最新道路桥梁水泥稳定碎石压实度坍落度以及级配碎石分析研究.docx

1、最新道路桥梁水泥稳定碎石压实度坍落度以及级配碎石分析研究道路桥梁：水泥稳定碎石、压实度、坍落度以及级配碎石分析研究 压实度 检测技术 坍落度 级配碎石 共 32 页 目录 一 水泥稳定碎石3 1-1 影响水泥稳定碎石土压实度的主要因素3 1-1-1 土质.31-1-2水泥的成分和剂量3 1-1-3 碾压.41-1-4混合料的配合比对压实度的影响.41-1-5混合料含水量对压实度的影响 .41-1-6底基层强度对基层压实度的影响.51-1-7碾压工艺对压实度的影响5 1-2、实际施工中采取的控制措施5 1-2-1 铺筑试验段.51-2-2原材料的控制.61-2-3集料拌和时的控制6 1-3 延迟

2、时间的控制7 1-4 碾压工艺的控制7 1-5 其它方面的控制7 二 常用的检测压实度方法8 2-1、环刀法试验8 2-2-1 灌砂法适用范围 9 2-2-2、试验方法及步骤.9 共 32 页 三、水泥混凝土的坍落度试验： .12四、水泥混凝土试件制作养护及频率13 五 级配碎石施工工艺.14六施工准备.156-1、集料级配要求及准备156-2、施工技术准备.156-3、施工方案.166-3-1铺设复合土工膜及砂石垫层.1662、厂拌法拌和.1663、运输和铺筑.1764碾压夯实.1865、接缝处理.1866、养生.1867、检测.196-4、质量控制及处理措施20结束语21 共 32 页 随

3、着我国经济的高速发展，交通运输更加繁忙，交通量也越来越太。交通量直接影响道 路使用年限，这对道路施工质量的要求也越来越高。基层质量的好坏直接影响路面的耐久性 和行车的安全与顺畅。基层是路面结构中的承重层，应具有足够的强度、刚度和水稳性。一 水泥稳定碎石 水泥稳定碎石土在原状松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入适当水泥、碎石和水，按照技术要求，经拌合和摊铺，在最佳含水量时压实及养护成型。水泥是水硬性结合 材料，绝大多数的土类都可以用水泥来稳定，改善其物理力学性质。水泥稳定碎石土具有良 好的整体性、足够的力学强度、抗水性和耐候性。其初期强度较高，且随龄期增长而增长。基层压实度是反映基层内在质

4、量的一项重要技术指标。在公路工程质量检验评定标准 规定的 7 项检测指标中占总分数的 30%，所占比例最大，是施工中必须严格控制的一项技 术指标。现结合本人参与试验检测的金孟海湾道路，对影响水泥稳定碎石土压实度的主要因 素进行分析，并提出控制措施。1-1 影响水泥稳定碎石土压实度的主要因素 1-1-1 土质 土的类别和性质是影响水泥稳定碎石土强度的重要因素，各种砂砾土、砂土、粉土和粘土均可用水泥稳定，但效果不同。试验和生产实践证明，水泥稳定级配良好的碎石和砂效 果最好；其次是砂性土；再次之是粉性土和粘性土。1-1-2 水泥的成分和剂量 水泥的矿物成分和分散度对其稳定效果有明显影响。通常情况对一

5、种土，硅酸盐水泥 共 32 页 的稳定效果好，而铝酸盐水泥较差。水泥分散度增加，其活性程度和硬化能力强，提高其强 度。1-1-3 碾压 从开始加水拌和到碾压终了的延长时间越长，水泥稳定碎石土的压实度越低。因为加水 拌和后，水泥很快和混合料中的水反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙等水化矿物，致使混合料逐渐凝结硬化。在碾压时，压路机破坏这个凝结力需要消耗一些压实功， 从而混合料的孔隙率难以降低，不易压实，干容重随之降低，因而压实度降低。1-1-4 混合料的配合比对压实度的影响 压实度是实测干容重与标准干容重的比值。试验室通过多次重型击实试验，得 到了各试验配合比的最大干容重与最佳含水量。

