论文水稳碎石基层材料设计与施工技术

1、唉水稳碎石基层肮材料设计与施拌工技术斑摘要：水稳碎柏石基层是高速肮公路工程普遍蔼采用的一种半啊刚性基层，本把文结合工程实安例，并在试验坝的基础上，本岸文论述了如何搬控制好水稳碎八石基层的施工爸质量，分析了爱水稳碎石施工叭前的材料控制挨方法，针对某败个工程实例分盎析水稳碎石基岸层的集料级配坝设计，对水稳敖碎石基层施工绊技术及施工裂隘缝控制措施进俺行了深入的探氨讨和总结。伴Abstra板ct:蔼 Water吧 stabi笆lized 拌macada盎m base爱 is ad哎opted 啊widely跋 in th扒e high把way en哀gineer哎ing is柏 a kin懊d of

2、s瓣emi-ri傲gid ba扮se, Co半mbinin爸g with拜 the e版nginee摆ring e靶xample安, and 爱on the哀 basis扒 of ex俺perime捌nt, th班is pap敖er dis吧cusses啊 how t跋o cont唉rol th把e wate扒r stab办le mac把adam r肮oad ba板se con哎struct半ion qu笆ality,坝 Water凹 stabi般lized 捌macada埃m is a拌nalyze傲d befo败re the傲 const板ructio柏n of m拔ateria蔼l co

3、nt翱rol me岸thod, 稗for a 敖projec板t inst坝ance a傲nalysi蔼s of c摆ement 袄stabil八ized g拌ravel 办base o肮f aggr胺egate 爸gradat哀ion de耙sign,O拔f wate案r stab摆le mac把adam b懊ase co板nstruc颁tion t皑echnol癌ogy an氨d cons扒tructi安on cra傲ck con癌trol m邦easure巴s are 班carrie俺d on t胺he tho翱rough 捌discus坝sion a安nd sum俺mary. 按 傲关

4、键隘词拜 背：水稳碎石；搬基层施工；配奥合比设计；检把测；最佳含水袄量瓣Key wo奥rds: W安ater s拌tabili昂zed gr败avel; 奥Base c绊onstru扮ction;坝 Mixtu柏re rat哀io des哎ign; D爸etecti坝on; Th皑e best隘 water氨 conte瓣nt 1 引言：皑水稳碎石基层斑是近几年广泛矮应用于高速公板路底基层、基隘层施工的一种奥半刚性路面结构型式。作为般沥青混凝土路哀面的下承层，凹因其具有良好般的板体性、水拔稳性和抗冻性跋，力学强度可八视需要而调整胺以及整体承载霸能力强等优点扒，得到设计部拌门和建设单位俺的青睐。

5、但因版其材料级配、扳水泥剂量，摊搬铺碾压、离析岸处理、成型时叭间及工后养护懊在实际施工中瓣较难控制，稍袄有不慎，就会岸产生裂缝，厚柏度、强度不能爸满足设计要求版等缺陷，导致办沥青面层龟裂澳破坏，造成不癌可估量的损失背。因胺此疤,稗对高速公路水伴稳碎石基层施拜工及施工过程安中的质量控制哀措施进行分析盎探讨具有重要颁的现实意义。哀2半 鞍水稳碎石施工跋前的材料控制2.1 集料拔胺进行取样。所挨取样本要具有俺代表性，否则把将很容易出现摆离析现象，影扳响最后的质量肮。通过无机结爸合料稳定集料按、级配碎石混摆合料、采石场扒的生产线等皮熬带运输机的材拔料进行取样，佰可以在皮带运邦输机停止时进岸行一段式的取

6、版样，在其中截靶取一部分作为八代表性样本，癌每隔三次的取扮样组合在一起八，建立一组试芭样，注意等距取样。最好在拌料堆上、下、案中、里、外都啊取一部分作为笆样本，这样才敖能保证试样的岸准确性和代表笆性。所取样本拔在自然状态下奥十字交叉分为肮4叭等分，取样时哎取对角样本，挨直到达到实验拜需要的重量。绊疤水洗筛分。筛败分后其总质量爸对比筛前质量敖差值不得超艾过百0. 3%笆 澳，否则实验失懊败，会重新进巴行筛分。筛分暗应进行平行试扒验，其结敖果隘P0. 07唉5柏的差值不能超矮过1%巴 唉，否则也要进坝行重新试验。肮其中，小埃于稗0. 075百 m m肮 按的细集料不只奥是粉尘，还有稗其他的一些矿案

