水稳基层振动成型法科研路段施工技术

水稳基层振动成型法科研路段

施工技术内容提要第一部分振动成型法路用性能第二部分振动法配比优化设计第三部分振动成型法施工技术第四部分振动法基层检测标准第五部分经济和社会效益分析试验段概况基层表观芯样外观芯样强度室内强度压实度第一部分振动成型法路用性能试验段概况三层均为振动成型581.500K19+781.50K19+200.00

右幅J11

1830.92179.08K56+260.00K54+250.00

2166.80299.88K50+899.02K48+432.34上基层

1830.92179.08K56+260.00K54+250.00三层均为振动成型2166.80299.88K50+899.02K48+432.34下基层三层均为振动成型1830.92179.08K56+260.00K54+250.00

3120.80633.52K52+186.66K48+432.34底基层右幅

4259.76809.56K53+501.66K48+432.34上基层

3120.80633.52K52+186.66K48+432.34下基层三层均为振动成型1789.02218.64K50+440.00K48+432.34底基层左幅J12备注振动成型净长结构物长度终点桩号起点桩号层位幅别标段试验段位置及长度统计表试验段概况J12合同段试验段布置示意图对比试验段施工位置与施工日期

对比试验段8.158.67.23振动法右幅8.118.47.24传统方法左幅581.5K19+200～K19+781.5J117.25～8.47.16～7.247.5～7.15振动法右幅1830K54＋250～K56＋260J12上基层下基层底基层施工日期设计施工方法左右幅净长m施工桩号标段基层表观

振动法上基层表观

传统方法上基层表观基层表观评述

相比于振动法的表观，传统方法修筑的路段表面较光滑，水泥浮浆较多，表面偏细，集料嵌挤不明显。在养生期结束后被运料车跑散现象较为严重，而采用振动成型法修筑的路段表面相对完好。

