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京秦高速公路迁西支线工程LM-2标田昆仑2011年12月13日目录振动成型法简介原材料及配合比设计要求施工工艺控制振动成型法的概念振动成型法是由振动压实成型机模拟现场振动压路机，从而确定材料的组成比例、最大干密度及最佳含水量，并对各项性能指标进行检测的一种水泥稳定碎石混合料配合比设计方法。振动成型法得到的压实效果与振动压路机非常接近，是能更精确模拟现场压实方式的室内试验方法。传统设计方法的现状室内成型方式与现场碾压方式不匹配在我国，无机稳定结合料大部分是按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ057-94)的要求采用重型击实试验，与工程实际中振动压路机的压实不匹配，试验得出的最大干密度太小，与工程实际差别较大。在水泥稳定碎石基层施工中，由于室内重型击实成型与室外振动压实不匹配，造成了两个严重的后果：一是压实度超百。在各级检查及验收中，不允许压实度超百，这就迫使施工单位在施工过程中，通过减少压实遍数来降低压实度；二是裂缝严重。水泥剂量、细集料含量和含水量是引起水泥稳定碎石裂缝的三大因素。由于试件成型方式与现场施工碾压方式不同，施工单位往往为避免压实度超百而减少压实遍数，造成强度不满足设计要求，于是为了增加强度便加大水泥剂量。质量控制指标单一规范对混合料路用性能要求相对简单。除原材料性质以外，对混合料只要求7天龄期的饱水无侧限抗压强度达到要求即可，对混合料抗裂能力没有标准试验方法和评价指标，进而使得设计或者施工的时候，只注重提高强度，造成片面的强度过大而抗裂能力较差等负面影响。压实度标准偏低压实度达到较高的标准对水泥稳定碎石混合料强度、抗裂能力以及抗疲劳能力的提高有显著的作用。压实度的增加可以大幅提高半刚性材料强度，并可显著提高混合料的抗裂能力；另一方面，压实度的提高可以大大减少水泥稳定碎石混合料中的微裂隙，从而提高混合料的抗疲劳能力。规范规定的级配范围太宽，难以保证工程质量规范规定的级配范围太宽，在此范围内，不同级配的混合料其力学性能有很大差异，因此不同级配的水泥稳定碎石混合料各种力学指标即使全部满足规范要求，也很难说明这些混合料具有良好的抗裂性能。振动成型法的优点改变了传统的重型击实法和静压法，采用更能够模拟现场压实方式的振动方法进行室内试验及检测。水泥剂量明显降低，同时强度提高、抗裂能力提高。水泥剂量降低1%~1.5%，强度提高1.5~2倍，相同水泥剂量下，振动成型试件干缩抗裂系数是静压成型条件下的1.5倍。振动成型法设计的半刚性材料密度标准提高1.02~1.03倍。且实际工程经验表明，用传统的碾压方式，在不增加设备投资的情况下，完全可以达到新的设计方法的压实度要求。试验室试件比较传统设计方法试件振动成型法试件养生7天后现场取芯比较传统设计方法基层7天芯样原材料水泥水泥稳定碎石结构层对原材料要求较高，水泥做为唯一的一种稳定剂，其质量尤为重要。为保证水泥稳定碎石混合料有足够的时间来运输、摊铺及碾压，要求水泥应选用初凝时间应大于3小时、终凝时间大于6小时的普通硅酸盐水泥。强度等级不低于32.5级。水泥在入罐前，必须确认在出炉7天以后，安定性等符合规范要求。集料各规格集料必须满足《公路路面基层施工技术规范》JIJ034-2000和设计文件中规定的物理力学性能要求，并满足粒径规格要求。规范规定集料最大粒径不宜大于37.5mm，一般集料最大粒径不超过31.5mm。粒径过大对拌合站、摊铺机的损害性越大，混合料容易离析。针片状含量不大于20%，压碎值不大于30%，塑性指数小于6、硫酸盐含量不宜超过0.25%。粒径小于0.6mm的颗粒必须做液限和塑性指数试验，要求液限小于28%，0~4.75mm料中，0.075mm通过量必须小于15%。水凡饮用水皆可使用，遇到可疑水源，应委托有关部门化验鉴定。配合比组成设计一般规定水泥稳定级配碎石混合料组成设计包括原材料质量检验，混合料级配组成设计，确定必需的水泥剂量和混合料的最佳含水量等。