7、粉，细砂之类拔的细集料，通鞍过砂当量试验安对这些细集料白加以区分。同阿时根据规定，搬将水稳基层级皑配碎石的规格哎控制，通常是懊直径不大拔于笆31. 5 斑m 隘m爱。巴 扳因为直径越大肮，对摊铺机的哎损害就越大，霸对班于俺0. 075拔 m 爱m伴筛孔要求的通坝过率拔是巴0% 7%稗 傲。敖熬针、片状颗粒颁含量控制。可爸以通过游标卡鞍尺法测定。在啊结果测定的时跋候翱，白 拜要采案用皑2凹次测定结果的爱平均值，这样八可以增强评定拌结果的准确性昂。但是如板果阿2办次的差值大于败或等昂于般20%败 傲时，就应该再瓣加测一次，懊取阿3芭次结果的平均艾值，这样更能版减小误差，增矮加评测结果的斑准确性。将

8、控蔼制针啊、扳 俺片状颗粒含量阿控制办在15%背 白以内。邦癌控制压碎值。阿集料先过筛，疤将直径控制澳在挨9. 51哎3. 2 m胺 m扳 伴之间，再将其澳放入容器，利颁用金属铜标定扳，这些集料作阿为肮3靶次试验用料。芭通常石灰岩袄在绊2 300捌2 600 拌g佰之间，玄武佰岩懊2 700澳2 800 唉g捌之间，在进行癌加荷试验时，颁要尽量控制柏在斑10 m i颁 胺n盎内达到总荷百载哀400 K背N埃，稳办压坝5 百s啊然后才可以进岸行卸载。水稳懊用集料压碎值摆应不大柏于唉30%案 巴，并进奥行扒3敖次平行试验。2.2 水泥叭 肮 斑水泥作为水稳办碎石中唯一的败稳定剂，对质挨量有着相当高

9、俺的要求，通常袄采用的靶是罢P. O 4按2. 板5白和叭P. C 3瓣2. 翱5拌的标号水泥。佰当复合硅酸盐俺水版泥摆P. C 3稗2. 唉5扮胶砂强度时凹，熬 奥用水量要根据袄胶砂流动度来阿测定的，它的伴水灰质量比通柏常蔼是霸0. 5胺，而胶砂流动昂度不能小耙于邦180 m 扮m熬 扳，对于混合料爱的水泥用量大胺约氨为碍3% 7%靶 扳。对于水泥的鞍凝结时间也要板严格控制，最阿好选用初凝大白于扳3 澳h翱，终凝小袄于稗6 坝h傲的水泥，这样伴可以保证稳碎坝石混合料有足奥够的时间运输哎，摊铺和碾压拔。水泥入灌以扮前需要出版炉袄7 澳d吧以上白，斑 3 袄d跋的抗压强度最巴好大爸于按18 M

10、P癌a八。水泥标号宜柏采案用按32. 啊5般级，水泥的品澳牌上应该选择跋质量优秀，口斑碑好、质量稳拔定的大厂家和笆大品牌。同时皑对于水泥的质吧量减压斑也不能忽视，捌要检验是否有合格证书，并稗对水泥的细度蔼、安定性、初盎终凝时间进行佰测试，确保水袄泥质量达标。艾3胺 按水稳碎石级配芭的设计艾3.1绊 芭水稳碎石级配笆设计的重要性按水泥稳定级配翱碎石的强度及隘整体稳定性由颁两部分组成般：奥肮级配碎石的良翱好嵌挤形成的芭嵌锁力，它是哀几层、底基层芭的骨架办；哀柏水泥固结形成伴的粘结力，起疤保证基层、底版基层结构整体靶稳定性的作用伴。如果碎石的胺级配不好，基办层、底基层的唉嵌锁强度低，笆承受荷载的能邦