芯样外观J11标振动法现场取芯J11标底基层振动法4天芯样照片

J11标底基层振动法7天芯样照片

芯样外观J11标振动法现场取芯J11标下基层振动法4天芯样照片

J11标下基层振动法7天芯样照片

芯样外外观J11标振动动法现现场取取芯J11标上基基层振振动法法4天芯样样照片片J11标上基基层振振动法法7天芯样样照片片芯样外外观J11标传统统方法法现场场取芯芯J11标底基基层传传统法法4天芯样样照片片J11标底基基层传传统法法7天芯样样照片片芯样外外观J11标传统统方法法现场场取芯芯J11标下基基层传传统法法4天芯样样照片片J11标下基基层传传统法法7天芯样样照片片芯样外外观J11标传统统方法法现场场取芯芯J11标上基基层传传统法法4天芯样样照片片J11标上基基层传传统法法7天芯样样照片片芯样外外观J12标振动动方法法现场场取芯芯J12标底基基层振振动法法4天芯样样照片片J12标底基基层振振动法法7天芯样样照片片芯样外外观J12标振动动方法法现场场取芯芯J12标下基基层振振动法法4天芯样样照片片J12标下基基层振振动法法7天芯样样照片片芯样外外观J12标振动动方法法现场场取芯芯J12标上基基层振振动法法4天芯样样照片片J12标上基基层振振动法法7天芯样样照片片振动成成型法法的底底基层层、基基层4天就可可以取取出完完整芯芯样，，而传传统方方法的的底基基层4天则很很难取取出完完整芯芯样。。比较4天和7天的芯芯样可可以看看出，，随龄龄期的的增长长，芯芯样越越来越越密实实，光光滑。。芯样外外观评评述标段设计方法层位水泥剂量（%）最大干密度(g/cm3)最佳含水量（%）现场含水量检测（%）芯样平均强度强度（MPa）变异系数（%）J11标振动法底基层3.32.3525.45.84.5(4)2.37下基层3.82.3545.55.26.8(4)3.17上基层3.82.3545.55.27.3(4)3.65传统方法底基层3.22.266.05.9--下基层4.52.255.86.14.6(4)5.32上基层4.52.255.85.94.9(4)6.42J12标振动法底基层3.32.3626.26.34.1(15)16.11下基层3.52.3706.26.55.8（15）12.34上基层3.82.3706.26.16.2（15）15.65各标段段芯样样无侧侧限抗抗压强强度结结果芯样强强度芯样强强度评评述将现场场的芯芯样锯锯成高高15cm的标准准圆柱柱试件件，在在规定定7天龄期期测定定无侧侧限抗抗压强强度；；振动法法的芯芯样强强度接接近于于室内内振动动成型型试件件强度度，高高于室室内静静压法法成型型的试试件无无侧限限抗压压强度度。室内强强度J11标7天无侧侧限抗抗压强强度试试验结结果(右幅振动法法,试件振振动成成型)层位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗压强度（MPa）偏差系数CV(%)Rc0.95（MPa）底基层K19+200～K19+781.52.3524.47.233.6下基层2.3547.17.136.3上基层2.3548.23.227.5J11标7天无侧侧限抗抗压强强度试试验结结果(右幅振动法法,试件静静压成成型)室内强强度层位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗压强度（MPa）偏差系数CV(%)Rc0.95（MPa）底基层K19+200～K19+781.52.263.24.233.0下基层2.254.64.984.2上基层2.254.94.314.6J11标7天无侧侧限抗抗压强强度试试验结结果(左幅传统方方法，，试件件静压压成型型)室内强强度层位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗压强度（MPa）偏差系数CV(%)Rc0.95（MPa）底基层K19+200～K19+781.52.263.19.712.9下基层2.254.96.154.4上基层2.255.97.115.2J12标7天无侧侧限抗抗压强强度试试验结结果(振动法法,试件静静压成成型)室内强强度层位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗压强度（MPa）偏差系数CV(%)Rc0.95（MPa）底基层K54+250～K56+2602.262.97.592.53.05.332.7下基层2.274.77.024.24.77.664.1上基层2.274.85.344.44.75.654.3J12标7天无侧侧限抗抗压强强度试试验结结果(振动法法,试件振振动成成型)室内强强度层位施工段落最大干密度(g/cm3)平均抗压强度（MPa）偏差系数CV(%)Rc0.95（MPa）底基层K54+250～K56+2602.3624.26.983.5下基层2.376.47.425.4上基层2.378.37.117.2J11标振动动法与与静压压法强强度关关系强度比试件振动/试件静压（右幅振动法）试件振动/试件静压（右幅振动法/左幅传统法）底基层1.41.4下基层1.51.4上基层1.71.4强度比振动/静压（振动法）底基层1.4下基层1.4上基层1.8J12标振动动法与与静压压法强强度关关系室内强强度对对比现场取取料室室内振振动成成型试试件的的无侧侧限抗抗压强强度均均高于于现场场取料料室内内静压压法成成型试试件的的无侧侧限抗抗压强强度。。