原材料要求水稳基层原材料-水泥15二、原材料要求水稳基层原材料-水泥为了调节凝结时间，在熟料磨粉磨时，需加入适量石膏，石膏掺入量与熟料矿物组成有关，铝酸三钙（C3A）含量高时，应掺入较多的石膏，但石膏过多反而会使水泥安定性下降。16规定饮用水可以直接用作基层、底基层材料拌和与养生用水。非饮用水技术指标养生水可不检验不溶物含量二、原材料要求水稳基层原材料-水项目pH值Cl-含量(mg/L)SO2-含量(mg/L)碱含量(mg/L)可溶物含量(mg/L)不溶物含量(mg/L)其他杂质技术要求≥4.5≤3500≤2700≤1500≤10000≤5000不应有油脂、泡沫及明显颜色、异味17规定将高等级公路分为极重、特重交通和重、中、轻两种类型高等级公路极重、特重交通荷载等级基层4.75mm以上应采用单筛孔粒径原石粒径应为破碎后粒径碎石公称最大粒径的3倍以上，高速公路基层用碎石，采用反击破碎工艺级配碎石、砾石作基层，高等级公路公称最大粒径应不大于26.5mm，其他不大于31.5mm；作底基层，不大于37.5mm二、原材料要求水稳基层原材料-粗集料粒径尺寸（mm）4.759.513.2161926.531.537.5筛网尺寸（mm）5.51115182231364318原规范只规定了压碎值、最大粒径。新规范规定了加工工艺、压碎值、针片状、软石含量、粉尘指标、规格要求。二、原材料要求水稳基层原材料-粗集料指标高速公路、一级公路二级及二级以下基层底基层基层底基层压碎值(%)30303540最大粒径(mm)31.537.537.55319二、原材料要求20规定新增细集料的技术指标新增细集料规格规定了小于0.075mm颗粒含量的限制二、原材料要求水稳基层原材料-细集料项目粒径分析塑性指数有机质含量(%)硫酸盐含量(%)水泥稳定满足级配要求≤17＜2≤0.2521材料分档规定用于二级及二级以上的公路基层和底基层的级配碎石和砾石，应有至少4种规格的材料掺配而成。级配碎石或砾石细集料的塑性指数应不大于12。不满足要求时，可掺加石灰、无塑性的砂和石屑。二、原材料要求材料分档与掺配（新增）指标高速公路、一级公路二级及二级以下极重、特重重、中、轻基层≥5≥4≥3或4底基层≥4≥3或4≥322二、原材料要求材料分档与掺配（新增）23目录Contents1水稳基层材料特点2原材料要求3配合比设计4施工过程管理5质量标准与控制24三、配合比设计设计流程确定技术标准当地材料特点确定稳定材料原材料检验目标配合比设计生产配合比设计施工参数确定结合料检验其他材料检验被稳定材料检验确定结合料剂量确定最大干密度确定合理含水率级配优化25规定目标配合比设计内容生产配合比设计内容施工参数确定内容最大干密度宜采用重型击实方法，也可采用振动压实方法(遵循压实功等效原则)在施工过程中，材料品质或规格发生变化、结合料品种发生变化时，应重新进行材料组成设计三、配合比设计一般规定26规定目标配合比设计内容选择级配范围确定结合料类型及掺配比例验证混合料相关的设计及施工技术指标三、配合比设计一般规定27规定生产配合比设计内容确定料仓供料比例确定水泥稳定材料的容许延迟时间确定结合料剂量的标定曲线确定混合料的最佳含水率、最大干密度三、配合比设计一般规定28规定施工参数确定内容确定施工中结合料的剂量确定施工合理含水率及最大干密度验证混合料的强度技术指标三、配合比设计一般规定297d龄期无侧限抗压强度为主要指标高速、一级公路应验证7d无侧限抗压强度和90d或180d弯拉强度关系原规范要求三、配合比设计强度要求结构层次公路等级极重、特重交通重交通中、轻交通基层高速、一级5.0~7.04.0~6.03.0~5.0二级及其他4.0~6.03.0~5.02.0~4.0底基层高速、一级3.0~5.02.5~4.52.0~4.0二级及其他2.5~4.52.0~4.01.0~3.0公路等级高速、一级二级及其他基层3.0~5.02.5~3.0底基层1.5~2.