1、淺談振動成型法水泥穩定碎石在嘉紹路面項目中的應用李玉標、常明、吳軍（東盟營造工程有限公司，西安市 710065）【摘要】半剛性底基層、基層作為瀝青路面的主要承重層，具有強度高、剛度大、水穩定性好、承載力高和良好的抗凍性等優點在高速公路中有大量應用。但以往在施工中因采用重型擊實法確定的最大干密度偏小，靜壓法成型試件強度偏低，為達到設計強度要求必須采用較高的水泥劑量來滿足設計要求，造成后期路面產生較多的橫向裂縫。本文通過在嘉紹高速公路項目采用振動成型法模擬現場振動壓路機壓實的方式確定最大干密度和成型室內試件檢測強度確定水泥劑量和最佳含水量，通過控制現場壓路機擊實功使水泥穩定碎石（底）基層7天鉆芯成

2、型良好，后期裂縫少?，F就水泥穩定碎石（底）基層振動壓實成型法在嘉紹工程實踐方面確定的配合比、施工工藝、質量控制要點做一下闡述?！娟P鍵詞】水泥穩定碎石 振動成型法 水泥劑量 干縮裂縫前言隨著交通量及交通荷載的增加，路面上出現了許多嚴重早期路面破損和局部結構性破壞，其中部分以干縮裂縫為主。經過多年施工經驗總結，提高壓實度、控制水泥劑量可以有效的減少水泥穩定碎石基層干縮裂縫的產生。目前關于水穩（底）基層施工工藝大部分仍采用重型擊實法，該工藝存在著室內重型擊實與現場振動碾壓方式不匹配，室內的標準試驗不能真實反映現場壓實功等問題。造成重型擊實標準低于現場壓實水平，導致室內標準密度與現場實際施工沒有可比性

3、，現場壓實度經常出現超百現象。因此確定與現場壓實方式相匹配的室內成型方法，提高水穩（底）基層工程質量具有重要意義。下面就參考浙江省質量技術監督局下發浙江省地方標準：公路水泥穩定碎石基層振動成型法施工技術規范（DB 33/T 836-2011）結合嘉紹高速公路LM-1標振動成型法施工水穩（底）基層為實例，談談自身的看法，供大家參考。1、工程概況嘉紹高速公路路面施工養護01標段（K0+000K21+250）全長21.25公里，屬于北岸接線工程，起點位于乍嘉蘇與南湖大道交叉處南湖互通收費站，終點位于彭墩接硤石互通起點與第02標段相接。路線設嘉興1號樞紐、嘉興2號樞紐、王店互通和百步互通。采用17+1

4、7cm水穩底基層+20cm水穩基層。根據業主要求室內試驗采用振動成型法施工工藝。2、室內試驗2.1 原材料試驗集料：水泥穩定碎石（底）基層所用集料采用長興泰瑪士石料廠用反擊式破碎機軋制生產的石灰巖石料，其粒徑分為1931.5mm、4.7519mm、2.364.75mm、02.36mm4檔并分倉堆放。其各檔石料的級配篩分結果和質量指標檢測結果見下表1、2：表1：各檔集料篩孔通過率集料各篩孔通過率(%)31.526.5199.54.752.360.60.0751#（1931.5mm）10096.221.42.51.10.70.60.5要求范圍100901000300522#（4.7519mm）10

5、010048.94.12.41.60.7要求范圍1008010030600150523#（2.364.75mm）10092.49.73.0 0.7要求范圍100901000150524#（02.36mm）10010083.428.912.8要求范圍100701002550015表2：各檔集料質量檢測結果碎石壓碎值（%）針片狀（%）亞甲藍值（%）表觀密度（t/m3）軟石含量（%）吸水率（%）堅固性（%）1#（1931.5mm）11.42.7280.497.7要求范圍152.553122#（4.7519mm）20.29.82.7281.50.498.2要求范圍25152.553123#（2.364

6、.75mm）2.7300.639.0要求范圍2.53124#（02.36mm）1.02.7331.18要求范圍32.53水泥：采用嘉興南方水泥有限公司的P.O42.5普通硅酸鹽緩凝水泥，不得使用快硬水泥、早強水泥或已受潮的變質水泥。其檢測結果見下表3：表3：水泥質量檢測結果水泥種類比表面積(m2/kg)300標準稠度用水量(%)初凝(min)180終凝(min)360安定性（mm）5密度t/m33天強度MPa28天強度MPa抗折3.5抗壓17抗折17抗壓42.5P.O42.5緩凝394283233870.5合格3.0305.824.420.847.52.2配合比設計振動成型法試驗：振動壓實成型

