水泥穩(wěn)定碎石振動法配合比設(shè)計(jì)與施工

□文/張 靜

水泥穩(wěn)定級配碎石作為路面基層具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、剛性大等特點(diǎn)，因此在我國高等級公路的路面建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。雖然其優(yōu)點(diǎn)很多、使用范圍廣泛，但在工程實(shí)踐中也會出現(xiàn)一些問題，比如早期破壞和大量的裂縫。這些問題的發(fā)生和水泥劑量過高、壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)偏低、級配不良等有密切關(guān)系。以往施工過程中，采用標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)和靜壓成型的方法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，這種配合比的結(jié)果反映出重型擊實(shí)法確定的最佳含水量及最大干密度作為控制施工質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)已不適用；以靜壓成型的試件物理力學(xué)性質(zhì)與施工中的振動方式不同，不能用其得到的抗壓強(qiáng)度來控制現(xiàn)場質(zhì)量。根據(jù)不斷研究與改進(jìn)，為模擬現(xiàn)場碾壓方式對材料的作用，采用自上而下振動的振動壓實(shí)和成型方法進(jìn)行試驗(yàn)，確定材料的最佳含水量、最大干密度及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

工程概況

天津大道為城市快速路，西起外環(huán)線，東至中央大道，全長36.745 km，雙向8車道，主線標(biāo)準(zhǔn)段全寬107 m，路面結(jié)構(gòu)為4 cm細(xì)粒式瀝青混凝土（AC-13C，SBS改性瀝青，GTM方法設(shè)計(jì)）+6 cm中粒式瀝青混凝土AC-20C，SBS改性瀝青，GTM方法設(shè)計(jì)）+8 cm粗粒式瀝青混凝土（AC-25C，A級瀝青，Super pave方法設(shè)計(jì)）+下封層+18 cm水泥穩(wěn)定碎石上基層 (≥4.0 MPa/7d，水泥劑量≤4.0%，骨架密實(shí)型，振動法設(shè)計(jì))+18 cm水泥穩(wěn)定碎石下基層(≥3.0 MPa/7d，水泥劑量≤3.5%，骨架密實(shí)型，振動法設(shè)計(jì))+18cm水泥石灰土（4∶8∶88），總厚度72 cm。

配合比設(shè)計(jì)

原材料

（1）水泥。采用礦渣硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級32.5，經(jīng)檢測主要指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，見表1。

表1 水泥試驗(yàn)結(jié)果

（2）集料。工程所用的4種集料規(guī)格分別為19～31.5 mm、9.5～19 mm、4.75～9.5 mm、0～4.75 mm，經(jīng)檢測主要指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

表2 集料技術(shù)指標(biāo)

配合比

混合料篩分及配合比設(shè)計(jì)，見圖1。

圖1 水泥穩(wěn)定碎石級配曲線

最大干密度及最佳含水量

按照重型擊實(shí)和振動擊實(shí)的方法分別進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，確定混合料的最大干密度和最佳含水量，見表3。

表3 擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度

按照靜壓成型和振動成型的方法分別進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試件尺寸為φ15 cm×15 cm，結(jié)果見表4。

表4 7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

含灰量標(biāo)準(zhǔn)曲線

按照J(rèn)TJ 057-94《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》中T0809-94進(jìn)行含灰量標(biāo)準(zhǔn)曲線檢測，見表5和表6。

表5 上基層4%水泥劑量標(biāo)準(zhǔn)曲線

表6 下基層3%水泥劑量標(biāo)準(zhǔn)曲線

施工控制

按照配合比中的碎石摻配比例、最大干密度、最佳含水量及水泥劑量等技術(shù)指標(biāo)作為水泥穩(wěn)定碎石層的施工質(zhì)量控制參數(shù)進(jìn)行施工，見表7和表8。

表7 水泥穩(wěn)定級配碎石摻配比例

表8 水泥穩(wěn)定級配碎石主要技術(shù)指標(biāo)

拌和

開機(jī)前檢測各種集料的含水量；調(diào)整拌和機(jī)各料倉皮帶轉(zhuǎn)速，以保證混合料的顆粒組成最大限度的接近級配中值；水泥劑量隨時取樣檢測；加水拌和均勻，根據(jù)具體的天氣情況和各種原材料含水量的變化及時調(diào)節(jié)拌和樓的加水量，保證施工現(xiàn)場混合料含水量大于最佳含水量1%～2%。

攤鋪

采用2臺ABG423攤鋪機(jī)攤鋪，攤鋪機(jī)自動找平，采用一側(cè)鋼絲繩引導(dǎo)的高程控制方式，依據(jù)試驗(yàn)段得出的松鋪系數(shù)1.39，確定虛鋪厚度25 cm，從而確定掛線的高程。2臺攤鋪機(jī)并列成梯隊(duì)前進(jìn)，中間搭接寬度為20 cm，2臺攤鋪機(jī)前后距離在15 m以內(nèi)，攤鋪時保持速度一致，攤鋪厚度一致，振動頻率一致，夯錘和振動振級設(shè)定為五級。

碾壓

采用2臺振動壓路機(jī)在混合料接近最佳含水量時立即碾壓，由兩側(cè)路肩向路中心碾壓，3遍強(qiáng)振3遍弱振，然后膠輪壓路機(jī)碾壓1遍，最后用3Y18/21壓路機(jī)和徐工220壓路機(jī)靜壓1遍。嚴(yán)禁壓路機(jī)在已完成的或正在碾壓的路段上調(diào)頭或急剎車，保證穩(wěn)定層不受破壞且表面沒有明顯的輪跡。

養(yǎng)護(hù)

對已完成碾壓并經(jīng)壓實(shí)度檢測合格后的路段立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，加蓋土工布，再用灑水車經(jīng)常灑水。養(yǎng)護(hù)期不少于7 d，在養(yǎng)護(hù)期間有專人負(fù)責(zé)限制車輛行駛，除灑水車外，絕對禁止重型車輛行駛。

質(zhì)量檢測

水泥穩(wěn)定級配基層的質(zhì)量檢測：水泥劑量采用ED TA滴定法進(jìn)行測定；壓實(shí)度采用灌砂法檢測；平整度用3 m直尺檢測，各項(xiàng)檢測結(jié)果見表9。

表9 質(zhì)量控制結(jié)果

結(jié)語

對已完成的天津大道水泥穩(wěn)定碎石基層進(jìn)行測試，表面平整、無輪跡或隆起，橫縱斷面正確，滿足設(shè)計(jì)要求。采用振動法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)并施工，對于控制水泥穩(wěn)定級配碎石層施工質(zhì)量取得了一定的成效。