原材料试验包括含水率、集料级配、液限及塑限、碎石针片状颗粒含量、碎石的压碎值试验、水泥强度等级和凝结时间等，必要时应测定有机质含量和硫酸盐含量。混合料试验包括重型击实、水泥剂量、无侧限抗压强度、延迟时间等。混合料的设计步骤1）取工地实际使用的不同规格集料应分别进行水洗筛分，每批石料应取有代表性的石料进行不少于10次筛分，以平均值作为不同规格集料的筛分结果。级配的走向应选择靠近中值偏下、靠近级配范围的下限使矿料级配形成S形曲线，基层4.75mm以上粗集料的含量不低于65%，形成骨架密实型结构，经行室内试验，待实验结果出来后确定合适的级配曲线。取工地使用的水泥，根据确定的级配曲线，按不同水泥剂量分组试验。结合设计文件，按下列水泥剂量配制：基层用水泥试配剂量：3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%在可能估计合适剂量的情况下，允许将五个不同的剂量的试验缩减到三个或四个，但不得少于3个剂量，特别不允许采用一个经验剂量的验证性设计方法。2）击实试验水泥稳定碎石采用振动压实试验方法确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度，至少应做三个不同水泥剂量混合料的振动压实试验，即最小剂量，中间剂量和最大剂量。按规定压实度分别计算不同水泥剂量的试件应用有的干密度。3）强度试验偏差系数10%10%~15%15%~20%最少试件个数6913按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件。进行强度试验时，平行试验的试件数量应符合下表规定。试件在20±2℃温度下保湿养生7d，浸水24h后，进行无侧限抗压强度试验。根据设计强度标准，选定合适的水泥剂量，此剂量试件室内试验结果的平均抗压强度按下式计算：R平≥Rd/(1-ZaCv)式中：Ｒ平－平均抗压强度，MPaＲd－设计抗压强度，MPaZa－保证率系数，高速及一级公路保证率95%，其他90%Cv－试验结果的偏差系数（以小数计）。按上述试验结果确定水泥剂量。工地实际采用的水泥剂量应以室内试验确定的剂量适当的增加，采用集中厂拌法施工，最多不超过0.5。按照混合料组成确定的最佳水泥剂量+0.5％、确定的最佳含水量和最大干密度制作试件，校核标准配合比的7d浸水无侧限抗压强度和试件干密度。４）试拌试铺试铺段要决定的主要内容如下：①验证用于施工混合料的配合比a、调试拌和机，分别称出拌缸中不同规格的碎石、水泥、水的重量，测量其计量的准确性；b、调整拌合时间，保证混合料均匀性；c、检查混合料含水量、碎石级配、水泥剂量、7天无侧限抗压强度。②确定铺筑的松铺宽度和松铺系数（约为1.20~1.30）。③确定标准的施工方法a、混合料配比的控制方法；b、混合料摊铺方法和适用机具；c、含水量的增加和控制方法；d、压实机械的选择和组合，压实的顺序，速度和遍数；e、拌和、运输、摊铺和碾压机械的协调和配合。④确定每一作业段的合适长度（一般建议50m-80m）。⑤严密组织拌和、运输、碾压等工序，缩短延迟时间。试铺段的检验频率应是标准中规定生产路面的2-3倍。当使用的原材料和混合料、施工机械、施工方法及试铺路面各检验项目的检测结果都符合规定，可按以上内容编写《试铺总结》，经审批后即可作为申报正式路面施工开工的依据。准备工作技术准备：组织拌合站、现场管理人员及施工人员进行技术、安全生产、文明施工等方面的业务培训，对施工工艺、质量标准及质量通病的预防措施提出明确要求。测量准备：测量工程师按照具体施工计划直线段每10m放一中桩、曲线段每5m放一中桩，放样处用红布水泥钉做标记，测出相应下承层高程，定点算出结构层松铺厚度。纵向100m放一根钢丝绳，每根钢丝绳一端用钢钎固定，另一端收紧，中间使用4根5m铝合金梁控制标高，根据事先算好的定点松铺厚度，用水平尺确定钢丝绳或铝合金梁标高，作为摊铺机自动找平仪的控制依据。