6、试验表明，处于最佳含水量的几组混合料， 碎石含量不同，水泥用量相同，在相同的击实功作用下得出的干容重不同。见下表： 碎石所占比例（%） 35404145 干容重（g/cm3） 2.3552.3692.3722.375备注确定混合料中碎石与土的比例为 41%：59 从上表可以看出，若拌和时混合料配合比偏离试验室配合比较多，则会出现压实度不稳 定的情况。混合料中的碎石较多，压实度就会偏高，甚至可能会超百。同时，由于混合料中的细料 较少，碎石间会存在较多的孔隙不能填实，甚者造成碎石离析，成为以后基层病害的严重隐 患，对路面的耐久性造成极大的影响。如果混合料中的碎石较少，压实度就会偏低，同时碎石难以形

7、成有效的骨架，还会影响 水泥稳定碎石土的强度。 共 32 页 1-1-5 混合料含水量对压实度的影响 根据重型击实试验得出的含水量与干密度曲线可知，当混合料含水量处于某值时，混合 料的干密度最大。含水量过大时，混合料中的孔隙被水所占据，而水一般难以被压缩，也不 易被挤出，这使混合料在碾压过程中会产生蠕动，出现“弹簧”现象，因此不易被压实，达 不到规定的压实度。含水量过小，由于集料间的摩擦力增大，混合料难以密实，集料间的孔 隙较大，也达不到规定的压实度。1-1-6 底基层强度对基层压实度的影响 底基层强度直接影响基层的压实。底基层的强度偏低，在基层碾压时，由于下承层变形 量较大，会损耗一部分压实

8、功，从而使基层无法达到规定的压实度。1-1-7 碾压工艺对压实度的影响 碾压工艺对压实度起着非常重要的作用。如果机械组合不合理，不按照试验段得出的压 实工艺碾压，很难得到规定的压实度。1-2、实际施工中采取的控制措施1-2-1 铺筑试验段 在正式施工前，先铺筑约 100 米的试验路段，以便测算混合料的虚铺系数、确定合理的机械组合和碾压变数等。试验段要严格控制好混合料的配料、含水量及从加水拌合到碾压终了的延迟时间等施工要素，使其各项技术指标尽量接近试验室配合比。实验员随时对压实 度进行检测，确定合理的 施工工艺。流程图如下： 共 32 页 配合比调试 混合料摊铺 试机拌合、运输标高、松铺厚度检测

9、压实度检测 洒水养生 碾压 平地机或人工处理 不合格 不合格 1-2-2 原材料的控制 结合该工程的实际情况，严把原材料进场关，增加检测频率，尤其加强了对基层压实度 和强度影响较大的集料压碎值和筛分曲线的检测力度，以保持原材料质量稳定。1-2-3 集料拌和时的控制 1-2-3-1 土块要按规定粉碎，这不但有利于填实混合料的孔隙，而且增大了与结合料的接触面 共 32 页 积。1-2-3-2 配料要准确，尤其注意料仓之间要有效隔离，土和碎石不可混淆在一起进入料仓。1-2-3-3 由于施工时间正处于夏季，从拌和、运输到碾压终了难免有水分蒸发等损耗。因此，在拌和时混合料的含水量应略大于最佳值，使其在运

10、到施工现场直到摊铺、碾压时的含水量与最佳含水量接近。1-2-3-4 碎石和土隔离堆放，避免混堆影响配合比。1-2-3-5 试验人员应时时对混合料的含水量、级配进行检测，发现偏离及时调整。1-3 延迟时间的控制 铺筑基层前，应制定详细的施工作业指导书,周密安排布署,科学组织施工,使每道工序有 机地衔接，缩短混合料从加水拌合到碾压终了的延迟时间，按施工规范要求,尽量提前结束 碾压。1-4 碾压工艺的控制 根据试验段确定的碾压工艺进行碾压。首先，用 140KW 推土机和平地机将混合料按松 铺厚度摊铺均匀，3-5 人跟随在平地机后面，及时铲除粗集料的堆积，补以拌和均匀的混合 料。压路机随即进行碾压，碾