11、力就差；如果把水泥用量不够俺，基层、底基摆层结构的整体芭性降低，必然翱会使基层、底蔼基层的初始强把度低，抗疲劳拌破坏的能力就矮下降。这必然昂会大大缩短沥岸青路面的使用稗寿命，严重的皑第二年就会出傲现路面开裂，坝变形破坏，极熬大地降低高速碍公路的使用寿耙命。因此高速肮公路的水泥稳挨定级配碎石基扮层、底基层施班工非常重视碎肮（砾）石的级班配和水泥的实傲际剂量，必须按达到规范及设唉计文件的要求碍。办3.2疤 按水稳碎石级配扳设计的影响因矮素瓣水泥用量是影哎响水泥稳定碎罢石基层最主要芭的因素，其它搬影响因素还有般级配、离析、艾拌合质量、含斑水量、压实度拜、养生条件等傲。各因素的影肮响程度依次为艾：水泥

12、剂量啊级配养生条罢件压实度八含水量。尽管澳如此，含水量鞍的控制却不能按轻视。含水量跋偏少则混合料板松散难以压实巴，含水量偏大疤压路机重复碾埃压容易出现局芭部或大面积湿版软弹簧。因此白，在水泥稳定按级配碎石的拌笆合施工中应重瓣视对含水量的鞍控制，一定要唉根据当天的气哀候条件对用水办量作适当调整版。耙3.3绊 爸工程实例碍湖南某高速公搬路工程项目，坝路基宽挨度板 24.般5瓣碍26耙m碍，采用水泥稳芭定碎石基层。耙其凹中百 P6肮 懊合同标段路面邦结构共伴由澳 5俺 绊层即沥青砼路拌面扮厚耙 17c背m搬；下封奥层版 0.6cm傲 翱乳化沥青稀浆矮；基层采懊用爸 5斑%搬水泥稳定碎版石案 34c啊

13、m班；底基层采坝用拌 4%爸 笆水泥稳定碎石坝，肮 班厚绊 20c懊m柏；及路基底层安组成，全线沥巴青砼路面上面疤层和中间面层败均采用改性沥啊青。拌该高速公路基隘层结构所用主爸要施工材料有百：水泥、碎石耙、水等，为保败证质量白，扳 碍应对材料的技阿术特性严格进般行控制和要求扳，并按规范进隘行混合料配合傲比试验，以确肮保高速公路水凹稳基层工程质般量。哎3.3.1懊 皑水稳碎石基层巴混合料配合比板设计试验过程挨分析傲对于水泥含量唉的控制是保证按水泥稳定碎石斑基层整体质量啊的关键，水泥邦稳定碎石中强罢度指标在很大暗程度上取决于芭水泥的含量，随着水泥剂量傲的增加，水泥稗稳定碎石的物班理力学性质也鞍将显

14、著改善。白但过多的水泥扒用量，虽然可耙以获得强度的班增加，同时也吧会产生较大的艾收缩和较多的扮裂缝，在经济矮上是不合理的败。因此，在进唉行水泥稳定碎背石基层材料设半计时，常常需办要综合考虑各跋种因素，并采办用室内试验确按定最佳水泥含拜量，以确保水背泥稳定碎石基背层整体质量。盎混合料组成设案计板水稳级配碎石氨基层采用石灰颁岩，材料规叭格绊2按0笆隘30m斑m爸，板1蔼0挨爱20m罢m爱，疤5拜跋10mm把 捌和扮0蔼佰5m唉m瓣。按照公路背工程集料试验按规程中的方把法，经测定，哎石料的压碎值熬为唉21.5搬%跋，针片状含量佰为白11.3般%氨，小半于邦0.6m半m柏的颗粒液班限拜18拔%氨，塑性

15、指暗数按1.傲8哀，均满足公俺路路面基层施暗工技术规范翱的要求（见挨表斑1跋）。水泥采用扮普爸P.O42.百5扮水泥，经检验氨各项指标均满澳足规范要求（扮见拔表奥2懊）。隘表扮 1昂 俺集料密度试验氨结果 指标粒径/mm 2030 1020 510 05表观密度 /gcm -3 2.713 2.705 2.680 2.649毛体积密度 /gcm -3 2.689 2.689 2.594 表干密度 /gcm -3 2.689 2.689 2.622 压碎值 / % 22.1凹表暗 2 爱水泥各项指标捌试验结果 水泥品种 初凝时间 min 终凝时间 min3d 强度 /MPa 28d强度 /MPa

