抗裂水稳基层设计与施工

江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE水泥稳定碎石基层设计与施工曾赟2009.05江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE主要内容骨架嵌挤型水稳概述骨架嵌挤水稳混合料设计骨架嵌挤水稳材料质量控制骨架嵌挤水稳施工工艺骨架嵌挤水稳质量控制标准水泥稳定碎石裂缝处理方案江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE骨架嵌挤型水稳概述骨架嵌挤型水稳的概念及特点骨架嵌挤型水稳应用情况江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE为什么要进行水稳抗裂研究应用？江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE沥青路面典型病害照片—横向裂缝江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE坑塘江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE唧浆江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE沥青路面典型病害照片—坑槽江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE沥青路面典型病害照片—龟裂江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE沥青路面典型病害照片—基层开挖情况（基层裂缝）江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTEThere’snevertimetodoitright,butthere’salwaystimetodoitover我们从来没有时间去做好，但我们总是有时间去重做江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE问题！按照现行的路面结构层厚度计算方法对半刚性基层进行弯拉应力验算几乎都能通过,但是仍不能避免半刚性基层的疲劳破坏；在路面结构组合设计方面，对层间结合状态重视不够，不能保证层间处于连续状态；路面出现反射裂缝在所难免，由于未及时有效地处理，成为发生唧浆、坑槽及与裂缝有关的其它病害的根源；材料设计方法、指标存在缺陷，致使材料性能不能满足使用要求。而荷载——结构组合——厚度——材料性能——构造要求脱节，是半刚性基层沥青路面病害频发的最主要的原因之一。江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE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。江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE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；取消中央分隔绿带或对中分带用覆合土工膜包封等。改变混合料的设计方法江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE设计规范规定（JTGD50－2006）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…；江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE骨架嵌挤型水稳的概念及特点骨架密实型混合料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。江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE骨架嵌挤型水稳的特点级配骨架结构，强度高；普通硅酸盐水泥，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向抗压强度成型；施工工艺类似、重视基层压实。C:\DocumentsandSettings\Administrator\桌面\水泥稳定碎石静压成型和振动成型法强度对照表.doc江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE骨架嵌挤型水稳的级配筛网通过下列筛孔(mm)质量百分率(%)26.5199.54.752.360.60.075级配197.873.865.830.511.65.20.9级配2100.079.653.427.220.610.83.0级配3100.080.856.632.129.111.81.9级配4100.077.146.034.519.010.10.2江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE骨架嵌挤型水稳应用情况河北、河南、江苏、云南、新疆、浙江、重庆、江西等省份；应用已超过2000公里；水稳裂缝密度低，四五百米无裂缝；江西瑞赣项目能达到1~2公里基本无裂缝；江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE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江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE成型方法比较重型击实法属静力压实法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振动压实法集料自由运动、压密内摩擦阻力和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，代表性强江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE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：骨架密实型；标准击实：悬浮密实；振动成型试件吸水率只有标准击实的1/10；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；江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE振动成型设备及试件江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE混合料设计步骤确定矿料级配不同水泥剂量分组振动压实试验不同水泥剂量强度试验确定最大干密度、最佳含水量、水泥剂量江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE确定矿料级配按颗粒组成进行计算，确定各种碎石的组成比例。要求组成混合料的级配应符合规定，且4.75mm、2.36mm、0.075mm的通过量应接近级配范围的下限。表1抗裂型水泥稳定碎石混合料级配范围（瑞赣）级配通过下列筛孔(mm)质量百分率(%)31.526.5199.54.752.360.60.075范围10095～10068～8644～6226～3717～288～150～5注：0.075mm通过量宜控制在3.5％以下。江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE级配通过下列筛孔(mm)质量百分率(%)31.5199.54.752.360.60.075范围10068～8638～5822～3216～288～150～3注：配合比设计及施工控制中0.075mm通过率宜控制在3%以下，但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0~5%进行控制。表2抗裂型水泥稳定碎石混合料级配范围（石吉）江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE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。江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE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。江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE确定最大干密度、最佳含水量、水泥剂量水泥稳定碎石7天浸水无侧限抗压强度代表值应不小于设计值，设计值由施工图设计确定。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。为保证基层达到强度满足要求、抗裂能力最佳的效果，应尽量限制水泥、细集料、粉料用量。C:\DocumentsandSettings\Administrator\桌面\抗裂水泥稳定碎石基层\配合比报告\目标配合比\AP2标报告\AP2标（盘古山）水稳碎石.（中基层）doc.doc江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE抗裂型水稳材料的选择水泥:普通硅酸盐缓凝水泥；碎石：碎石的最大粒径为31.5mm，宜按粒径9.5mm～31.5mm、4.75mm～9.5mm、2.36mm～4.75mm和0～2.36mm四种规格备料。碎石压碎值应不大于28%；粗集料针片状含量应不大于18%（宜不大于15％）；4号料中0.075mm通过率应不大于15％；碎石中小于0.6mm的颗粒必须做液限和塑性指数试验，要求液限小于28%，塑性指数小于6。江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE骨架嵌挤型水稳施工工艺试铺拌和运输摊铺碾压施工控制养生及交通管制江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE试铺试铺段要决定的主要内容如下：验证用于施工混合料的配合比调整拌和时间，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确定每一作业段的合适长度（一般建议50m-80m）严密组织拌和、运输、碾压等工序，缩短延迟时间江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE拌和在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路面基层强度高温作业时，早晚与中午的含水量要有区别，要按温度变化及时调整。拌和机要配备带活门漏斗的料仓，成品混合料先装入料仓内，由漏斗出料装车运输，装车时车辆应前后移动，分三次装料，避免混合料离析。江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE大吨位自卸汽车加盖毡布摊铺现场待卸车不少于5辆运输江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEA