水泥稳定碎石基层施工工艺及质量控制要点

水泥稳定碎石基层施工工艺及质量控制要点内容提要：本文简要叙述了水泥稳定碎石基层施工的质量控制和检测要点，并对水泥稳定碎石基层混合料的设计和施工控制提出自己的经验和看法。关键词：水泥稳定碎石施工工艺质量控制检测1概述目前在我国高等级公路施工中，水泥稳定碎石基层以其强度高、板体性好、耐久性好、干温缩较小（比二灰碎石）、易于施工等优点被逐渐推广和应用。近几年更有以水泥稳定碎石基层代替二灰稳定碎石基层的趋势。现就陕西省商界高速公路丹界段水泥稳定碎石施工中的质量控制和检测要点，做一总结。概括的讲，水泥稳定碎石施工要把握好三个关键环节，即把“三关”，同时要处理好“一个不利因素”，具体如下：第一关：就是把好“检测关”，即要科学严谨的做好原材料级配和含水量、混合料的级配和含水量、水泥剂量、压实度、试件抗压强度等的检测，又要坚持用数据指导施工，严格控制施工质量。第二关：就是把好“时间关”，由于水稳碎石的结合材料（水泥）的固有特性，时间因素对整个施工过程尤为重要，从混合料开始拌和到碾压结束的时间差称为施工的延迟时间。施工中要严密组织、科学控制拌合—运输—摊铺—碾压等各道工序，使其持续时间在允许延迟时间之内，确保施工一次成功，而允许延迟时间（一般取2~2.5h）是由水泥的初凝时间所决定的，可以说“时间控制”是水泥稳定基层施工的生命线。第三关：就是把好“养护关”，养护对水稳碎石基层的强度形成和干缩性影响非常大，所以要充分重视水稳基层的养护工作。“一个不利因素”就是指水泥稳定基层的“干、温缩”影响因素，大致可以分为以下几个方面：⑴混合料中细集料的含量：有关资料表明0.6mm及其以下档细集料对水泥稳定基层的干、温缩的负面影响很大，所以在进行混合料配合比设计时应严格控制集料0.6mm和0.075mm档的通过率，使之尽量靠低线。⑵细集料颗粒的塑性越大，基层干缩应变越大，所以要对通过0.6mm筛孔的颗粒进行液限和塑性指数试验，要求液限小于28%，塑性指数小于9。⑶实验表明重型标准比轻型标准干缩应变小，因此提高水稳基层的压实度对减少干缩应变非常有利。⑷随着基层暴露时间的增加，平均干应变和干缩系数都在增长，因此强度形成初期加强养护具有重要意义；同时严禁各种车辆通行，养生结束后应抓紧进行下封层的施工。本文就在水泥稳定碎石基层的设计和施工中应该重点把握的关键因素，水稳基层设计、施工和检测等各环节作为简要阐述。2混合料的组成设计⑴在满足设计强度的同时尽量限制水泥的用量，以减少基层的干、湿缩的等非荷载裂缝。商界高速公路的水泥稳定碎石基层设计时就充分考虑了这一点。具体做法为：通过实验确定水泥采用5%（施工中，集中拌和增加0.5％，现场拌和增加1％）。⑵对几种规格的碎石进行筛分试验，通过试算、试配确定满足级配要求的配比，同时按上述原则严格控制0.6mm档以下筛孔的通过率。⑶用以上比例水泥和碎石做击实试验确定最佳含水量和最大干密度。在规定条件下（保湿养生6h、浸水24h）作无侧限抗压强度试验满足3~5MPa要求。实践证明在商界高速公路施工过程中，采用上述做法设计的混合料，不但强度能满足要求（3~5MPa）；也能有效地减少基层的早期裂缝。3原材料的控制3.1碎石⑴必须严格控制碎石的级配：最好能定料源（山场）、定破碎机筛孔尺寸,以保证源材料的稳定性，建议山场破碎机采用35mm、22mm、10mm的筛孔规格。⑵控制3mm以下细集料粉尘含量要小于12%，小于0.6mm的颗粒必须测定其液限和塑性指数，要求液限小于28%，塑性指数小于9，以改善水稳碎基层的干缩性。⑶碎石的级配采用3#级配曲线,具体如下表：筛孔尺寸（mm）31.5199.54.752.360.600.075通过百分率（%）10066~8240~5428~3818~288~160~7中值9574473323123.5其中4.75mm以上档碎石采用中值,以下档采用中值偏下，尤其应严格控制9.5mm、4.75mm和0.075mm档的通过率。