水泥稳定碎石基层施工技术控制.doc

水泥稳定碎石基层施工技术控制金星海（无锡路桥工程有限公司 江苏无锡 214101）摘要：水泥稳定碎石基层施工技术控制的重点在于保证压实度和平整度，而要达到二者的协调统一的控制关键在于：混合料的配合比设计、混合料的拌和、摊铺、碾压、养护。关键词：碾压成型水泥稳定碎石基层 施工技术控制水泥稳定碎石基层作为一种半刚性路面基层，因其具有板体性好、强度高、初期强度增长快、力学性能好、水稳定性能好的等优点，现广泛应用于高等级公路中，而碾压成型水泥稳定碎石基层是采用沥青摊铺机将用水量较少的干硬性水泥稳定碎石混凝土进行摊铺，压路机碾压成型的路面基层，大量的实践和试验表明，碾压成型水泥稳定碎石基层施工技术控制的重点在于保证压实度和平整度，而要达到二者的协调统一的控制关键在于：混合料的配合比设计、混合料的拌和、摊铺、碾压、养护。1 水泥稳定碎石混合料配合比设计1.1材料的要求 水泥稳定碎石基层用料主要为水泥、碎石及石粉等。水泥除其他指标要满足设计规范规定要求外，还必须满足初凝时间不小于3小时，终凝时间不小于6小时的要求。基层用碎石必须满足单个颗粒最大粒径不应超过31.5mm。各级配等级必须符合技术规范要求的粒料颗粒组成范围（如表1）。对于级配碎石不但要对其压碎值、级配4.75mm以下石屑的含量和塑性指数进行检验，而且含泥量对基层收缩裂缝有直接影响，应严加控制，塑性指数最好控制在6以下。表1水泥稳定粒料颗粒组成范围级配编号通过下列方筛孔（mm）的重量百分比（%）液限（%）塑性指数31.526.5199.54.752.360.60.0751100901007289476729491735822072861.2配合比组成设计这是技术准备工作最为重要的一环，配合比设计是施工质量管理的重要内容，是关系到工程质量能否有效保证，施工能否顺利进行和是否经济合理的关键。混合料组成设计时，应根据施工组织设计确定的施工设备，并以控制施工速度的关键设备如搅拌站的供料情况或摊铺机的摊铺能力，选定初始碾压段长度，一般40m左右，从第一盘料加水拌和起至碾压完毕止，不超过混合料的初凝时间。我们在水泥稳定碎石基层混合料的组成设计中就是考虑水泥从加水拌和起就产生水化反应，而且发现有混合料含水率越低，水化速度越快的特征。并作了混合料延迟时间成型试件强度与密度变化的试验。一般水泥的初凝时间在12h之间，终凝时间一般也在3h左右，为了达到缓凝的目的，我们采掺用WS型外加剂（糖蜜），可以根据施工碾压成型延迟时间进行掺量，可将初凝时间延缓至56h甚至更长一些时间。2 施工放样中、边桩平面位置、高程放样：用全站仪按坐标法定出中边桩位置，6米一个断面，并用三角高程法在桩（或钉子）上放出高程。边桩距中12.8米（填方段13.5米），中桩距中0.85米和0米。准确测量样桩顶标高，设定铺设时基准线标高。同时计算出基准线顶面至松铺面之间的高差值，供摊铺机就位安装松铺厚度板和摊铺过程中检测松铺厚度用。基准线材料采用34mm的钢绞线，长度为300500m，基准线桩高100120cm，线桩托杆长度4050cm，头部有挂线口，另配有锁定块等。并在两侧用白灰划出摊铺范围线，作为控制摊铺宽度和摊铺导向用。3 水泥稳定混合料的拌和3.1拌和设备基层质量的好坏直接影响到路面使用性能，而要保证基层的质量，必须抓好施工机械的选择，而拌和设备是保证碾压混凝土基层工程质量和进度、经济效益的前提。因为水泥稳定碎石为单位用水量很少的干硬性混凝土，同时考虑到混凝土的稠度的变化直接影响到压实度和平整度，以及拌和时间对混凝土的影响，因此必须采用带有自动计量装置的强制式间歇式拌和机。因沥青摊铺机(LTU120)生产能力较大，按照摊铺宽11.65m厚20cm的基层，摊铺速度按0.7m/min计算，每小时的拌和能力约100m3,同时以一个工作台班（8h计算）完成300m（约700m3）计算，每小时的拌和能力应达到约90 m3,同时按拌和机拌和能力的80%计算，则选择拌和能力120 m3/h的拌和机可以满足施工要求。