工艺工法QC骨架密实嵌挤型振动压实法水泥稳定碎石施工工法

1、.骨架密实嵌挤型振动压实法水泥稳定碎石施工工法 路桥工程有限公司：- 1 -目 录1 前言12 工法特点13 适用范围24 工艺原理25施工工艺流程及操作要点25.1施工工艺流程图25.2 工法操作要点36 材料与设备76.1水泥76.2 矿料86.3 机械设备87 质量控制108 安全措施119 环保措施1110 资源节约1211 效益分析1211.1 工法优势1211.2 经济效益1211.3社会效益1212 应用实例13骨架密实嵌挤型振动压实法水泥稳定碎石施工工法1 前言水泥稳定碎石具有强度高、稳定性好、便于机械化施工、质量容易得到保证等特点，作为路面典型结构，被广泛应用于公路与城市道路

2、路面基层的施工。但是随着道路重载车辆数量的快速增加，对水泥稳定碎石半刚性基层要求也越来越高。其中面临的一个首要问题是如何在提高水泥稳定碎石基层强度的同时也能减少反射裂缝。骨架密实嵌挤型水泥稳定碎石振动压实施工工法（简称振动压实法）是在近几年施工实践中，经过科技人员不断研究总结和提高，形成的一套目前较为先进的施工技术。使用该配合比施工的水稳碎石基层具有良好的抗裂性能，从而减少了因裂缝产生的病害，并且可减少水泥用量，降低工程造价。机场高速、XX路（XX路延伸XX-XX路）以及XX大道新建工程水泥稳定碎石基层均采用振动压实法进行了综合设计，形成了一套完整的施工技术。为保证新工艺的正确使用，确保工程质

3、量，特制定此施工工法，以利工程实施。2 工法特点2.1 本工法采用更能精确模拟现场压实方式的振动法进行室内试验，取代传统的重型击实法及静压法，来确定混合料最大干密度与最佳含水量。2.2 本工法采用振动压实方法设计的配合比采用骨架密实嵌挤型集料级配。混合料级配合成过程中主要考虑了4.75mm、0.075 mm两主要控制筛孔，可减少4.75mm以下集料的用量。该级配经高强振动压实后，能使粗集料相互嵌挤稳定。2.3 本工法成型的试件试验结果有重大改进，主要表现为水泥剂量降低11.5%，强度提高1.52倍。2.4本工法成型试件在相同水泥剂量下，振动压实试件干缩抗裂系数是静压成型条件下的1.5倍，抗裂能

4、力大幅度提高。 2.5本工法采用振动压实的试件的无侧限抗压强度更接近于振动碾压施工的基层芯样无侧限抗压强度，更能有效地预测及指导现场施工。2.6 本工法采用大吨位重型振动压路机，水泥稳定碎石早期强度较高，后期养护方便，可提前开放交通。3 适用范围本工法适用于高等级公路、城市快速干道及机场跑道等水泥稳定碎石基层的施工。4 工艺原理4.1室内试验作为现场施工质量控制的基础，应当力求使室内试验真正模拟现场的施工压实工艺。为模拟振动压实对材料的作用，采用自上而下振动的振动成型压实机。本工法使用该成型机进行振动压实试验，确定材料的最佳含水量、最大干密度及振动压实试件测定无侧限抗压强度。4.2 振动成型压

5、实机的设计思想更加贴近工程实际的施工情况。振动压实压实机增加了振动效应，模拟了水泥稳定碎石在钢轮压路机振动碾压的过程。4.3振动压实法水泥稳定碎石采用骨架密实嵌挤型结构。由于粗集料的骨架嵌挤作用使得水泥稳定碎石混合料强度进一步提高，同时由于粗集料的相互嵌挤使得混合料抗裂缝能力增强，后期反射裂缝得以减少。4.4 振动压实法进行水稳碎石配合比设计时减少了水泥剂量，水泥剂量的减少使得最佳含水量也随之减少，最终使得混合料的温缩和干缩大幅减小。从而有效抑制了水泥稳定碎石材料的开裂，大大减少了半刚性基层材料的裂缝。4.5 采用室内振动压实法获得不同压实时间下的最大干密度。同时根据试验段取得最佳压实效果下的

6、实际干密度。将多组试验结果进行分析，确定室内振动压实机符合实际施工要求的最佳压实时间及方法。其原则是室内成型方式要与现场碾压方式尽可能匹配。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图（见图5.1-1）图5.1-1 振动压实法水泥稳定碎石施工工艺流程图5.2 工法操作要点5.2.1对材料的各项技术指标进行检测，检测合格，且经选择的材料在施工过程中应保持稳定。根据实际情况，基层、底基层集料宜按粒径9.531.5mm、4.759.5mm、2.364.75mm、02.36mm四种规格分档备料。各挡料应筛分清楚，避免因串料而使配合比很难调整。细集料进行覆盖，以方便控制混合料的含水量。5.2.2 确定拌