11、压要按从两边到中间的顺序，而且路面的两侧要多压 23 遍。施工工长负责控制碾压遍数、速度及顺序。试验人员随时对碾压完毕路段的压实度进行检测,发现不合格马上通知复压，直到合格为止。 共 32 页 1-5 其它方面的控制 水泥稳定碎石土基层施工一定要在底基层养生期过后。这样，既避免了破坏底基层的结 构，又可以提高基层压实度。设专人对混合料的虚铺厚度进行检测，符合要求后方可碾压.二常用的检测压实度方法 2-1、环刀法试验 适用范围 本试验方法适用于细粒土。（1 ）仪器设备 环刀、天平：感量 0.1g、其它：修土刀等（2）、试验步骤1）、擦净环刀，称取环刀质量m1,准确至0.1g。2）、在试验地点，将

12、面积约30cm30cm的地面清扫干净，并铲去表面浮动及不平 整的部分，达到一定深度，将环刀口向下，盖上压盖，用锤敲打，敲打到压盖上面的小孔有 土冒出即可，用修土刀取出。3）、轻轻取下压盖，用修土刀自边至中削去环刀两端余土，用直尺检测直至修平为止。4）、擦净环刀外壁，称环刀与试样合计质量m2，准确至 0.1g。5）、取具有代表性的试样，测其含水量为w。6）、结果整理按下列公式计算湿密度： w=( m2-m1)/V 共 32 页 式中：m1环刀质量，g； m2环刀与试样合计质量， g； V环刀体积，cm3；一般为 200cm3； w湿密度，gcm3 按下列公式计算干密度： d =w /（1+0.0

13、1w）W含水量，%d湿密度，gcm3 压实度=d/c c 试验所得最大干密度，gcm3 2-2、2-2 灌砂 法试验 2-2-1 灌砂法适用范围 压实度适用于在现场测定基层（或底基层）、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度检测。但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙的材料的压实度检测。（1）、用挖坑灌砂法测定密度和压实度时，应符合下列规定：1）、当集料的最大粒径小于15mm，测定层的厚度不超过 150mm 时，宜采用 100mm 的小型灌砂筒测试; 2）、当集料的最大粒径等于或大于15mm，但不大于 40mm，测定层的厚度不超过 200mm 时，应用 150mm 的大型灌砂筒测试。（2

14、）、所需仪器1）、灌砂筒 共 32 页 2）、金属标定罐：用薄铁板制作的金属罐，上端周围有一罐缘。3）、基板：用薄铁板制作的金属方盘，盘的中心有一圆孔。4）、玻璃板：边长约500600mm 的方形板。5）、试样盘：存放挖出的试样6）、天平或台秤：称量1015kg，感量不大于 1g。7）、含水量测定器具：如铝盒、酒精等。8）、标准砂：粒径0.300.60mm清洁干燥的砂，约2040kg。9）、其它：凿子、改锥、铁锤、长把勺、毛刷等。2-2-2、试验方法及步骤按现行试验方法对检测对象试样用同种材料进行击实试验，得到最大干密度（c）及最 佳含水量。试验步骤： （1）标定筒下部圆锥体内砂的质量 在灌砂

15、筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距筒顶 15mm 左右为止。称取装人 筒内砂的质量 m1 ，准确至 1g。以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变。将开关打开，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当 （可等于标定罐的容积），然后关上开关，称灌砂筒内剩余砂质量 m5 ，准确至 1g。不晃动储砂筒的砂，轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出， 直到筒内砂不再下流时，将开关关上，并细心地取走灌砂筒。收集并称量留在板上的砂或称量筒内的砂，准确至 1g。玻璃板上的砂就是填 满锥体的砂 m2 。重复上述测量三次，取其平均值。 共 32 页 （2）标定量砂的单位质量 s 用水

