水泥稳定碎石基层振动成型施工工法

骨架密实型水泥稳定碎石基层振动成型施工工法

当前, 半刚性水泥稳定碎石基层在高速公路中的应用较为广泛,但随着我国经济的快速发展，重载交通运输成为高速公路的主要运输形式，在此大环境下半刚性基层沥青路面的早期破坏现象十分严重。这些问题的存在与当前半刚性基层材料设计方法和评价标准落后于当前技术发展水平息息相关，主要因素有：集料级配要求过宽；室内成型方式与现场碾压方式不匹配；质量控制指标单一；压实度标准偏低。针对这些问题，我们研究一套水泥稳定碎石基层振动成型施工工法，并应用于工程实践，实践证明该工法具有技术先进性，能够适应交通运输发展的需求，并有一定的社会、经济效益。

1 工法特点

1.0.1室内成型方式与现场碾压方式接近匹配

以采用振动成型机初步确定混合料干密度为基础，试验路校正压实度控制指标这一方式，使现场质量控制更为合理，并且压实机械压实效率的进步同步提高基层的压实密度，建立了与时俱进的联动机制

1.0.2 抗压强度提高

振动成型试件抗压强度远大于静压成型试件抗压强度。可以降低水泥剂量1%-1.5%,这样不仅降低了工程造价,满足强度设计要求,更重要的是显著提高了半刚性基层的抗裂能力。

1.0.3 抗裂性能提高

采用优化的骨架密实型级配，减少了细料含量，振动压实降低了最佳含水量,降低了材料的自身收缩,

1.0.4 承载能力提高

通过提高压实机械效率和优化压实工艺与骨架密实型级配相匹配，增加了混合料的单位体积质量，提高了基层的回弹模量

2 适用范围

该工法适用于骨架密实型水泥稳定碎石基层的施工。

3 工艺原理

①采用骨架密实型集料级配，粗集料相互嵌齐稳定，通过高强振动压实，可以获得较大的密度，提高了抗裂性能，同时具有较高的内摩阻力、较好的耐疲劳性能

；

② 压实控制标准和强度检验试件成型方式采用振动压实机成型，提高了密度和强度, 降低了水泥剂量和最佳含水量;试验最大限度地模拟基层具体施工条件，使室内成果与基层实际应用效果具有可比性；

③ 采用20t 以上的振动压路机成型，充分发挥主流压实设备的压实效率，提高基层压实度。

4 工艺流程及操作要点 4.1 工艺流程

施工准备阶段流程见（图1）施工工艺流程见（图2）

准备阶段流程图 图1

施工工艺流程图图2

4.2操作要点

4.2.1确定骨架密实型集料级配范围

骨架密实型水泥稳定类基层集料最大粒径不大于31.5mm,级配范围宜符合表1要求.

骨架密实型水泥稳定碎石级配设计范围表1

4.2.2 原材料选择

1集料：

加工工艺：宜采用有整形、吸尘装置的加工设备，可以有效控制集料的颗粒形状和粉尘含量，有利于提高压实效率和获得符合设计级配要求的集料2水泥：

凝结时间的要求应满足施工高温季节从加水搅拌到碾压终了的时间，试验方法中的温度控制，应采用实际使用水泥温度和实际施工温度，因此，约定水泥交货条件、设置拌和场要考虑上述因素。

4.2.3 配合比设计

1设计符合级配设计范围要求的集料级配曲线,确定集料组成比例

2 使用振动压实机确定混合料室内最大干密度和最佳含水量

3 选择2％－4％三个水泥剂量，制作无侧限抗压强度试件，确定符合设计强度要求的水泥剂量。

振动压实机示意图图3

4.2.4合理确定拌和场地

确定拌和场位置的原则:

1 经济性: 应根据施工路线和集料产地，以最小的成本综合确定；

2 就近性: 受气候条件和水泥最长凝结时间限制，必须在允许最长的运输时间内选址。

3 环保性：进料和拌和会有扬尘和噪音发生，考虑对周边人和物的影响距离

4.2.5 备料

1 根据混合料配合比设计比例确定各档集料的进料比例，

2 如自加工集料,应根据天然级配的组成情况，对照设计比例,进行再加工或补充购买.

