如何做好骨架密实型水泥稳定碎石层

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如何做好骨架密实型 水泥稳定碎石层
孙克成 2016年1月
主要交流内容
• 为什么要用骨架密实型水稳层 • 什么是骨架密实型水稳层 • 如何做好骨架密实型水稳层
–材料质量控制 –施工工艺、质量管理 –质量控制标准
正确认识水稳半刚性基层
• 半刚性基层特点
–强度高 –稳定性好 –刚性大 –造价低
半刚性基层沥青路面典型病害图片
骨架密实型水稳材料的选择
• 水泥选择 – 普硅水泥:性能稳定,后期强度增长大,和易性好,干缩率小, – 水化热低,耐腐蚀性好。 – 复合水泥:7天早期强度高,28天强度增长缓慢 ,水泥掺合料多且 – 不同厂家掺合料的品种不同,好坏参差不齐。 • 4大检测指标 – 初终凝时间(初凝4小时以上,终凝6小时以上) – 龄期强度(7d 、28d) – 安定性(配料不当,工艺较差,不合格则容易引发开裂) – 细度(影响水泥强度,越细早期强度也越高,但在空气中硬化收 – 缩性较大 ) • 进场检测 – 水泥进场必需提供厂家的合格证、材质单(材质单和过磅单应交 – 试验室归档管理并及时取样进行检测) – 至少200-300吨检测一次。
碾压方案
• 初始压实度
– 真正的压实是从摊铺机夯锤开始 – 80%以上
• 压路机典型压实方案
– 初压(稳压):10~12T双钢轮振动压路机,静压1遍, 1~2台;85%以上 – 复压(压实):25T单钢轮压路机,开振4~6遍,4 台;97%以上 – 终压(收光):30T胶轮压路机,静压1~2遍,2台; 98%以上,消除轮迹
• 含水量
• 最佳+0.5%以内 • 重视控制水分散失比重视水分补偿更重要!
上料
装料与运输
• 运输车
– 车厢清理彻底 – 20~30辆
• 摊铺现场待卸车不少于4 辆 • 装料
– 前、后、中顺序 – 集中卸料,不宜反复开启卸 料门
• 覆盖篷布、毡布
– 不论距离远近 – 绑扎牢固、边部尾部严密 – 卸料过程可不掀开
混合料设计步骤
• • • • 1 确定矿料级配 2 不同水泥剂量分组振动压实试验 3 不同水泥剂量强度试验 4 确定最大干密度、最佳含水量、水泥剂 量
骨架密实型水泥稳定碎石混合料级配范围
骨架效果 强度、裂缝
级配 范围
通过下列筛孔(mm)质量百分率(%)
31.5 100 19 68~86 9.5 38~58 4.75 22~32 2.36 16~28 0.6 8~15 0.075 0~3.0
解决问题的主要技术措施
• 结构组合方面:充分认识到重载和超载对半刚 性基层疲劳寿命的影响,适当增加基层厚度, 增设垫层提高土基模量,以减小基层底部拉应 力;采用混合式基层;加厚沥青面层等; 构造方面:在底基层与基层间洒水泥浆提高层 间联接;在基层顶面设置应力吸收夹层(热喷 改性沥青、沥青粘结层加无纺布等),该层主 要功能是保证层间粘结和防止水下渗。 改变混合料的设计方法 改进施工控制工艺
缺点
• 裂缝
–干缩 –温缩
• 特点
–结构性破坏、深度破坏--全幅贯通、上下贯通 –发育并反射至面层 –养护代价大
病害问题的反思
• 客观看待半刚性基层
– 半刚性基层结构本身不存在多大缺陷,或者说是另外的因素 放大了半刚性基层的缺陷。
– 材料设计方法、指标不合理,致使材料性能不能 满足使用要求。 – 同时荷载—结构组合—厚度—材料性能—构造要 求脱节。 – 施工控制工艺不合理、不科学。导致设计与实际 脱节。 • 要正确认识半刚性基层的特点,从结构、构造、材料 设计方法、与材料特性相匹配的施工技术等方面入手, 扬长避短,才能提高半刚性基层沥青路面的质量和使 用寿命。
底基层铺垫-防止路基的 泥土污染
绑钢绳刮粘料,减少粘料现象 利于表面压实
由低到高,阶梯碾压
端部、边部配备小型器械 人工夯实
养生及交通管制
• 养生方法:
– 用土工布洒水养生(或复合土工塑料薄膜覆盖 养生),在7天内应保持其处于湿润状态。 – 透封层养生
• 养生期应封闭交通
质量管理及检查验收
骨架密实型水稳施工质控工艺