二者的比值约为：：1.4~1.8倍。室内强度评述压实度层位设计方法标准密度数据个数平均值%变异系数%代表值底基层振动法2.3522099.20.898.8重型击实法2.26103.20.7102.6下基层振动法2.3542099.30.699.0重型击实法2.25103.80.7103.2上基层振动法2.3542099.20.998.3重型击实法2.25103.70.8103.1J11标水泥稳定碎石基基层、底基层压实实度统计结果（振振动成型法）层位设计方法标准密度数据个数平均值%变异系数%代表值底基层重型击实法2.262099.30.998.8下基层2.252099.00.598.7上基层2.252099.40.699.1J11标水泥稳定碎石基基层、底基层压实实度统计结果（传传统方法）压实度层位设计方法标准密度数据个数平均值%变异系数%代表值底基层振动法2.3626999.00.598.8重型击实法2.26103.50.6103.1下基层振动法2.3706999.00.598.9重型击实法2.27103.40.5103.1上基层振动法2.3706998.90.598.8重型击实法2.27103.30.5103.0J12标水泥稳定碎石基基层、底基层压实实度统计结果压实度各标段振动击实标标准密度为传统方方法确定的水泥稳稳定碎石混合料击击实标准密度的1.040～1.045倍；以重型击实最大干干密度为标准，压压实度均大于100%。以振动击实最大大干密度为标准，，压实度均大于98%；压实设备并未增加加，一方面说明标标准击实法确定的的最大干密度太小小，在振动作用下下现场很容易达到到，但此时混合料料未必有好的路用用性能（由于没有有充分压实，强度度低，抗裂性能差差）。另一方面也也说明，用传统的的碾压方式，在不不增加设备投资的的情况下可以达到到振动法的压实度度要求。压实度评述第二部分振动动法配比优化设计计三个限制原材料性质振动击实仪级配设计最佳含水量及最大大干密度7天无侧限抗压强度度试件外观及集料排排列方式三个限制《浙江省高速公路沥沥青路面规范化施施工与质量管理指导意意见》为减少基层裂缝，，必须做到三个限限制：1、在满足设计强度度的基础上限制水水泥用量；2、在合成级配满足足要求的同时，限限制细集料料、、粉料用量；3、根据施工时气气候条件限制含水水量。原材料性质厂牌种类细度（％）凝结时间（h）安定性抗压强度（MPa）初凝终凝3d28d新都P.O42.52.74h52min6h37min合格21.847质量要求≤10≥4≥6必须合格≥18≥42.5水泥指标标原材料性质检测项目单位标准要求集料试验结果试验方法9.5mm～31.5mm4.75mm～9.5mm2.36mm～4.75mm0mm～2.36mm集料压碎值%≤2521.5－－－T0316—2005表观相对密度g/cm3≥2.502.7392.7632.7312.724T0304—2005吸水率%≤3.01.01.10.8－针片状颗粒含量粒径大于9.5mm4.75mm～9.5mm%%≤15≤2514.721.5T0312—2005小于0.075mm颗粒含量粒径大于2.36mm粒径小于2.36mm%%≤2.0≤151.1－3.4－7.7－－13.1T0310—2005T0333—2000液限%＜28－－－18.2T0118—93塑性指数＜9－－－2.2集料技术性性质振动击实仪试验方法振频Hz振幅mm激振力N静面压力kPa击实时间min击实功J振动击实301.4761214025.881振动击实试验参数数及击实功振动击实仪本项目借鉴JTJ034-2000《公路路面基层施工工技术规范》和浙江省《指导意见》关于水泥稳定碎石石的矿料级配范围围要求及天津市市市政工程研究院对对水泥稳定碎石混混合料级配的优化化设计研究成果，，选定5种目标级配（级配配1、级配2、级配3、级配2－1、级配2－2）：级配1、2、3通过改变4.75mm通过率（级配1：24、级配2：29、级配3：34）来分析级配由粗粗至细的过程中，，混合料性能的发发展规律；级配2级配设计级配设计目标级配配71320294780100级配2－201020294780100级配2－141424345285100级配341220294780100级配24816244275100级配10.0750.62.364.759.51931.5各筛孔通过率％目标级配级配设计孔径（mm）矿料规格（mm）种类各组级配矿料通过百分率(%)9.5～31.54.75～9.52.36～4.750～2.36各规格种类矿料通过百分率级配1级配2级配3级配2－1级配2－231.5100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.01937.2100.0100.0100.073.678.082.477.478.09.55.258.5100.0100.043.249.054.848.549.84.752.611.783.899.422.027.032.127.028.82.362.07.427.774.114.217.921.617.819.20.61.65.213.631.47.28.810.48.89.30.0751.13.47.713.13.84.4