⑷碎石的压碎值≤20%，硫酸盐含量＜0.25%，针片状含量≤18%。3.2水泥⑴选用初凝时间3h以上和终凝时间较长（宜在6h以上）的水泥。⑵采用散装水泥时，旋窑刚出炉的水泥要存放3天以后方能使用，以保证其安定性合格。夏季高温作业时水泥入罐温度不能高于50℃。4施工工艺通过试拌、试铺（做实验路）来验证水泥稳定碎石的配合比和最大干密度，确定最优的施工方案和摊铺系数、含水量等参数的控制方法，确定合适的作业段长度、摊铺速度、合理的压实组合和方法等。4.1混合料的拌和⑴对拌和机的要求：必须采用产量大于400t∕h的拌和机（必要时两台），以保证实际产量能满足摊铺能力，避免“等料”现象，缩短延迟时间，拌和机的给料、给水装置要配有高精度电子动态计量器且经过标定，以保证计量精确。⑵必须专设工程技术人员对混合料进行检测和控制，确保混合料的含水量、水泥剂量、级配等能满足要求，并认真填写和下达生产配合比通知单，对拌和全过程进行检查、巡视和旁站，观察混合料的颜色及水泥等集料的下料情况，在生产过程中，要根据天气、气温、早中晚等具提因素适时调整加水量，确保拌和的顺利和成功。⑶拌和场负责人与摊铺现场负责人应保持联系，随时通报彼此运转情况，以便对方采取相应措施。⑷设专人填写混合料运输出料单，特别要认真填写每车料的拌和和出厂时间，以此作为前台收料摊铺的依据。4.2混合料的运输⑴应配备足够数量的大吨位自卸车运料，以保证拌和摊铺的连续性和均匀性。⑵车辆接料时必须前后移动，分多次放（接）料，以避免混合料发生离析。⑶车辆应采取帆布或土工布覆盖措施，避免日光暴晒。⑷应采取预防措施及时处理抛锚车辆，保证将混合料安全、迅速的运抵前场摊铺。根据总体允许延迟时间设置运输时间限制，超时则作为废料处理。4.3混合料的摊铺⑴每天生产前，摊铺现场应提前做好测量、下层的清扫和湿润、路肩围土和其它相关准备工作，准备工作不完成，后场不能开机拌和。⑵为避免混合料在摊铺过程中离析，采用双机作业，梯队摊铺，两机相距5~8m。无超高路段先摊边部，为保证摊铺质量，前机边部钢丝，中部走移动铝合金梁；后机边部走钢丝，中部走已摊好的水稳碎石，两机重叠15~20cm，两边钢丝每10米设一控制桩（曲线段5米）且要保持一定的张紧度（钢丝拉力不小于800N）。⑶车辆给摊铺机喂料前应认真检查出料单，确认出料时间，在“有效”时间之内，否则应废弃，不准摊铺。⑷两台摊铺机要均速协调作业，摊铺厚度、松铺系数、振动频率、行进速度等要保持一致。合理控制摊铺速度（1台400t/h拌和机作业时速度为1.1m/min）。摊铺现场应严格杜绝“车机互等”现象：即既不能因摊铺机等运输车而影响已铺好段面的压实；也不能让车辆长时间的闲置等待摊铺增加延迟时间，前后场应协调作业、步调一致。⑸每台摊铺机都要安排专人记录每车料的开始、终了时间和桩号，记录摊铺机作业时间，随时检查摊铺的均匀性和平整度，对局部的“蜂窝”现象要及时处理。4.4混合料的碾压为了保证基层压实度，缩短延迟时间，应采用大吨位的压路机组合，一般组合形式为：初压：振动压路机1台（CA30型），前静后振各1遍。复压：振动压路机1~2台（YZJ-18型），前振后振各1遍。终压：25T胶轮压路机2台，各稳压1遍。无超高路段由边到中碾压，在保证边部压实的同时要防止混合料侧相位移，第1~2遍为1.5~1.7km/h，以后各遍为1.8~2.2km/h；压路机换档要平顺，严禁急刹车拉动、推挤结构层；压路返回。在摊铺机方向换档位置要错开形成齿状且原路返回。另外，要确保结构层在允许延迟时间之内达到规定压实度。对碾压过程中的局部干燥处要安排用喷壶洒水湿润。要确定合理碾压段落，设置标志牌。碾压段落一般为30~50m，根据工程经验，不同长度段落所需的碾压时间一般为：30m长碾压段：平均110min40m长碾压段：平均130min(本工程采用)50m长碾压段：平均145min4.5养生采用土工布覆盖，覆盖2h后再用撒水车撒水，在7d内保持基层处于湿润状态，并在28d内正常养生。