• • • • • • • 1准备工作及试验段 2拌和 3运输 4摊铺 5碾压 6施工控制 7养生及交通管制
质保体系
流程图
存放
准备工作
标定
设备
备料、模板
EDTA曲线、溶液
试验段
• 试验段确定
– 确定混合料的配合比 – 调整拌和产量、含水控制,保证混合料均匀性 – 确定铺筑的松铺厚度和松铺系数(约 1.20~1.30) – 确定标准施工方法
• 严密组织拌和、运输、碾压等工序,缩短延迟时间 • 合适作业长度(一般建议50 m -80m
• 重视“两会一案”
– 技术交底会、试铺总结会 – 施工方案(编制、审查、批复)
拌和
• 冷料仓
– 隔筛、侧挡板 – 辅助人工清理
• 产量
– 拌缸
• 双卧轴高速强制搅拌 • 叶片,无缺漏破损 • 长度(700型,3.4m,500吨/h)
确定最大干密度、最佳含水量、水泥剂量
• 采用静压法成型进行7天浸水无侧限抗压强度试验, 强度代表值不应小于设计值。设计值由施工图设 计确定。 • 采用振动成型法强度作为参考。 • 最终综合确定配合比各项参数 ,为保证达到强度 满足要求、抗裂能力最佳的效果,应尽量限制水 泥、细集料、粉料用量。 • 如无振动成型设备,可采用重型击实试验,其最 大干密度取值应在重型击实试验基层乘以转换系 数,转换系数一般为1.02~1.04,如目标配比设 计已进行对比试验,应采用目标配比确定的转换 系数取值。
骨架嵌挤型水稳混合料设计
• 水稳成型方法 • 水稳混合料设计步骤
成型方法比较
• 静力压实法
– 压力超过材料的抗剪强度,导致集料破碎被迫 移动 – 结合料和骨料的粘结力构成了强度的主体部分 – 粗集料少,密实悬浮结构 – 与现场振动碾压成型不一致
• 振动压实法
– 集料自由运动、压密 – 内摩擦阻力、结合料与骨料的粘结力是强度主 体 – 粗骨料多,骨架―密实型结构 – 室内成型模拟现场碾压,代表性强
– 运输车数量 – 摊铺能力 – 水泥供应能力(水泥罐2-4个)
拌和
• 各集料、水泥、水流输送装置的计量标定 • 转速控制:级配(重中之重)
– 细集料(0~3mm)-裂缝 – 粗集料(19~31.5mm)-离析 – 中间集料-嵌挤效果及强度
• 水泥剂量
– 设计4.0%,宜在4.5%以下 – 充分估计施工富余强度时要从缩小施工偏差入手, 不得以提高水泥用量的方式提高基层强度
清理松散泥土、补压
水泥浆洒布
加设橡胶挡板,减少离析
未开振捣,不利初压实
布料匀速、均匀 ,埋深2/3以上
搭接适当,10~15cm
踩踏过多,不利测量,不利压实
全幅式防离析摊铺机
• 人工修补
– 专人指挥 – 宜少不宜多 – 扣锹,不扬锹 – 适当细料 – 适时补水
碾压
• 最大干密度取值标准:采用振动成型确定的最大 干密度进行质量控制 • 压实标准达到98%以上(底基层97%) • 出现“弹簧”,及时翻挖、晾晒、换填 • 严格执行方案,由静(稳)压-弱振-强振-静压, 总6~8遍 • 分幅分段碾压 • 全幅分段碾压—设备性能不均衡时 • 杜绝急弯、过振
平整度 ( mm) 纵横高程 ( mm) 厚度 ( mm) 宽度( mm) 横坡度(%) 水泥剂量(%) 级配 强度( MPa) 含水量(%) 外观要求 ① ②
8
源自文库
平整、 无起伏
2 处 /200 米
+ 5, -10 代表值 -8 合格值 -15 不小于设 计 ± 0.3 ± 0.5
平整顺适
1 断面 /20 米 1 处 /200 米 / 车道 1 处 /40 米 3 个断面 /100 米 每 2000m26 个 以上样品
• 母材:宕口参差不齐,风化石多 • 设备:虽有二级破碎,无除尘设备 • 成品特点:
– 风化山皮石偏多 – 细集料粉尘含量高 – 不同批次 波动较大
• 如何对待
– 需加强挑选,避免盖山土、风化石混入 – 级配控制,稳定压倒一切!多筛分、多调整, 分别对待、堆放 – 多用砂当量、液塑限控制细集料质量,不合格 的禁用
注:若考虑到料源的实际情况,在原材料各项指标满足指导意见要求的条件下, 0.075mm通过率范围可适当放宽为0~4.5%进行控制。
通过下列筛孔(mm)质量百分率(%) 级配 范围
