水泥稳定碎石施工质量控制-振动击实法.pptx
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1、京秦高速公路迁西支线工程京秦高速公路迁西支线工程LM-2LM-2标标 田昆仑田昆仑20112011年年1212月月1313日日 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,从而确定模拟现场振动压路机,从而确定材料的组成比例、最大干密度及材料的组成比例、最大干密度及最佳含水量,并对各项性能指标最佳含水量,并对各项性能指标进行检测的一种水泥稳定碎石混进行检测的一种水泥稳定碎石混合料配合比设计方法。振动成型合料配合比设计方法。振动成型法得到的压实效果与振动压路机法得到的压
2、实效果与振动压路机非常接近,是能更精确模拟现场非常接近,是能更精确模拟现场压实方式的室内试验方法。压实方式的室内试验方法。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公路工程无机结合料稳定材料试验规程材料试验规程(JTJ 057-94)(JTJ 057-94)的要求采用重型击实试验,与工程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,试验得出的最大干密度太小,实际中振动压路机的压实不匹配,试验得出的最大干密度太小,与工程实际差别较大。与工
3、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:压实不匹配,造成了两个严重的后果: 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;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; 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缝的三大因素。由于试件成型方式与现场施工碾压方式不碎
4、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,施工单位往往为避免压实度超百而减少压实遍数,造成强度同,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,于是为了增加强度便加大水泥剂量。不满足设计要求,于是为了增加强度便加大水泥剂量。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,对混合料只要求合料只要求7 7天龄期的饱水无侧限抗压强度达到要求即可,对混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,进而使得设计或者合料抗裂能力没有标准试
5、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影响。较差等负面影响。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性材料强度,并可显著提高混合料的抗裂能力;另一方面,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,压实度的提高可以大大减少水泥稳定碎石混合料中的微裂隙,从
6、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,从而提高混合料的抗疲劳能力。而提高混合料的抗疲劳能力。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性能。的抗裂性能。振动成型法的优点振动成型法的优点 改变了传统的重型
7、击实法和静压法,采用更能够模拟现场压实方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。式的振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。水泥剂量降低低1%1%1.5%1.5%,强度提高,强度提高1.51.52 2倍,相同水泥剂量下,振动成型试件倍,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干缩抗裂系数是静压成型条件下的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
8、实倍。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,完全可以达到新的设计方法的压实度要求。下,完全可以达到新的设计方法的压实度要求。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定剂,其质量尤为重要。为
9、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间来运输、摊铺及碾压,要求水泥应选用初凝时间应大于3 3小时、小时、终凝时间大于终凝时间大于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天以后,安定性等符合规范要求。求。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和设计文件中规定的物理力学性能要求,并满足粒径规格要求。和设
10、计文件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37.5mm37.5mm,一般集料最大粒径不超,一般集料最大粒径不超过过31.5mm31.5mm。粒径过大对拌合站、摊铺机的损害性越大,混合料容。粒径过大对拌合站、摊铺机的损害性越大,混合料容易离析。易离析。 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、硫酸盐含量不宜超过酸盐含量不宜超过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的颗粒必须做液限和塑性指数试验,要求液限小
11、于性指数试验,要求液限小于28%28%,0 04.75mm4.75mm料中,料中,0.075mm0.075mm通过量通过量必须小于必须小于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。验鉴定。 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。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。 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
12、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、碎石的压碎值试验、水泥强度等级和凝结时间等,必要粒含量、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量和硫酸盐含量。时应测定有机质含量和硫酸盐含量。 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。间等。混合料的设计步骤混合料的设计步骤 1 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)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石料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
13、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形成级配范围的下限使矿料级配形成S S形曲线,基层形曲线,基层4.75mm4.75mm以上粗集以上粗集料的含量不低于料的含量不低于65%65%,形成骨架密实型结构,经行室内试验,待,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。实验结果出来后确定合适的级配曲线。 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。结合设计文件,按下列水泥剂量配制:试
14、验。结合设计文件,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,但不得少于减到三个或四个,但不得少于3 3个剂量,特别不允许采用一个经个剂量,特别不允许采用一个经验剂量的验证性设计方法。验剂量的验证性设计方法。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水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,
15、至少应做三个不同水泥剂量混合料的振动压实量和最大干密度,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,中间剂量和最大剂量。按规定压实度分别计试验,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的干密度。算不同水泥剂量的试件应用有的干密度。3 3)强度试验)强度试验 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,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,平行试验的平行试验的试件数量应符合下表规定。试件数量应符合下表规定。 试件在试件在202022温度下保湿养生温度下保湿养生7d7d,浸水,浸水24h24h后,进行无侧限抗压后,进行
16、无侧限抗压强度试验。强度试验。 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结果的平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)。)。 按上述试验结果确定水泥剂量。工
17、地实际采用的水泥剂量应以室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、确定的最佳含水量和最大干密度制作试件,校核标准配合比的和最大干密度制作试件,校核标准配合比的7d7d浸水无侧限抗压强浸水无侧限抗压强度和试件干密度。度和试件干密度。)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
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