设备准备：对所有进入施工现场的设备进行编号，在操作间上标明该设备的操作规程和操作要求，同时对进入施工现场的设备数量、性能、型号等进行验收，不能满足施工要求的设备必须清出场。现场准备：用石灰标出两条边线，外侧培好路肩，路肩内侧切成垂直里面，培土高度根据松铺厚度确定。在内侧根据中桩位置，支设木方，以保证边缘压实效果。混合料拌合水泥级配碎石混合料采用集中厂拌连续生产。拌和前由试验人员检查料场内各种集料含水量，换算施工配合比，确定混合料用水量，外加水与天然含水量的总和要略高于最佳含水量，具体加水量根据气温、风力和空气湿度经试验确定。开始拌合后，试验人员应按规定取混合料试样，检查混合料级配、含水量及水泥剂量等各项指标，随时检查混合料的配比和含水量等是否发生变化。经常检查拌和楼的拌和质量，保证出料均匀一致，防止粗细粒料离析。试验人员及拌和楼操作手密切关注混合料颜色、级配，发现异常立即停止拌和，并查找原因，采取有效的处理措施后再继续拌和。拌合站配料混合料运输拌合好的水泥稳定碎石应采用较大吨位的自卸汽车运输，车厢应清理干净，不得有积水积聚在车厢底部。运输车接料方式采用前、后、中的方式均匀接料，以减少粗细集料的离析现象。装料高度不允许超过原车厢板50㎝以防止混合料满溢。运输车覆盖苫布，用以减少运输过程中水分散失，防止混合料污染，直至卸料时方可取下覆盖苫布。运输车在已完成的铺筑层上行驶时速度要缓慢，控制在30km/h以内，减少重载车辆对下承层的破坏，以及确保安全行驶。运输车的运量应较拌合能力、摊铺速度有所富余。对于基层，施工过程中每台摊铺机前方应有运料车2~3辆在等候卸料。开始摊铺时在施工现场等候卸料的运料车不宜少于5辆。摊铺机连续摊铺时，派专人指挥运料车，在摊铺机前10~30cm处停住，不得撞击摊铺机。卸料过程中，运料车挂空挡，靠摊铺机推动前进。混合料摊铺铺筑基层前，应检查下承层的质量。当下承层质量不符合设计及规范要求时，应采取有效措施进行处理。清理下承层，适当洒水，保持下承层湿润。摊铺机起步前在摊铺机熨平板下的左中右三处垫放木板，厚度为所需摊铺的松铺厚度，用水准仪检测木板顶面间横坡，并拉线调整熨平板使其在一直线上。采用两台摊铺机梯队摊铺，两机前后相距10~20m，前方摊铺机标高由钢绞线和铝合金梁控制，后方摊铺机外侧标高钢丝绳控制，内侧标高由已摊铺但未碾压的结构层表面用自动找平滑靴控制。预先标定摊铺机行走速度与螺旋布料器转速的传动关系，摊铺过程中，应保持螺旋布料器全范围内混合料分布均匀，保证在摊铺机全宽度断面上不发生离析。设专人对摊铺完成的混合料中存在的离析集料进行清除，并用新拌混合料找补，避免出现局部松散，强度不足等现象。特别注意与桥头搭板连接处标高和平整度，摊铺机无法摊铺时，派有经验的技术人员指挥装载机，配合人工摊铺。试验人员每一施工段应取回水泥稳定级配碎石集料，压制试件，测定无侧限抗压强度，确保每一施工段质量合格。混合料碾压压实设备组合：每台摊铺机后面至少配备胶轮压路机(30T)一台、振动压路机(20T以上)2台，3台压路机跟进碾压。碾压顺序一般为：稳压（1~2遍，以压实度达到90%为宜）→轻型振动碾压（2-3遍）→重型振动碾压（2-3遍）→收光（压至无轮迹）。稳压时，压路机应紧跟摊铺机，一次碾压长度一般为50m~80m，实际长度视试验段及天气情况确定。采用胶轮压路机稳压时，驱动轮面向摊铺机，碾压路线及方向不应突然改变而导致混合料产生推移。碾压时，压路机应以慢而均匀的速度碾压，碾压顺序由较低侧向较高侧逐轮碾压，每道碾压与上道碾压重叠不小于1/3轮宽，压完全幅(或半幅)为一遍。外侧培土路肩应同时碾压，并达到路基压实标准。内侧应紧靠木方碾压。振动压路机的振动频率和振幅应经试验段试验确定，并根据混合料种类和层为选用。振动压路机倒车时应先停止振动，并在向另一方向运动后开始振动，以避免混合料形成鼓包。严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上调头或急刹车，保证水泥稳定碎石表面不受破坏。横向接缝设置水泥稳定碎石混合料摊铺时，应连续作业，如因故中断时间超过2小时，