7、和场位置的原则。应根据施工路线和集料产地，以最小的成本综合确定；受气候条件和水泥凝结时间限制，必须在允许最长的运输时间内选址。进料和拌和会有扬尘和噪声发生，应考虑对周边人和物的影响距离。5.2.3做好施工机械与质量检测仪器的准备工作施工前对各种施工机具进行全面检查，并经调试证明处于性能良好状态，机械数量足够，施工能力配套，重要机械宜有备用设备。5.2.4 进行完善的水泥稳定碎石配合比设计1 用振动压实法进行水泥稳定碎石混合料配合比设计时，要根据原材料以及级配的实际情况来选择合理的振动参数，包括频率、时闻、振幅、击振力等（频率35赫兹，配重289kg，时间2min，振幅4mm）。在试验过程中注意

8、装料的均匀性，避免装料造成的离析。此外，要注意在振动过程中是否存在离析，即粗集料向下迁移，细集料向上迁移。一旦出现较明显的振动离析，要及时调整级配或振动参数，排除振动离析之后方可进行试验。图5.2.4 振动成型压实机2 为保证配制出的混合料具有较好的抗裂性能以及施工时减少离析的产生，建议配合比设计时级配曲线按正“S”形调整。4.75mm以上筛孔通过率宜处于级配中值与上限之间，4.75mm以下（含4.75mm）筛孔通过率宜处于级配中值与下限之间。5.2.5 混合料的拌和1 拌和机产量大于400T/H，要保证其实际出料（生产量的80%）能力超过实际摊铺能力的10-15%。设备计量全部由电脑控制，且

9、经过校准或检定。2 每天开始搅拌前，应检查场内各处集料的含水量，计算当天的配合比，外加水与天然含水量的总和要比最佳含水量略高。实际的水泥剂量可以大于混合料组成设计时确定的水泥剂量约0.5，但是，实际采用的水泥剂量和现场抽检的实际水泥剂量应小于4.5。同时，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。3 每天开始搅拌之后，按规定取混合料试样抽查级配和水泥剂量；随时在线检查配比、含水量是否变化。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。4 拌和机出料不允许采取自由跌落式的落地成堆、装载机装料运输的办法。一定要配备带活门漏斗的料仓，由漏

10、斗出料直接装车运输，装车时车辆应前后移动，分三次装料，避免混合料离析。5.2.6 混合料的运输1 运输车辆在每天开工前，要检验其完好情况，装料前应将车厢清洗干净。运输车辆数量一定要满足拌和出料与摊铺需要，并略有富余。2 应尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场。车上的混合料应覆盖，减少水分损失。如运输车辆中途出现故障，必须立即以最短时间排除；当车内混合料不能在初凝时间内运到工地摊铺压实，必须予以废弃。图5.2.6-1 混合料覆盖措施 图5.2.6-2 混合料的运输5.2.7混合料的摊铺1 摊铺前要洒水保持下承层的表面湿润如果气温较高须及时地均匀补充洒水。2 摊铺前要先检查摊铺机熨平板的平整度以免摊铺

11、时基层顶面出现“路拱”或凹陷。3 摊铺机宜连续摊铺。如拌和机生产能力较小，在用摊铺机摊铺混合料时，应采用最低速度摊铺，禁止摊铺机停机待料。根据经验，摊铺机的摊铺速度一般宜在1.3 m/min左右。4 在摊铺机后面应设专人消除细集料离析现象，特别应该铲除局部粗集料集中之处，并用新拌混合料填补。 图5.2.7 混合料摊铺 图5.2.8 混合料碾压 5.2.8 混合料的碾压1 碾压应遵循生产试验路段确定的程序与工艺。注意稳压要充分，振压不起浪、不推移。压实时，可以先稳压（遍数适中，压实度达到90%）开始轻振动碾压再重振动碾压最后胶轮稳压，压至无轮迹为止。碾压过程中，可用无核密度仪初查压实度，不合格时