同时考虑到拌合出来的混合料的均匀性，宜采用一台拌合能力大的拌合机，而避免采用多台小容量拌合机组合的形式。大量的试验表明采用一台120m3/h的拌和机的施工效果优于多台50m3/h联合作业的方式。3.2混合料的的拌合拌和设备在现场必须进行调试，要保证运行正常，并报有相关资质的单位进行标定，合格后才能投入使用。因水泥稳定碎石单位用水量较少，属干硬性混凝土，所以其拌合时间要比普通混凝土相应增加。在施工中，我们按设计配合比水泥剂量6%，最佳含水率5.2%进行拌和，采取了加长拌和时间（拌和时间55秒60秒），或按拌和机额定拌合容量的60%进行投料拌和。拌和质量由试验室人员和机械操作手共同控制，严格按照试验室提供的施工配合比选用各料仓矿料规格和数量，拌和时各种集料、水泥用量准确，以保证混合料的级配符合设计要求，保证出场的料均匀一致，无灰条、灰团，色泽均匀，无粗细料分离现象。在拌和过程中随时测定级配碎石的含水量以调整施工配合比，保证拌和好的混合料接近最佳含水量（或略大于0.51%）拌合时注意外加剂（糖蜜）的稀释，一般从厂家出来的糖蜜浓度为38%，要将其稀释为8%，在拌和过程中派专人搅拌稀释好的糖蜜以防其沉淀。在拌和过程中随时取拌和好的混合料实测水泥剂量及其含水量（用微波炉在高温下烘烤20分钟），具体操作开盘施工稳定后取样测定上列指标，后随机随时取样，并作好记录。4 水泥稳定混合料的摊铺4.1混合料的运输混合料的运输采用12T以上自卸汽车运输，汽车数量根据拌和场与摊铺地点的距离确定，要求每一部汽车装载混合料重量基本相等。为了减少混合料的离析现象，应避免向一处堆料，可向车箱内分3处落料，以使在卸料时混合料可以再次混合。混合料的运输应尽快运到现场，车上的混合料加覆盖，减少水份损失。4.2混合料的摊铺混合料的摊铺，采用一台宽度为12米的型号为LTU120的沥青混凝土摊铺机半幅全宽方式 (摊铺宽度为11.65m，厚20cm)摊铺。4.2.1支模为使基层边缘顺直、整齐，按照施工放样的位置在基层边缘安装钢模（20槽钢），模板顶面标高为基层设计标高，并用钢钎牢固，使碾压时不产生移动和跑模。4.2.2下承层处理摊铺前应对底基层进行砌底清扫，并将基层表面洒水润湿，但不能积水。4.2.3松铺系数的确定确定起始摊铺厚度，在进行试验段施工时我们首先采用了1.15的松铺系数，即起始摊铺厚度为23cm，实施中，经对采集的各数据分析，发现基层压缩量绝大部分均在5.56.2cm之间（平均值5.8cm），压实系数（松铺系数）在1.281.31之间，平均值为1.29，故采用松铺系数为1.3，我们经过长时间施工得出了混合料的松铺系数以1.291.32为宜。4.2.4摊铺摊铺作业时根据拌和能力和运输能力，确定摊铺机速度，宜采用超底速运行摊铺，并保持速度的稳定，以减少出现摊铺机停机待料的情况，来保持摊铺的连续性，提高基层平整度，试验表明摊铺速度控制在0.71.0m/min时施工效果较好。摊铺时“存积”混合料至少3车以上才摊铺，摊铺时，技术人员对已摊铺的基层进行标高和厚度的跟踪检测，依检测结果对摊铺机进行调整，以保证施工质量。4.2.5表面处理摊铺机摊铺过后，人工补料及挖除“异常点”，即由专人用新拌制料进行填补局部的“坑洞”，若发现局部粗细集料离析现象，应予挖除成四方形，深不小于10cm，用新拌制料填补。若出现“软弹、松散、起皮”等现象，则应立即清除，用新拌制合格料填补。摊铺完成后碾压前，安排专人采用砂浆拌和机拌制的粒径在4.75mm以下的干净石屑进行嵌缝填补处理，以使表面平整饱满、密实。实施中，采用与基层混合料同含水量（W=5.2% 0.5%），同水泥含水量（C=67%）4.75mm以下石屑浆均匀“泼撒”，用竹扫把辅助进行。