16、确定标定罐的容积 V,准确至 1 cm3。将空罐放在台秤上，使罐的上口处于水平位置，读记罐质量 m7，准确至 1g。向标定罐中灌水，注意不要将水弄到台秤上或罐的外壁。将一直尺放在罐顶，当罐中 水面快要接近直尺时，用滴管往罐中加水，直到水面接触直尺。移去直尺，读记罐和水的总 质量 m8。重复测量时，仅需用吸管从罐中取出少量水，并用滴管重新将水加满到接触直尺。标定罐的体积按下式计算：V= m8m7 在储砂筒中装人砂并称重，并将灌砂简放在标定罐上，将开关打开，让砂流 出，在整个流砂过程中，不要碰动灌砂筒，直到砂不再下流时，将开关关闭，取下灌砂筒， 称取筒内剩余砂的质量为 m3，准确至 1g。计算填满

17、标定罐所需砂的质量。重复上述测量三次，取其平均值。计算量砂的单位质量。s=( m1m3m2)/V （3）试验步骤 1）在试验地点，选一块平坦表面，并将其清扫干净，其面积不得小于基板面积。2）将基板放在平坦表面上。当表面的粗糙度较大时，则将盛有量砂（m5）的灌砂筒放 在基板中间的圆孔上。将灌砂筒的开关打开，让砂流入基板的中孔内，直到储砂筒内的砂不 再下流时关闭开关。取下灌砂筒，并称量筒内砂的质量（m6），准确至 1g。3）取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。4）将基板放回清扫干净的表面上（尽量放在原处），沿基板中孔凿洞（洞的直径与灌 砂筒一致）。在凿洞过程中，应注意不使凿出

18、的材料丢失，并随时将凿松的材料取出装入塑 料袋中，不使水分蒸发，也可放在大试样盒内。试洞的深度应等于测定层厚度，但不得有下 共 32 页 层材料混入，最后将洞内的全部凿松材料取出。对土基或基层，为防止试样盘内材料的水分 蒸发，可分几次称取材料的质量，全部取出材料的总质量为 mw，准确至 1g。注：当需要检测厚度时，应先测量厚度后再进行这一步骤。5）从挖出的全部材料中取有代表性的样品，放在铝盒或洁净的搪瓷盘中，测定其含水 量（，以%计）。样品的数量如下：用小灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于 100g；对 于各种中粒土，不少于 500g。用大灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于 200g；对于各种 中

19、粒土，不少于 1000g；对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定材料，宜将取出的全部材料烘干，且不少于 2000g，称其质量（md）。6）将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间（储砂筒内放满砂到要求质量 m1），使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞，打开灌砂筒的开关，让砂流入试坑内。在 此期间，应注意勿碰动灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。仔细取走灌砂筒， 并称量筒内剩余砂的质量（m4），准确至 1g。7）如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，也可省去（2）和（3）的操作。在试洞挖好 后，将灌砂筒直接对准放在试坑上，中间不需要放基板。打开筒的开关， 让砂流入试坑内。在此期间，

20、应注意勿碰动灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。仔细取走灌砂 筒，并称量剩余砂的质量（m 4），准确至 1g。8）仔细取出试筒内的量砂，以备下次试验时再用。若量砂的湿度已发生变化或量砂中 混有杂质，则应该重新烘干、过筛，并放置一段时间，使其与空气的湿度达到平衡后再用。9）结果整理 按下式计算填满试洞所需的质量 mb(g) 灌砂时试洞上放有基板的情况 mb(g)=m1m4(m5m6) 灌砂时试洞上不放有基板的情况 共 32 页 mb(g)=m1m 4m2 式中：m1灌砂入试洞前筒内砂的质量，g； m2灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量，g； m4、m4灌砂入试洞后，筒内剩余砂的质量，g；