16、 抗折 抗压 抗折 抗压 P.O42.5硅酸盐水泥 135 375 3.54 17.1 6.57 49.6版JTJ034岸-2000翱公路路面基层岸施工技术规范埃规定对于高速瓣公路和一级公扮路，水稳碎石拔用作基层时，绊单个颗粒的最败大粒径不应超佰过奥31.5mm岸。文中采用公百称最大尺寸氨26.5mm白。该试验基层疤设计强度为巴4MPa阿，按罢JTJ034爸-2000爱中表翱3昂的颗粒组成范安围，并取中值伴作为控制，如霸表颁3艾所示。百表伴 3叭 柏水稳集料基层敖颗粒组成范围筛孔尺寸 /mm302010520.50.075规范范围 /%10090100 6080 30501530102007规

17、范中值 /%10095.0704022.5153.5扮该试验分别选摆取绊4拔%翱，吧5澳%哎，伴6隘%癌，巴8罢%案的水泥用量进隘行比较，分别隘编号般为班A板，氨B绊，版C埃，阿D背。办无侧限抗压强绊度试验佰根据确定的级柏配曲线，按照败公路工程无爱机结合料稳定拌材料试验规程八进行击实试捌验和无侧限抗傲压强度试验，白试验结果见鞍表百4颁。由罢表八4邦中的数据绘成肮图肮1蔼。白表爱 4扳 耙无侧限抗压强佰度试验结果 级配 类型最佳含水量/%最大干密度g/cm 3 龄 期 d 最大值 MPa 最小值 MPa抗压强度平均值/MPa 偏差 系数 /%A4.82.27473.842.613.205.21B

18、5.02.29774.633.384.114.61C5.13.31075.774.625.046.25D5.43.34277.946.887.564.94回弹模量试验耙采用承载板法瓣测定整体性材靶料的回弹模量吧。承载板直径吧为伴100m板m扳，选定单位压坝力罢为安0.3MP笆a扒，败分暗6啊级加载，压力背机肮以哎2.356k奥N昂逐级加载。记袄录各级荷载加哎、卸载的回弹霸变形，计算回澳弹模量。耙 办 蔼 凹 艾 暗(扳式安1)班 艾 爸式中般：肮P班为单位压力靶，皑MP斑a矮；哎D办为承载板直径爱，暗m邦m班；为单位应癌力唉P扒的回弹变形安，白 m碍m岸；为泊松系数芭，试验结果见懊表熬5矮。由

19、胺表八5暗中的数据绘成捌图盎2板。翱表鞍 5拌 爸回弹模量试验版结果级配类型 龄期 /d回弹模量 /MPaA903271B903594C903853D905121干缩试验扮 跋 巴该试验研究试搬件是在室温自熬然风干状态下蔼，因水分散失班而引起的形变靶特性。采用静哎压制作梁式试盎件，分别用千柏分表法测其干懊缩应变，以比捌较其抗干缩能凹力。岸参瓣JTGE30澳-200柏5艾公路工程水泥疤及水泥混凝土挨试验规程中瓣的斑T0566-把200疤5捌水泥混凝罢土干缩性试验矮方法进行。试哀验结果见艾图稗 拔3胺。埃3.3.扒2傲水稳碎石基层笆最佳配合比分摆析与确定瓣从以上试验分版析可以看出：败埃7d盎 挨龄

20、期的试件无鞍侧限抗压强度挨随着水泥用量佰的增加线性增癌加，水泥用八量凹 4.0扒%哀时的强度低于懊设计强度要求版，板8.0伴%颁的强度明显偏耙高，而水泥用拜量奥5.0皑%，矮6.0斑%翱相比之下阿，背5.0巴%肮经济上比较合扒适；挨疤水泥用量爸在搬4.0埃%邦搬6.0袄%岸范围内时，试蔼件的回弹模量爸随水泥用量的搬增加而线性增爸加，昂而百8.0扮%爱的水泥用量增板加值明显高于敖这一关系。刚挨度与强度有相奥近的线性增长氨趋势；笆啊8.0俺%按的水泥用量干凹缩变形和干缩般率最大傲，白4.0白%傲的水泥用量干蔼缩变形和干缩碍率最小。从干邦缩试验的过程败可以看出，材料结合水的蒸岸发，特别是扩百散层水的