12、，重复再压（注意检测压实时间）。碾压完成后用灌砂法检测压实度。2 压路机倒车换挡要轻且平顺，不要拉动基层，在第一遍初步稳压时，倒车后尽量原路返回，换挡位置应在已压好的段落上，在未碾压的一头换挡倒车位置错开，要成齿状，出现个别拥包时，应专配工人进行铲平处理。3 严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车。4 碾压宜在水泥终凝前及试验确定的延迟时间内完成，并达到要求的压实度，同时没有明显的轮迹。5.2.9 接缝处理1 横缝应与路面车道中心线垂直设置，接缝断面应是竖向平面。2 在靠近接头的断面处，用规格为3 m的铝合金直尺沿纵向位置，在铺筑层端部的直尺呈悬臂状，以铺筑层与直尺接触处定出接缝位

13、置，拉沿线划出一条直线，用人工切齐后铲除。3 继续摊铺时应将铲切时留下的残渣扫干净，洒上少量水，摊铺熨平板从接缝后，垫上相应松铺厚度的垫块，起步摊铺。4 碾压时用振动压路机进行横向压实，从先铺基层上跨缝逐渐移向新铺基层(稳压)。然后压路机从接缝位置开始向前推进，沿纵向方向进行碾压。5 压路机碾压完毕，沿端头斜面开到下承层上停机过夜。5.2.10 养生及交通管制1 每一段碾压完成以后应立即进行质量检查，并开始养生。应将麻布或透水无纺土工布湿润，然后人工覆盖在碾压完成的基层顶面。覆盖半小时后，再用洒水车洒水。在7天内应保持基层处于湿润状态，14天内正常养护。养生结束后，必须将覆盖物清除干净。2 用

14、洒水车洒水养生时，洒水车的喷头要用喷雾式，不得用高压式喷管，以免破坏基层结构，每天洒水次数应视气候而定，整个养生期间应始终保持水泥稳定碎石层表面湿润。3 基层养生期不应少于7d。养生期内洒水车必须在另外一侧车道上行驶，工人手持水龙带，跨过中分带喷洒养生水。4 在养生期间应封闭交通。6 材料与设备6.1水泥普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都可用于拌制水泥稳定碎石混合料，宜采用强度等级不低于42.5级的缓凝水泥。采用散装水泥，在水泥进场入罐时，要停放七天，安定性合格后才能使用；夏季高温作业时，水泥入罐温度不能高于50，否则，应采用降温措施。其指标应符合表6.1的要求。水泥技术要求

15、 表6.1试验项目技术要求比表面积（m2/Kg）300标准稠度用水量（）/初凝时间（min）180终凝时间（min）360安定性 （mm）5水泥胶砂强度（MPa）3天抗折强度3.53天抗压强度18.06.2 矿料 6.2.1 1#、2#、3#号料1#、2#、3#号料应洁净、干燥、无分化、无杂质，其质量应符合表6.2.1要求。1#、2#、3#号料技术要求 表 6.2.1 检 验 项 目指 标 要 求压碎值（）28细长扁平颗粒含量（）15水洗法小于0.075mm颗粒含量（）36.2.2 4#号料 4#号料采用机制砂，应洁净、干燥、无杂质，其质量应符合表6.2.2要求。4#号料主要技术要求 表6.2

16、.2检 验 项 目指 标 要 求水洗法小于0.075mm颗粒含量（）12砂当量（）50塑性指数（）<66.3 机械设备6.3.1 主要施工机械水泥稳定碎石施工要求单幅梯队摊铺作业，因而必须配备以下主要机械。见下表6.3.1。路面施工主要机具 表6.3.1序号机具名称名称/型号单位数量1拌和楼400T/H台（套）12摊铺机/台23振动压路机20T台34胶轮压路机20T台25自卸车(配覆盖措施)15 T辆306装载机/辆57洒水车/辆38水泥钢制罐仓100T个46.3.2 施工用仪器、仪表等主要仪器设备见表6.3.2路面施工用仪器、仪表等表6.3.2序号仪器设备名称规格型号单位数量1振动压实

17、仪DZ-08套12行星式水泥胶砂搅拌机JJ-5台13水泥胶砂振实台ZS-15台14电动抗折试验机DKZ-5000台15水泥标准稠度及凝结时间测定仪维卡仪套16雷氏夹测定仪LD-50套17EDTA滴定仪器/套18电液式压力试验机TYA-2000台19液压式万能试验机WE-300D台110水泥砼恒温恒湿养护箱HBY-40Y台111灌砂筒等150mm套312标准筛0-31.5mm个213石料压碎值试验仪YS-150台114规准仪/个215混凝土钻孔取芯机HZ-20台216光电液塑限测定仪STGD-3个17 质量控制7.1 本工法施工除执行公路路面基层施工技术规范（JTJ 034-2000）、公路工程