5 碾压成型5.1碾压长度确定初始碾压段的长度越长越好，但碾压必须在混合料初凝之前完成，否则不但强度会大幅度降低，甚至会难以压实。碾压段长度主要取决于拌和站供料、运输、摊铺、修面以及碾压至成型共需的时间。从施工来看，根据摊铺快慢情况和混合料的初终凝时间，初始碾压长度可取为4050m为宜。5.2碾压的时间混合料在摊铺后，从开盘时间算起最迟必须在2小时20分钟后开始碾压，以保证整个碾压成型完毕在混合料的初凝时间范围内。实施中，白天控制在2小时左右后即可碾压，夜间因气温和露水影响可适当延迟2030分钟后碾压。5.3碾压碾压方法：直线段，由两侧路肩向中心碾压，在弯道，超高的路段上，由内侧路肩向外侧路肩进行碾压，使纵向顺延，横坡符合设计要求，碾压过程中遵循初压和终压均采用胶轮压路机碾压的原则，利用轮胎压路机碾压时的搓揉作用来消除基层表面形成的细小的表面裂缝，以及减小变形和提高表层密实度、平整度。碾压顺序为：第一遍为16T胶轮压路机静压，25T光轮压路机小振一遍，大振23遍，再又胶轮或光轮静压收面一遍。实施中，根据在不同断面，不同位置设置的控制点检测数据的返馈信息进行调整为：胶轮静压一遍，光轮小振一遍，光轮大振两遍，最后静压消除轮迹一遍即可（考虑到天气原因，白天用光轮静压收面效果好，晚上用胶轮静压收面效果好，以避免了“粘轮”现象。）碾压时执行“先慢后快，先轻后重，先边后中，先内后外”碾压原则，轮迹重叠1/31/2轮宽。在基层边缘等压路机难以压实部分，故在边缘4050cm范围内采用小型平板振动夯（戴纳帕克LG-500型 ）碾压，经通过试验测得，振动夯碾压45遍即可达到要求。碾压过程中，不允许压路机在正在碾压或刚碾压好的基层上调头、急刹车，以免破坏其表面，甚至其结构，实施中，若出现表面“发白”现象，必须及时用喷雾器或浇花壶随时进行补充水分。6 接缝处理6.1纵缝处理如采用一台摊铺机半幅一次摊铺或两台摊铺机联合同时半幅一次摊铺，则不出现纵向接缝，故只需对两侧进行处理，基层两侧的处理，采用了“预安装槽钢或方木法”处理，虽费时，但效果较佳。槽钢或方木高度，从现场测得结果，应为2426cm高为宜（基本上与松铺高度相等），并固定牢固。6.2横缝处理横缝的出现主要有两种，一种为因故中断时间超过2小时时设置的，一种为正常工作缝。横缝的处理可采取摊铺机驶离后安装模板和碾压完成后末端“切除法”。6.2.1立模法处理施工中在顺行车方向采取预留长度约60cm立端模（槽钢或方木），人工将末端含水量合适的均匀混合料进行整平，并用模板紧靠末端，同时将模板固定于下承层上，然后将末端接缝碾压密实至设计要求。在进行重新摊铺新混合料前，将模板除去，重新清扫下承层并湿润，摊铺机回到末端，重新摊铺。6.2.2末端混和料“切除法”如摊铺中断时间超过2h时，将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料切除废弃，并将已碾压密实且高程和平整度均符合要求的末端挖成与路中心线垂直并垂直于受压的断面，然后清扫下承层并湿润，摊铺机回到末端重新摊铺新混合料。7 养护因为水泥稳定碎石基层属于半刚性结构且为干硬性混凝土，其含水量较少，在其强度形成过程中受气温和湿度的影响较为明显，为了保证其强度，应及时采取措施保存和补充水分，加强养护。在摊铺碾压完成后，进入养护期，养护可采用覆盖土工布洒水进行湿养生法养生，为确保基层表面湿润，每天视基层表面情况由洒水车给予洒水，同时在养护期内禁止一切车辆通行（除洒水车外），养护期一般不少于 7天。养护也可以在水泥稳定基层施工完毕，直接施工沥青石屑下封层的方法进行养生。施工时采用先油后石屑两油两料的层铺法，因乳化沥青渗性能好，同石屑粘结性能好，且受石屑含水率影响较少，所以施工中宜采用乳化沥青，封层作好后，不但可以达到封闭基层表面养生，防止水分蒸发，而且可形成温度场，提高养生温度，有利于促进早期强度的提高，并可减少湿养生用水。基层养生期（一般为7天）