21、（m5-m6）灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的总质量， g； 按下式计算试验地点土的湿密度 w（gcm3） w=( mwmb)s 式中： mw 试洞中取出的全部土样的质量，g； mb 填满试洞所需砂的质量，g； s 量砂的密度，gcm3 按下式计算土的干密度 d（gcm3） d=w(1+0.01w)压实度= dc c 试验所得最大干密度，gcm3 三、水泥混凝土的坍落度试验： 1、试验目的新拌混凝土的和易性是混凝土的一项重要指标，常用坍落度试验进行测定。坍落度试验 适用于坍落度值大于 10mm、集料粒径不大于40mm 的混凝土。2、试验的步骤：将坍落筒及其他工具用水抹湿，将漏斗放在坍落

22、筒上，脚踏踏板，将混凝土分三层装入 筒内，每层高度约为筒高的 1/3。每层用捣棒由边缘至中心插捣 25 次，要求最底层插捣至 底部，其他两层插捣至下层约 20-30mm.装填、插捣结束后，刮去多余的混凝土并抹平筒口， 共 32 页 随即提起坍落筒，将坍落筒放在已坍落的混凝土一旁，筒顶平放一个朝向混凝土的直尺，用 钢尺量出直尺底面到试样顶点的高度即为混凝土的坍落度。以 mm 为单位，精确到 5mm, 以两次的平均值作为结果，如果两次相差 20mm 以上，需做 共 32 页 6）基坑工程的地下连续墙，每 50m3 应取样一次，每幅槽段不得少于一次。7）灌注桩每浇注 50m3 混凝土应取样一次，单桩

23、单柱时，每根桩必须有一组试件 五 级配碎石施工工艺 级配碎石表层施工工艺流程 路基基床底层表面清理 铺设复合土工膜 铺砂石垫层 砂石垫层清理 施工放样 基床底层准备 拌和级配碎石 摊 铺 洒水 减压 共 32 页 路基基床表层级配碎石填筑按准备阶段、施工阶段、整修验收阶段“三阶段”、验收底层、拌合运输、摊铺碾压、检测整修“四区段”、测量放样检验、修整底层、拌合、运输、摊铺、碾压、检测试验、整修养护“八流程”的施工工艺组织施工。各区段或流程只能进行该区段或流程的作业，严禁几种作业交叉进行。六 施工准备 6-1、集料级配要求及准备填料： 基床表层级配碎石粒径符合下表的规定，道碴与基床表层级配碎石、

24、基床表层级配碎石与下部填料之间满足路基施工规范 D154D85的要求。三标段试验段的试验数据，水泥掺量选用了 3%掺量。如下表： 级配碎石级配范围及主要性质指标见下表 级配碎石级配范围 筛孔尺寸 （mm） 0.10.51.77.12 2.431.54 5 标准规定 （%） 0 11 7 32 1 346 4 175 6 791 82 100 1 00 颗 粒 级 配 通过率 61248981 接 缝 处 理 封闭养生 共 32 页 （%） 359800 6-2、施工技术准备1、做好基床底层的验收工作，基床表层填筑前应对基床底层的地基系数K30、孔隙率n、弯沉及路基标高、中线、边坡线、纵横坡、平

25、整度等各项指标组织验收，验收合格后方可进行基床表层施工。2、按路基设计修改图做好基床表层下砂夹卵石垫层及一层复合土工膜，或者复合防水板施工，待垫层施工完成并检验合格后，即进行基床表层级配碎石施工。3、在碾压好的砂砾石上放出中线。直线上每1520m 设一桩，曲线上每 10m 设一桩， 并在两侧路面边缘外 0.30.5m设指示桩。确保施工放样桩位符合设计与规范要求精度，满足施工要求。4、进行水平测量。在两侧指示桩上用红油漆标出表层边缘的分层厚度。5、在施工前做好纵横向排水，避免雨水渗入路基下部。6-3、施工方案 6-3-1 铺设复合土工膜及砂石垫层 在进行铺设复合土工膜时，先要将路基基床底层顶面由