3 水泥等稳定材料,凝结时间应根据施工需要在合同中约定,较高的水泥温度会影响混合料凝结时间,如有必要,需进行约定.

4 洒水车和土工布等养护材料数量要满足需要

4.2.6 铺筑试验路

1 松铺系数

2 最佳压实遍数

3 压实密度

4 现场最佳含水量

5 满足最高效率的摊铺与压实机械组合

6 搅拌机拌和速率和运输车辆数量

7 人力配备

4.2.7确定压实标准

根据试验路获得的压实密度结合室内最大干密度,确定现场压实度控制标准值.

4.2.8准备合格的下承层

对路基顶面的高程、平整度、宽度、压实度等技术指标进行检测，经验收后合格，用扫帚清除其表面的杂物，并用洒水车洒水一遍，保证下承层的湿润。

4.2.9 施工放样

根据中桩和边线位置，用石灰线划摊铺边缘线，按摊铺机宽度和传感器间距，在两侧按10米一个断面在中线和边线位置定好钢钎桩位置，钢钎应打在离铺设宽度以外30CM处。摊铺前测量钢钎位置底基层顶面标高，由该点的控制标高计算定架高度，然后挂上事先紧好的钢丝绳，钢丝绳直径6mm，钢丝绳的拉力不小于800KN。中间厚度控制采用可移动导梁的形式控制中间摊铺厚度。

4.2.10混合料的拌和

混合料用厂拌进行拌和，拌和机械为稳定土拌和机，配备一个水泥罐，和四个进料仓，生产前对各料仓称量装置标定

采用双卧轴螺旋叶片强制搅拌，能充分地将混合料搅拌均匀，设备计量全部由电脑控制，通过调节四个喂料机的流量，确保混合料的颗粒组成符合配合比要求，水泥计量均能控制在规范的范围内；拌和用水采用饮用水，用水泵抽到拌和楼前蓄水池，再由水泵供应拌和楼用水，水量大小由电控流量阀门控制；施工前，检查场内各处集料的含水量和级配，计算当天的施工配合比，并下发配合比通知单，交由拌和楼拌和施工，根据天气情况，调整实际含水量，外加水与天然含水量的总和要比最佳含水量略高，使混合料在摊铺时的含水量接近最佳值。成品混合料先装入料仓内，存储至料仓2/3，由漏斗出料装车运输，装车时车辆应前后移动，分三次装料，先装车厢前部，再装车厢后部，再装车厢中间，避免混合料离析。

4.2.11混合料的运输：

运输车辆采用大型自卸车，运输车辆10辆，在运输过程中需蓬布覆盖，以防水分蒸发过快。

1运输车的运量比拌和能力和摊铺速度略有富余，摊铺机前方有2辆运料车等候卸料。

2连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前10-30CM处停住，不得撞击摊铺机，卸料过程中运料车应挂空挡，靠摊铺机推动前进。

3卸料时，先顶起车厢一半，卸完半车料后，再将车厢全部顶起，防止车厢料一次滑落至摊铺机料斗，待全部料卸完后，车辆挂前进档缓慢驶离摊铺机，并对车厢内进行检查，如有少量残余混合料，将混合料倒在指定地点，废弃不用。

4车辆绕行过程中，经过路口较多，车辆按照指定线路行驶，在道口处设立交通标志，并由专人指挥交通，指挥人员必须穿着反光背心。

4.2.12 混和料的摊铺：

两台摊铺机间距5-8米成梯队摊铺，左右两侧安装两根自动找平装置利用走钢丝法摊铺。

1摊铺前要洒水保持下承层的湿润，如果气温较高须及时的均匀补充洒水。

2摊铺机起步：摊铺机熨平板下垫松铺厚度的方木先缓慢起步，并用三米铝合金直尺不断检测混合料表面与钢丝绳之间间隙，调整传感器，逐渐达到设定摊铺速度和设计的摊铺厚度。