5.1

2.26.5配合比4241512级配13543517级配22845522级配33642517级配2－13541519级配2－2矿料筛分结果及级级配配合比计算结结果矿料级配曲线级配设计水泥稳定碎石振动动击实结果

水泥剂量（％）试验类型3：1004：1005：100振动击实级配1最佳含水量（%）5.05.05.0最大干密度（g/cm3）2.3612.3662.367级配2最佳含水量（%）5.25.25.2最大干密度（g/cm3）2.3712.3792.381级配3最佳含水量（%）5.45.45.4最大干密度（g/cm3）2.3882.3952.399级配2－1最佳含水量（%）5.05.15.1最大干密度（g/cm3）2.3672.3682.368级配2－2最佳含水量（%）5.55.55.5最大干密度（g/cm3）2.3772.3812.382最佳含水量及最大大干密度水泥稳定碎石重型击实结果最佳含水量及最大大干密度

水泥剂量（％）试验类型3：1004：1005：100重型击实级配1最佳含水量（%）5.05.05.1最大干密度（g/cm3）2.2612.2632.264级配2最佳含水量（%）5.45.45.4最大干密度（g/cm3）2.2712.2732.279级配3最佳含水量（%）5.45.45.4最大干密度（g/cm3）2.2912.2942.295级配2－1最佳含水量（%）5.15.25.2最大干密度（g/cm3）2.2692.2742.275级配2－2最佳含水量（%）5.55.55.5最大干密度（g/cm3）2.2782.2812.285击实结果关系：级配1：ρ振动击实=1.045ρ重型击实级配2：ρ振动击实实=1.045ρ重型击实实级配3：ρ振动击实实=1.044ρ重型击实实级配2－1：ρ振动击实实=1.042ρ重型击实实级配2－2：ρ振动击实实=1.043ρ重型击实实最佳含水水量及最最大干密密度

水泥剂量（％）试验类型3：1004：1005：100振动成型级配1平均抗压强度（MPa）5.17.78.5偏差系数CV(%)9.713.712.6Rc0.95（MPa）4.35.96.7级配2平均抗压强度（MPa）5.47.18.5偏差系数CV(%)6.28.17.6Rc0.95（MPa）4.86.27.4级配3平均抗压强度（MPa）5.37.48.3偏差系数CV(%)8.112.96.8Rc0.95（MPa）4.65.87.4级配2－1平均抗压强度（MPa）4.97.29.4偏差系数CV(%)12.73.83.5Rc0.95（MPa）3.96.88.9级配2－2平均抗压强度（MPa）5.36.39.5偏差系数CV(%)6.96.75.1Rc0.95（MPa）4.75.68.77天无侧限限抗压强强度7天无侧限限抗压强强度试验验结果（振动成成型）7天无侧限限抗压强强度7天无侧限限抗压强强度试验验结果（静压成成型）