51.5~2.0结构层次特重交通重、中交通轻交通基层3.5~4.53.0~4.02.5~4.5底基层≥2.5≥2.0≥1.530三、配合比设计级配要求筛孔尺寸(mm)JTG/TF20-2015细则要求JTJ034-2000施工规范JTGD50-2006设计规范C-B-1（基层、底基层）C-B-2（基层）C-B-3基层底基层悬浮密实型基层悬浮密实型底基层骨架密实型基层37.510010031.510010090～10010093～10010026.510090～1001986～8210068～8672～8967～9090～10075～9068～861679～7393～8813.272～6586～769.562～5372～5938～5847～6745～6860～8050～7038～584.7545～3545～3522～3229～4929～5029～4929～5022～322.3631～2231～2216～2817～3518～3815～3215～3516～281.1822～1322～130.615～815～88～158～228～226～206～208～150.310～510～50.157～37～30.0755～25～20～30～70～70～50～50～331三、配合比设计新细则推荐的C-B-1级配范围的上下限是基于一系列实验数据并结合幂函数模型推导得出的。相关试验采用4.75mm筛孔通过率分别在50%、45%、40%、35%、30%、25%六种不同水平的级配曲线，用固定水泥剂量6%，分别进行了击实、无侧限抗压强度、抗弯拉强度、抗压回弹模量以及干缩试验32三、配合比设计对于击实试验，级配4.75mm筛孔通过率在35%时试件最大干密度最大、最佳含水率最低，优选通过率范围在35%-40%。33三、配合比设计对7d与90d无侧限抗压强度，级配4.75mm筛孔通过率分别在40%与45%时最优，优选通过率范围在40%-45%。34三、配合比设计对抗弯拉强度，级配4.75mm筛孔通过率在40%时最优，优选通过率范围在35%-40%35三、配合比设计对抗压回弹模量，级配4.75mm筛孔通过率在35%时动态模量与静态模量均最优，优选通过率范围在35%-40%。36三、配合比设计对干缩试验，越粗的级配具有越小的干缩应变，这与理论分析是一致的。对于温缩特性，在水稳级配碎石材料中，碎石（花岗岩、玄武岩、石灰岩等）的温缩系数要小于水泥与细集料反应生产的次生矿物，因此同等水泥剂量条件下细料含量越高水稳材料具有越高的温缩系数。37三、配合比设计需要注意的是：上述实验使用的6种级配范围，公称最大粒径基本为19mm，而现阶段使用的公称最大粒径为26.5mm，两种级配在紧密堆积状态下合适的4.75mm筛孔通过率是有区别的，这一点可以参考级配颗粒堆积干涉理论推导，还可以借鉴沥青混合料矿料级配最大密度线的理论。因此，结合实际生产中基层混合料会有部分颗粒粒径超过26.5mm的情况，同时侧重防裂性能考虑，在实际使用C-B-1级配范围时，建议设计级配曲线落在级配范围中离下限曲线稍近的位置。38三、配合比设计新细则要求分档更多甚至对4.75mm以上的粗集料采用单一粒径规格料，这符合提高基层工程质量的要求，但出于工程单价等多种原因，粗集料实现单一粒径备料暂时还做不到，多数项目还是采用四档备料，这对于级配合成计算时控制各分档关键筛孔的通过率进入C-B-1的范围基本没有问题，但可能出现非分档关键筛孔的通过率不能进入C-B-1范围的情况，这也符合当前材料的现状，需要加强原材料规格的控制。39三、配合比设计建议基层混合料设计级配曲线在C-B-1级配范围优选，宜落在级配范围中离下限曲线稍近的位置，并重点控制19mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、0.6mm、0.075mm这些关键筛孔的的通过率在级配范围之内，31.5mm通过率要求100%，26.5mm筛上允许