26、 共 32 页 150m3/h 左右， （其拌和站平面图、立面图见附件：）保证其计量、输料装置均处于完好状态。原材料严格按规范要求进行各项指标，严格控制施工配合比，拌和含水量控制在最佳， 全天拌和料应按摊铺面积和规范要求的检测频率进行抽检。1、级配碎石按试验段施工得出的数据配合比进行拌和。2、根据试验段成果，按3%的水泥掺量进行施工，表层的含水率为 6.76（%），松铺系数 1.13、最大干密度为2.26、孔隙率14、地基系数K30为209（Mpa/cm）都满足设计 要求 3、当天气有变化时，根据天气的变化来调整含水量，晴天或刮大风时，生产含水量比碾压含水率增加 1%， ，阴天时增加 0.5%

27、。4、拌和要求配料准确，采用YWBS-300型水泥稳定粒料拌和站拌和，装载机配合上料， 配料机电脑控制计量，并有相应的电子打印记录备查，对厂拌计量设备设专人操作维修，按 旬对计量仪器进行校准。5、在碎石生产厂、搅拌场、搅拌设备料斗内，集料储备要分类存放，相互隔开。6、为了保证材料清洁，在堆放场地要防止粘土、杂物及灰尘掺入，装料时要防止将泥土带入，装车前车内进行清扫，车厢严密，防止小颗粒渗漏。7、要掌握好拌和时间和适当调整含水量，使生产出的级配碎石均匀、稳定、不发生离析。8、各料斗应配备1-2 名工作人员，时刻监视下料情况，并人工帮助料斗下料，不准出 现卡堵现象，否则应及时停止生产； 63、运输

28、和铺筑运输： 1、混合料采用自卸车运输，根据运输距离和气温确定是否需覆盖蓬布，在运输过程中 共 32 页 天气过热或距离过远应覆盖蓬布，以防止水分蒸发过多。2、运输车辆在运输时，车速宜慢、保持装载高度均匀、卸料时速度均匀缓慢，防止离析。铺筑： 1、采用横断面全宽、纵向水平分层填筑方法，填筑时松铺厚度砂卵石按23cm， 级配碎石松铺 48cm。每车为装料 8m3，在施工段划分 4*4m 的方格，每格内倒入一车 料。2、在摊铺前下承层，符合要求后才能铺筑。3、砂卵石20cm 为一层摊铺，级配碎石 40cm 为一层摊铺，先摊铺砂卵石经过整型和 压实，在监理工程师验收合格后，再继续摊铺级配碎石。4、平

29、地机与运料车要相互配合，摊铺速度与送料速度要协调，并且严禁卸料车冲撞平地机影响施工进度及质量。5、摊铺好的混合料未压实前，施工人员不得进入践踏。一般用人工不断的整修，设一个 3 人小组跟平地机在后面，在现场主管人员指挥下及时消除粗细集料离析现象。对于粗集 料窝，应添加细集料，并拌和均匀。对于细集料带，应添加粗集料，并拌和均匀，缺陷较严 重时应予铲除，并调整或改进摊铺工艺。6、摊铺遇雨时，立即停止施工，并及时覆盖未压实成型的混合料，等候车上的混合料 覆盖运回料场，不得卸入摊铺机摊铺。64 碾压夯实 碾压 采用 18t 压路机进行压实，碾压遍数为 4 次，施工遵循“先静压，后碾压，先轻后重， 先慢后快，先两边后中央”的原则进行，碾压速度前两遍采用 1.5km1.8km/h 的速度进 共 32 页 行静压，后两遍按 2km2.5km/h 进行振动碾压，压时沿线路行与行之间压实重叠不小于 40cm，各区段交接处沿纵向搭接长度应不小于 2m，级配碎石或砾石在碾压中还应注意下 列各点： 1、路面的两侧，应多压23 遍。2、碾压中局部有“软弹”、“翻浆”现象，应立即停止碾压，待