水泥稳定碎石施工质量控制振动击实法幻灯片.ppt
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1、水泥稳定碎石施工质量控制振动击实法第1页,共48页,编辑于2022年,星期一目目 录录l振动成型法简介l原材料及配合比设计要求l施工工艺控制第2页,共48页,编辑于2022年,星期一第3页,共48页,编辑于2022年,星期一振动成型法的概念振动成型法的概念振动成型法是由振动压实成型机模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设计方法。振动
2、成型法得到的压实效果与振动压路机非常接近,是能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更精确模拟现场压实方式的室内试验方法。验方法。第4页,共48页,编辑于2022年,星期一传统设计方法的现状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公路工程无机结合料稳定材料试验规程程(JTJ 057-94)(JTJ 057-94)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
3、干密度太小,与工程实际差别较大。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:实不匹配,造成了两个严重的后果:第5页,共48页,编辑于2022年,星期一一是压实度超百。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;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二
4、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。是为了增加强度便加大水泥剂量。第6页,共48页,编辑于2022年,星期一质量控制指标单一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,对混合料只要求料只要求7 7天龄期的饱水无侧限抗
5、压强度达到要求即可,对混合料抗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。影响。第7页,共48页,编辑于2022年,星期一压实度标准偏低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抗疲劳能力的提高有显著的作用。压
6、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。合料的抗疲劳能力。第8页,共48页,编辑于2022年,星期一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,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性能有很大
7、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。性能。第9页,共48页,编辑于2022年,星期一振动成型法的优点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。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%1.5%1.5%,强度提高,强度提高1.51.52
8、 2倍,相同水泥剂量下,振动成型试件干缩抗裂系数是倍,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静压成型条件下的1.51.5倍。倍。振动成型法设计的半刚性材料密度标准提高振动成型法设计的半刚性材料密度标准提高1.021.021.031.03倍。且实际工程经验表倍。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。设计方法的压实度要求。第10页,共48页,编辑于2022年,星期一试验室试件比较试验室试件比较传统设计方法试件传统设计方法试件振动成型法试件振动成型法试件
9、第11页,共48页,编辑于2022年,星期一养生养生7天后现场取芯比较天后现场取芯比较传统设计方法传统设计方法基层基层7 7天芯样天芯样第12页,共48页,编辑于2022年,星期一第13页,共48页,编辑于2022年,星期一原材料原材料水泥水泥 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运输、摊铺及碾压,要求水泥应选用初凝时间应大于3 3小时、终凝时小时、终凝时
10、间大于间大于6 6小时的普通硅酸盐水泥。小时的普通硅酸盐水泥。强度等级不低于强度等级不低于32.532.5级。级。水泥在入罐前,必须确认在出炉水泥在入罐前,必须确认在出炉7 7天以后,安定性等符合规范要求。天以后,安定性等符合规范要求。第14页,共48页,编辑于2022年,星期一集料集料各规格集料必须满足各规格集料必须满足公路路面基层施工技术规范公路路面基层施工技术规范JIJ034-2000JIJ034-2000和设计文件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。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规范规定集料最大粒径不宜大于37.5mm37
11、.5mm,一般集料最大粒径不超过,一般集料最大粒径不超过31.5mm31.5mm。粒径过大对拌合站、摊铺机的损害性越大,混合料容易离析。粒径过大对拌合站、摊铺机的损害性越大,混合料容易离析。第15页,共48页,编辑于2022年,星期一针片状含量不大于针片状含量不大于20%20%,压碎值不大于,压碎值不大于30%30%,塑性指数小于,塑性指数小于6 6、硫酸盐含、硫酸盐含量不宜超过量不宜超过0.25%0.25%。粒径小于。粒径小于0.6mm0.6mm的颗粒必须做液限和塑性指数试验,要的颗粒必须做液限和塑性指数试验,要求液限小于求液限小于28%28%,0 04.75mm4.75mm料中,料中,0.
12、075mm0.075mm通过量必须小于通过量必须小于15%15%。水水 凡饮用水皆可使用,遇到可疑水源,应委托有关部门化验凡饮用水皆可使用,遇到可疑水源,应委托有关部门化验鉴定。鉴定。第16页,共48页,编辑于2022年,星期一配合比组成设计配合比组成设计一般规定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。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、原材料试验包括含水率、集料级配、液限及塑
13、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。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。混合料试验包括重型击实、水泥剂量、无侧限抗压强度、延迟时间等。第17页,共48页,编辑于2022年,星期一混合料的设计步骤混合料的设计步骤l1 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)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应取有代表性的石料进行不少于1010次筛分,以平均值作为不同规格
14、集料的次筛分,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形成S S形曲线,基层形曲线,基层4.75mm4.75mm以上粗集料的含量不低于以上粗集料的含量不低于65%65%,形成骨架密实型结,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。构,经行室内试验,待实验结果出来后确定合适的级配曲线。第18页,共48页,编辑于2022年,星期一取工地使用的水泥,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
15、组试验。结合设计文件,按下列水泥剂量配制:合设计文件,按下列水泥剂量配制:基层用水泥试配剂量:基层用水泥试配剂量:3.5%3.5%,4.0%4.0%,4.5%4.5%,5.0%5.0%,5.5%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,但不得少于个,但不得少于3 3个剂量,特别不允许采用一个经验剂量的验证性设计方个剂量,特别不允许采用一个经验剂量的验证性设计方法。法。第19页,共48页,编辑于2022年,星期一2 2)击实试验)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
16、水量和最大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,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。的干密度。第20页,共48页,编辑于2022年,星期一3 3)强度试验)强度试验l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,平行试验的试验的试件数量应符合下表规定。试件数量应符合下表
17、规定。l试件在试件在202202温度下保湿养生温度下保湿养生7d7d,浸水,浸水24h24h后,进行无侧限抗压强度试验。后,进行无侧限抗压强度试验。第21页,共48页,编辑于2022年,星期一根据设计强度标准,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:均抗压强度按下式计算:R R平平R Rd d/(1-Z/(1-Za aC Cv v)式中式中:平平平均抗压强度,平均抗压强度,MPaMPa d d设计抗压强度,设计抗压强度,MPaMPa Z Za a保证率系数,高速保证率系数,高速及一级公路保证率及一级公路
18、保证率95%95%,其他,其他90%90%C Cv v试验结果的偏差系数(以小数计)。试验结果的偏差系数(以小数计)。第22页,共48页,编辑于2022年,星期一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0.50.5。按照混合料组成确定的最佳水泥剂量按照混合料组成确定的最佳水泥剂量+0.5+0.5、确定的最佳含水量和最大干密度、确定的最佳含水量和最大干密度制作试件,校核标准配合比的制作试件,校核标准配合比的7d
19、7d浸水无侧限抗压强度和试件干密度。浸水无侧限抗压强度和试件干密度。第23页,共48页,编辑于2022年,星期一)试拌试铺)试拌试铺试铺段要决定的主要内容如下:试铺段要决定的主要内容如下:验证用于施工混合料的配合比验证用于施工混合料的配合比 a 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、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;其计量的准确性;b b、调整拌合时间,保证混合料均匀性;、调整拌合时间,保证混合料均匀性;c c、检查混合料含水量、碎石级配、水泥剂量、检查混合料含水量、碎石级配、水泥剂量、7 7天无侧限抗压强度。天无侧限抗
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