18、集料试验规程（JTG E42-2005）、公路路基路面现场测试规程（JTG E60-2008）、公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTG E51-2009）公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）外，还应做到以下几点：7.1.1严格控制施工配合比。在施工前必须对场地内原材料进行含水量、筛分试验的检测，根据试验结果，及时调整施工配合比，并严格按照施工配合比进行配料拌和。7.1.2水泥用量检测。除用滴定法检测水泥剂量外，还须进行总量控制，记录每天的实际水泥用量、集料用量和实际工程量，计算对比水泥剂量的一致性。7.1.3成型后的水泥稳定碎石基层的表面应平整密实，无浮石和弹簧现象，无

19、明显压路机轮迹。7.1.4试验室人员在碾压后，立即进行压实度试验，根据压实度情况确定该段是否需要增加碾压遍数。压实度检测完应注意灌砂坑的回填，回填应分层压实。7.1.5成立质量管理机构，明确各部门的质量责任。各部门应相互协调，层层落实，确保质保体系的正常运作。施工前要做好技术交底工作。所有参加施工人员清楚掌握施工的特点和要素，真正做到心中有数，确保施工过程中的准确性和规范性。7.2 试验检测项目、检测指标、检测方法一览表（表7.2）试验检测项目、检测指标、检测方法一览表 表7.2检测项目检测指标检测方法混合料指标级配（）运输车取样，水洗筛分T0302-2005水泥剂量运输车取样， EDTA滴定

20、及总量校核T08909-2009含水量（）随时，烘干法T0801-2009混合料拌和均匀性目测/（底）基层质量指标厚度钻孔检查并铺筑时随时插入量取，每日用混合料数量校核T0912-2008平整度3m直尺T0931-2008宽度用皮尺丈量T0911-2008高程、横坡度水准测量法压实度灌砂法T0921-2008强度7天浸水抗压强度T0845-2009成型情况钻芯法/外观目测/8 安全措施8.1 成立安全生产组织机构，建立健全安全生产责任制度和安全生产教育培训制度及安全生产技术交底制度，制定安全生产规章制度和操作规程，保证安全生产所需资金的投入，定期安全检查，并做好安全检查记录，做好安全事故预案、

21、救援预案。8.2 根据工程量的大小配备专职安全生产管理人员。8.3 树立以“质量第一、安全第一”的意识，结合本工程特点对员工进行安全教育，严格安全操作规程。8.4 在施工现场出入口、沿线交叉口、拌和场、临时用电及柴油罐等危险部位设置明显的安全警示标志或安全防护设施。8.5 拌合场地有防火、防盗的措施，拌合设备动力部分按国家有关规定设置安全警示标志，进场人员佩戴安全帽。8.6 施工现场的办公、生活区与作业区分开设置，并保持安全距离；办公、生活区的选址应当符合安全性要求。职工的膳食、饮水、休息场所、医疗求助设施应当符合卫生标准。8.7 在拌和场建立消防安全责任制度，确定消防安全责任人，制定用火、用

22、电、使用易燃易爆等各项消防管理制度和操作规程，设置消防通道，配备相应设施和灭火器材。8.8 针对拌和场地的特点制定安全事故的应急预案，定期组织演练。9 环保措施9.1 拌和场地尽量选址远离居民区的地方，对占用的耕地尽量避免粉尘、噪音以及柴油污染。9.2 对生产时产生的废料、废液、废油要集中堆放或存储，便于清理。9.3 保持拌和机除尘设备的正常运转，保持拌和场地内的整洁，对场内道路定期清理，减少粉尘污染。9.4 车辆在运输过程中，严禁抛洒滴漏，定期检查料车防护板。9.5 工程竣工后，对占用耕地的临时用地必须进行复耕还田，占用其它用地的按照当地相关部门要求进行清理。10 资源节约10.1 采用振动

23、压实法设计的水泥稳定碎石对材料级配进行了优化，节约了水泥用量，降低了工程造价，具有节能降耗作用。10.2 采用振动压实法设计的水泥稳定碎石具有良好的抗裂性能与力学性能，减轻了沥青路面的反射裂缝，提高了路面的耐久性，因而延长了整个路面的使用寿命与营运时间，极大地减少了各种路用原材料的使用量，特别是减少了矿料的开采，综合效益显著。11 效益分析11.1 工法优势采用振动压实法设计的水泥稳定碎石，采用了优化的骨架密实型级配，减少了水泥用量，混合料在拌和、运输、摊铺及碾压中未发现明显离析，在不改变原材料及原有机械设备的情况下，用振动法确定的混合料干密度控制现场质量更为合理，显著提高了半刚性基层的抗裂能力。11.2 经济效益从短期看，水泥稳定碎石材料基层用振动压实法施工工法和常规的施工方法比较，增