事先将土工布根据路幅宽计算用量，待碾压段压实度检测合格后及时覆盖。水车浇水时要采用雾喷方式，水量要适中，以水不聚流为原则。严禁高压直接喷洒造成冲刷和结合料流失。对水车洒不到的地方要用人找补。要有专人负责检查土工布下的潮湿情况，同时认真观察裂缝产生情况并做好记录。在基层养生期间严禁车辆通行，养生后尽快进行下封层的施工，做好交通管制。5质量检测实验检测是工程质量管理的重要环节和手段，客观、准确、及时的检测数据是指导、控制和审定施工质量的科学依据。水泥稳定碎石基层施工中，因水泥材料的固有特性，质量检测工作尤为重要，所以要加强用数据指导生产的观念，搞好质量控制。5.1拌合场原材料质量检测：材料名称检测项目检测目的频度质量标准水泥物理性能确定水泥是否适用料源变化或怀疑质量不稳定时在规定范围内每500t（散装）水泥等级32.5，各龄期强度、安全性达到相应指标要求，初凝时间3h以上、终凝时间不小于5h碎石（含石屑）颗粒分析确定级配符合要求每2000m3样品符合碎石单级配要求，液限塑性指数测定，小于0.6mm颗粒液限﹤28%，塑性指数﹤9，压碎值定抗压碎能力同上﹤20%5.2混合料的检测：检测项目频度质量标准试验方法备注碎石级配上下午各一次符合表1－1要求输送带上取样筛分水泥剂量每2小时1次不超过设计值的－0.2％～＋0.8％EDTA法滴定及总量较核筛分计算含水量每2小时1次或必要时拌和时，高于最佳含水量0.5％～1％快速炒干法换算标准含水量均匀性随时观察色泽均匀，无现象目测，据经验判断5.3摊铺现场检测:检测项目频度质量标准试验方法备注压实度每一作业面或不超过2000m2检查6次以上基层≥98灌砂法称量后迅速检查含水量酒精燃烧法抗压强度每一作业面或不超过2000m2检查6个或9个试件基层≥4.0Mpa静压成型，养生时浸水24小时摊铺后，碾压前，随机取样，室内成型5.4检测中应注意的问题⑴进行水泥剂量测定时，所用的氯化铵应采用当天所配制的溶液，当天配制当天用完以免影响试验精度。⑵水泥稳定碎石的击实试验中，如果无峰值点应加密试验找出最高点作为最大干密度值。⑶在进行无侧限抗压强度现场随机取样时，每点所取混合料制备一个抗压试件，不应将点取样混合后制备抗压试件。⑷试件养生后质量损失应符合要求（不超过10g）若干次平行试验的偏差系数CV（%）应不大于20%，否则应作废或作为不合格处理。⑸压实度试验中应经常检验标准砂的密度，混合料控出后应立即进行含水量试验，可事先分别用烘干法，温槽燃烧法，炒锅法三种方法作对比试验，写出对应数值供实际中参考使用。高速公路水泥稳定碎石基层施工技术要点1工程概况无锡至宜兴高速公路是江苏省高速公路联网畅通工程的重要组成部分，常州段全长9.89km，双向四车道，设计行车速度100km/h，路基宽26.0m，路面结构采用半刚性基层沥青路面，面层为三层式沥青砼，基层为水泥稳定碎石，厚36m，分两层施工，每层厚度为18cm。2混合料组成设计2.1原材料2.1.1碎石：选用宜兴产石灰岩，最大粒径为31.5cm，按粒径分1号料（9.5～31.5mm）、2号料（4.75～9.5mm）、3号料（2.36～4.75mm）、4号料（2.36mm以下）四种规格。经试验，各项技术指标符合相关规范要求。2.1.2水：使用工期附近河水，经化验相关规范要求。2.1.3水泥：选用宜兴丁山牌PO42.5级普通硅酸盐水泥。经检验，各项技术指标符合相关规范要求。2.2混合料配合比设计2.2.1配合比设计要求设计文件要求水泥稳定碎石7天龄期无侧限抗压强度大于4.0Mpa。2.2.2配合比设计目标使水泥稳定碎石达到强度要求，具有较小的温缩和干缩系数（现场裂缝较少），施工和易性好（粗集料离析较少）。2.2.3配合比设计顺序确定各种规格集料的比例（混合级配应符合相关规范的规定范围）→击实试验（不同水泥剂量）→制备无侧限抗压强度试件→无侧限抗压强度试验→确定水泥剂量及对应最大干密度、最佳含水量。2.2.4配合比设计结果根据承包人、监理组、市高