21、蒸发啊，对混合料的拌收缩有这重要暗的影响；随着癌龄期的增长，芭干缩速率也随凹之减小扳，办 扳初期变形较大氨，随后逐渐变绊缓，说明了结跋果强度的形成翱对材料的干缩绊起制约作用。埃综合现行规范巴和试验结果，佰可以确哎定败8.0半%盎的水泥用量不靶可取，在试验柏中仅作对比，扒因为过高的强熬度和刚度与面疤层的强度相差伴过大，是对面柏层结构不利的巴，并且过高的半水泥用量会带翱来较大的收缩柏和较多的裂缝唉。故在满足强埃度稳定性和经百济合理性的情癌况下，基层水翱泥用量翱为板5.0巴%凹盎6.0叭%稗，最大干密度哎为绊2.42g/伴cm稗3爸，最佳含水芭量碍5.8氨%熬。瓣3.3.班3皑高速公路水稳叭碎石基层

22、施工试验段铺筑熬在正式开工的扒前昂15 斑天，应当在不岸合格路段上进办行整修使其达氨到标准。底基唉层表面应平整般、坚实，具有霸规定的路拱，搬没有任何松散扳和软弱地点。傲确定混合料数量和每车混合拌料的摊铺面积唉。拔对跋20敖0板邦300伴m安试验段的具体扳压实厚度、密爸度、含水量、芭混合料达到标邦准压实度的碾笆压程序、压实艾机械的选择和绊组合，压实的芭顺序、速度，疤碾压遍数等做蔼详细记录。验盎证改进施工工唉艺，进一步修耙订施工组织设袄计。伴（2班）施工放样吧直线段挨每爸1熬5唉把20奥m伴设一桩，平曲般线拌段隘1埃0昂唉15蔼m扳设一桩，水准败点闭合。沿路案槽两边补钉边瓣桩，量出中桩哀位置补钉中

23、桩摆。在各桩上量昂出铺砌高度，凹用油漆作出标氨记（标记高度佰：按松紧铺系霸数水稳碎唉石霸1.3笆5按加虚厚），按唉标记高挂好小扒钱。中桩与边敖桩之间，根据唉需要，可以加巴放木（铁）平八桩。拜（半3坝）水稳碎石的般运输傲靶装料：装料根白据放料人员的懊提示，按前、唉中、后三次作氨业的方法进行拔，不得太满外啊溢，车内混合隘料必须在初凝蔼时间内运到工拔地。暗吧覆盖：用油布澳覆盖混合料。疤熬车辆倒车在摊拔铺机芭前安30c把m傲处停住卸料时爱挂空挡，注意案不要撞击摊铺盎机拜，叭 傲不要把料卸在皑摊铺机外面。混合料拌和疤混合料应在中绊心拌合厂拌合笆，可采用间歇碍式拌合设备，跋所有拌合设备霸都应按比例（肮重量

24、比或体积哀比）加料，要阿准确配料。拌坝合厂设置在施跋工路段中间的蔼路旁（场地硬拔化处理后，分爱隔贮存集料）阿，不宜离的太昂远，避免运输碍导致混合料离捌析蔼。扳 拜拌和要均匀，唉含水量要略大办于最佳值，使百混合料运到现隘场摊铺碾压时八的水量不小于最佳值，运距澳远时混合料的拌车箱应加覆盖搬，以防水分损肮失过多。混合料摊铺案摊铺前，应将氨下承层彻底清案扫干净，根据暗铺装层的厚度百和要求达到的爱压实干密度，吧计算每车混合料的摊铺面积奥；将混合料均捌匀地卸在路幅袄中央，路幅宽唉时，也可将混邦合料卸两行；澳用绊2百台摊铺机将混版合料按松铺厚矮度摊铺均匀，八摊铺机应连续颁、均匀、不间断摊铺。摆唉设一耙个胺3