水泥剂量（％）试验类型3：1004：1005：100静压成型级配1平均抗压强度（MPa）3.84.24.8偏差系数CV(%)5.22.34.3Rc0.95（MPa）3.44.04.5级配2平均抗压强度（MPa）3.84.34.8偏差系数CV(%)1.84.04.9Rc0.95（MPa）3.64.04.4级配3平均抗压强度（MPa）3.74.45.2偏差系数CV(%)3.65.62.3Rc0.95（MPa）3.54.05.0级配2－1平均抗压强度（MPa）3.74.35.0偏差系数CV(%)5.55.14.1Rc0.95（MPa）3.44.04.6级配2－2平均抗压强度（MPa）3.84.65.5偏差系数CV(%)3.47.72.1Rc0.95（MPa）3.64.05.3水泥剂量量相同，，振动成成型试件件7天无侧限限抗压强强度比静静压成型型有很大大提高；；级配1、2、3混合料无无侧限抗抗压强度度振动成成型方式式下平均均分别为为静压成成型试件件的1.41倍、1.52倍、1.41倍，可见见振动成成型方式式对级配配2的强度影影响较为为显著；；同为振动动成型试试件，级级配2强度比级级配1和级配3强度稍大大。7天无侧限限抗压强强度试件外观观(振动法)级配1(4.0%水泥)级配3(4.0%水泥)级配2(4.0%水泥)试件外观观(静压法)级配1(4.0%水泥)级配2(4.0%水泥)级配3(4.0%水泥)振动法配配比优化化设计结结果水泥稳定定碎石工工程级配配范围0816254275100级配下限51526355485100级配上限0.0750.62.364.759.51931.5筛孔（mm）振动法配配比优化化设计结结果J11标水泥稳稳定碎石石底基层层、基层层施工配配合比粒径(mm)级配碎石9.5～31.54.75～9.52.36～4.750～2.36振动法比例（%）4428523传统法比例（底基层）（%）41201029传统法比例（基层）（%）4331521层位水泥剂量(%)最佳含水量(%)最大干密度(g/cm3)传统法振动法传统法振动法传统法振动法底基层3.23.36.05.42.262.352基层4.53.85.85.52.252.354振动法配配比优化化设计结结果粒径(mm)级配碎石9.5～31.54.75～9.52.36～4.750～2.36振动法比例（%）45241120传统法比例（底基层）（%）40181230传统法比例（基层）（%）45251119层位水泥剂量(%)最佳含水量(%)最大干密度(g/cm3)传统法振动法传统法振动法传统法振动法底基层3.33.36.56.22.262.362下基层4.13.56.56.22.272.370上基层4.13.86.56.22.272.370J12标水泥稳稳定碎石石底基层层、基层层施工配配合比传统方法法底基层层级配偏偏细，基基层与振振动法的的级配接接近；振动法水水泥剂量量降低；；振动法最最佳含水水量略有有减少；；振动法最最大干密密度明显显提高。。振动法配配比优化化设计结结果第三部分分振振动成型型法施工工技术施工控控制制混合料摊摊铺混合料碾碾压水泥稳定定碎石基基层、底底基层含含水量统统计结果果标段设计方法层位设计值％实测均值％数据个数偏差系数％J11标振动方法底基层5.45.8209.67下基层5.56.32014.12上基层5.56.2207.02传统方法底基层6.06.42016.78下基层5.86.72015.43上基层5.86.82014.32J12标振动方法底基层6.26.76911.23下基层6.26.8696.87上基层6.26.66912.43含水量的的控制水泥剂量量的控制制标段设计方法层位设计值％实测均值％数据个数偏差系数％J11标振动方法底基层3.33.4202.5下基层3.84.1203.1上基层3.84.0204.3传统方法底基层3.23.3203.3下基层4.54.6201.8上基层4.54.6202.4J12标振动方法底基层3.33.3692.84下基层3.53.6692.81上基层3.83.9696.30水泥稳定定碎石基基层、底底基层水水泥剂量量统计结结果级配的控控制标段层位筛孔mm31.5199.54.752.360.60.075J11标传统底基层各筛孔通过率％10076.556.135.922.08.83.4下基层10080.153.832.019.08.82.6上基层10080.350.631.021.812.23.0J11标振动底基层10075.150.925.417.59.13.9下基层10078.854.131.220.89.12.8上基层10081.451.729.420.411.83.0J12标底基层1007850.130.72111.62.7下基层10080.451.531.221.2123.2上基层10080.649.629.820.911.72.8水泥稳定定碎石基基层、底底基层级级配统计计结果混合料摊摊铺摊铺设备备：2台ABG423；摊铺速度度：1.0m/min；松铺系数数：1.341~1.383（传统法法1.303~1.325）混合料碾碾压振动成型型法碾压压工艺（（9遍）SD150前静后振振（高频频低幅强强振）1遍，XP261紧跟钢钢轮，，同进进同退退；SD150强振+XP261紧跟碾碾压1遍；徐工XGM220、XGM222二台压压路机机强振振各2遍；双钢轮轮收光光，消消除轮轮迹。。传统方方法碾碾压工工艺（（7遍）SD150前静后后振（（高频频低幅幅强振振）1遍；徐工XGM220、XGM222二台压压路机机强振振各2遍；XP261碾压1遍；双钢轮轮收光光，消消除轮轮迹。。混合料料碾压压小结结根据现现有工工程检检测结结果表表明：：改变变传统统的重重型击击实法法及静静压法法，采采用更更能够够模拟拟现场场压实实方式式的振振动法法进行行水泥泥稳定定碎石石设计计是成成功的的；采用振振动成成型方方式设设计的的水泥泥稳定定碎石石配合合比与与传统统设计计结果果相比比有重重大改改进，，主要要表现现为