31.5 100 26.5 92~100 19 68~86 9.5 38~58 4.75 22~32 2.36 16~28 0.6 8~15 0.075 0~3.0
外观
不同水泥剂量分组振动压实试验
• 一般水泥剂量按 2.5%~4.5% 范围,分别取 4~5种比例制 备混合料,用振动压实法确定各组混合料的最佳含水量和 最大干密度。
不同水泥剂量强度试验
• 根据确定的最佳含水量,拌制水泥稳定碎石混合料,按要 求压实度(振动压实法标准,98%)制备混合料试件,在 标准条件下养护6天,浸水一天后取出,做无侧限抗压强 度。
摊铺
• 关键是减少离析;
– 摊铺机
• 熨平板拼接平直度 • 布料器高度 2/3以上埋深 • 反向叶片
– – – –
匀速:1~1.5m/min 夯锤振捣:3级以上,不跳板、不破碎 收斗:收一半或3-5车收一次 前后车衔接、收斗时减速
• 松铺厚度、高程、横坡指标控制
– 钢丝绳 – 托架支撑
模板支护、洒水润湿
• 后场
– 水稳级配稳定性检测;
• 水洗筛分 • 湿料筛分
– 水泥剂量
• 滴定试验:前3车连续取样 • 总量校核
– 无侧限强度试验
• 静压法和振动压实法进行无侧向抗压强度试验, 可建立强度对比数据
• 现场
– 压实度
• 电子称 • 标准砂
– 含水量
• 酒精燃烧、炒锅 • 前后场对比
– 平整度
• 6m铝合金、跟踪目测 • 平整度仪
不同成型方法的性能比较
• 振动成型的无侧限抗压强度更大,变异系数低; • 振动成型法在提高混合料强度的同时,对刚度的影 响较小 ; • 振动成型试件表现出更优的抗干缩性能 ; • 振动成型设计的混合料更接近现场压实混合料的性 质; • 振动法设计的混合料可以达到强度及抗裂能力同时 增加的最优效果,而静压法则只能取其一。
– 以连续级配粗集料形成相互嵌挤的骨架,以水 泥及细料填充骨架的空隙,形成一种骨架嵌挤 密实结构的无机结合料。
骨架密实型水稳的特点
• • • • • 级配骨架结构,强度高; 水泥剂量低; 采用振动成型进行最大干密度和最佳含水量选择; 采用振动成型进行无侧限抗压强度成型; 施工工艺无大区别,更重视控制级配和压实。

• •
设计规范规定(JTG D50-2006)
• 6.1.2 高速公路、一级公路的基层或上基层宜选用骨 架密实型混合料。二级及二级以下公路的基层 可采用悬浮密实型混合料。 • 6.1.5 …混合料试件成型宜采用振动成型方法… ;
JTG-D50 2006
骨架密实型水稳的概念及特点
• 骨架密实型混合料
• 碎石的选择:
– 规格
第1类
第 2类 第 3类 第 4类 19~31.5 16~31.5
• 粒径分明、级配稳定
9.5~31.5
19.0~31.5 9.5~19.0 9.5~16.0
4.75~9.5
9.5~19.0 4.75~9.5 4.75~9.5
2.36~4.75
4.75~9.5 2.36~4.75 2.36~4.75
– 完整性检测
• 7天以后取芯判断 • 不合格则10~15天复查
底部松散、脱落
层间不连接、松散
保存、建档
质量要求 检查项目 要求值或 容许误差 压实度 (%) 质量要求 最低频率
检查规定 备注 方法 每处每车道测一
不小于 98
符合技术规 范要求
4 处 /200 米 / 层
点,用灌砂法检 查,采用振动击 实标准 用三米直尺连续 量 10 尺, 每尺取 最大间隙 每断面 3~5 点用 水准仪测量 每处 3 点,路中 及边缘任选挖坑 丈量 用皮尺丈量 用水准仪测量 EDTA 滴定 及总量校核 水洗筛分 7 天浸水抗压强 度 烘干法 拌和机拌 和后取样 拌和机拌 和后取样 上、下午 各一组
0~2.36
0~4.75 0~2.36 0~2.36
– 指标要求
• • • • 碎石压碎值应不大于28%; 粗集料针片状含量应不大于15%; 细集料中0.075mm通过率应不大于15%;砂当量大于60 碎石中小于0.6mm的颗粒应做液限和塑性指数试验,要求 液限小于28%,塑性指数小于6。
各标水稳集料现状
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