25、凹人小组，携带靶一辆装有新拌背混合料的小车稗，跟在摊铺机笆后面，及时清背除粗集料窝和隘粗料带（铲除阿粗料，补以新绊的均匀混合料敖，或补撒拌匀矮的水泥细集料扳混合料，并与班粗集料拌和均爸匀），消除粗绊细集料离析现暗象。碾压靶坝整型后（用静俺载压路机），佰当混合料的含安水量等于或略扮大于最佳含水埃量时傲，稗 岸立即安用绊1矮8哀拌20盎t佰压路机在基层氨全宽内进行碾叭压。碾压时，稗应重安叠袄1/拔2艾轮宽，后轮必爸须超过两段的邦接缝处，后轮熬压完路面全宽跋时，即为一遍笆。应在规定的俺时间内碾压到伴要求的密实度扒，同时没有明氨显的轮迹一般挨需碾阿压皑6般扮8唉遍，压路机的芭碾压速度，头拔两遍的碾压速

26、跋度以采用暗1.拜5俺拌1.7km/扮h捌为宜，以后搬用哀2.靶0爱鞍2.5km/挨h把碾压速度。叭疤整型后（用振蔼动压路机），捌当混合料的含坝水量不小于最暗佳含水量时，按立即用停振的瓣振动压路机在办全宽范围内先氨静叭压碍1版邦2搬遍，然后打开熬振动器均匀压把叠白，耙 巴通常除路面的瓣两侧应多吧压扮2胺板3柏遍外，其余各柏部分碾压到的次数尽量相同。安搬严禁压路机在办已完成的或正伴在碾压的路段办上调头或急刹拜车。佰摆碾压过程中，把如爱有阿“盎弹碍簧袄”哎松散，起皮等澳现象，应及时败翻开重新拌和唉（如加少量的霸水泥或换新拌奥合料处理，使败其达到质量要跋求）。水泥稳凹定碎石的表面伴应始终保持潮安湿，

27、如表层蒸挨发过快，应尽爱快洒少量的水靶。从加水拌和把到碾压终了的傲时间应控制氨在拔2啊哎3版h吧内，并应短于班水泥的终凝时斑间。接缝处理拜懊横缝的处理啊：哀皑当天两工作段阿的衔接处，应斑搭接拌和，即伴先施工的前一敖段尾部胺留安5案案8背m败不进行碾压，鞍待第二段施工拌时，对前段积熬留下未压部分版要再加部分水扮泥重新拌和，班并与第二段一埃起碾压巴。爸拌应十分注意每扒天最后一段末芭端敖缝埃 艾（即工作缝）碍的处理，工作八缝应成直线，碍而且上下垂直熬，将两根方木奥（长度各为水跋泥稳定混合料昂层宽哀的案1/埃2罢，宽颁度摆30c熬m氨左右，厚度与澳其压实度相同胺）紧靠着已完敖成的稳定料，爱以保护其边缘

28、埃不至遭第二天艾工作时的机械班破坏。懊般纵缝的处理：矮纵缝应按下述隘方法处理：在半一幅施工时，爱在靠中央一侧稗用方木或钢模挨板作支撑，方白木或钢模板的扳高度与稳定土八层的压实厚度疤相同；在铺筑搬另一幅时，或伴养生结束后，搬拆除支撑木（或板）；靠近第一幅的部分坝，用人工清杂氨后进行摊铺，巴然后进行整型按碾压。养生盎巴摊铺碾压结束胺后，立即封闭蔼交通。用洒水罢车洒水，扳在翱7懊天内保持基层跋洒水养生，使矮水稳碎石处于班湿润状态。养扮生肮7板天后，进行钻唉芯。芭白用洒水车洒水拜养生时，洒水叭车的喷头为喷唉雾式，每天洒半水次数应视气氨候而定，整个伴养护期间应始败终保持基层表罢面湿润。扮拌水稳碎石覆盖爱土工布洒水养板生期不少阿于板7爸天。拌4柏 爱水稳碎石基层昂裂缝预防控制把措施唉 盎 岸水泥稳定碎石靶公路基层的裂靶缝一般有温差邦引起的温缩裂百缝，干缩应变邦引起的干缩裂耙缝、反射裂缝邦及外力破坏应凹变产生的疲劳拔裂纹等，这些敖裂缝随龄期的岸增长而增加。拜从已成型的基班础施工段落来埃看，裂缝的出唉现和有规则，靶一百般凹1百2稗15坝m翱左右出现一条绊横向裂缝，而笆网状裂纹则比稗较少见。基层半裂缝由于会对安沥青面层造成拔反射裂缝或对巴应裂缝，从而胺导致面层水下蔼渗，积聚在基奥层与面层之间坝，在车