7、法所采用的振動壓實儀是浙江土工儀器制造有限公司生產的STZSJ-1振動壓實成型儀。靜壓力采用150mm壓頭，在一定頻率、激振力、時間和靜壓力下振動成型試件，先確定各水泥劑量的混合料最大干密度和最佳含水量，然后振動成型試件養生確定無側限抗壓強度，選定配合比。其主要是能較好的模擬現場實際的壓路機壓實功。其內部結構圖如圖1，其技術參數如下表4。 圖1：STZSJ-1振動壓實成型儀內部結構圖表4 振動壓實成型儀參數項目技術要求（設計偏差）測試結果振實工作臺靜壓力/N1900±101905.9振動單元振動力/N6850±506856.9振動頻率/HZ29±128.7振動時長

8、/S120120振動成型高度/mm150±10150水泥穩定碎石混合料技術指標要求見表5表5 水泥穩定碎石混合料技術性能要求項目設計強度（MPa）設計水泥劑量（%）最大最小底基層4.03.52.5基層5.06.54.53.02.2. 3級配要求集料級配要求符合浙江省質量技術監督局下發的公路水泥穩定碎石基層振動成型法施工技術規范中的要求，水穩碎石混合料按骨架密實型結構設計，為了減少基層裂縫在滿足設計強度的基礎上限制水泥劑量，在合成級配滿足要求的情況下限制細料、粉料用量，適當增加9.5mm以上粗集料的用量。結合嘉紹路面一標水穩碎石基層級配曲線確定各檔料集料比列為：1#(1931.5mm)

9、：2#（4.7519mm）:3#(2.364.75mm):4#(02.36mm)=30:38:5:27，級配要求及合成曲線見下表6：表6：集料合成級配要求及合成曲線數據表篩孔尺寸（mm）31.526.5199.54.752.360.60.075通過率上限10010085543526155下限100907542251680配合比合成曲線10097.978.249.633.021.910.03.5其曲線見圖2:圖2 混合料級配曲線圖確定最大干密度和最佳含水量根據確定的各檔料級配比例按2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%五個不同的水泥劑量分組制作試件，每個不同的水泥劑量分別按3.0%、3

10、.5%、4.0%、4.5%、5.0%五個不同含水量用振動成型儀成型制件。檢測不同水泥劑量情況下的不同含水量時混合料的最大干密度，繪圖確定不同的水泥劑量的情況下的混合料的最大干密度和最佳含水量，按不同水泥劑量情況下在最大干密度和最佳含水量振動成型試件在標準條件下養生6天浸水一天進行無側限抗壓強度結果匯總見下表7：表7 水泥穩定碎石混合料配合比試驗結果水泥劑量（%）振動壓實試驗無側限抗壓強度試驗最大干密度（g/cm3）最佳含水量（%）算數平均值（MPa）標準差（Mpa）偏差系數（%）代表值（MPa）2.52.3524.24.40.2696.04.03.02.3804.45.10.3216.34.6

11、3.52.3854.45.50.3837.04.94.02.3904.55.90.3766.35.34.52.3944.76.20.4367.05.5考慮到在混合料運輸過程中的時間關系，試驗室針對水穩基層配合比4.0%水泥劑量情況下不同的延遲時間進行了混合料強度，查找其中的關系及對混合料強度影響結果見下8：表8 4.0%水泥穩定碎石基層混合料延遲時間試驗結果延遲時間振動壓實試驗無側限抗壓強度試驗最大干密度（g/cm3）最佳含水量（%）算數平均值（MPa）標準差（Mpa）偏差系數（%）代表值（MPa）2h2.3925.65.80.2874.85.33h2.3805.45.70.2564.55.3

12、4h2.3555.15.60.3055.45.15h2.3484.95.30.2114.35.06h2.3404.65.00.2645.34.6從以上試驗結果得出，選定底基層設計水泥劑量為3.0%，最佳含水率為4.4%，最大干密度為2.380g/cm3，配合比室內制件的抗壓強度代表值為5.1MPa，大于設計要求的4.0MPa。選定基層設計水泥劑量為4.0%，最佳含水率為4.5%，最大干密度為2.390g/cm3，配合比室內制件的抗壓強度代表值為5.3MPa，符合設計要求5.06.5MPa的要求。要求混合料施工期間的延遲時間不得超過5h。3、室外驗證試驗3.1試驗段檢測結果：基層壓實度檢測結果見

13、表9、基層強度檢測結果見表10、基層鉆芯取樣結果見圖3：表9、基層壓實度檢測結果樁號含水率(%)壓實度(%)碾壓遍數樁號含水率(%)壓實度(%)碾壓遍數K16+0204.2099.411K16+2204.2099.512K16+0203.9699.811K16+2204.2699.212K16+0703.8099.911K16+2704.0399.212K16+0703.9199.811K16+2703.9298.712K16+1203.8098.811K16+3204.3899.112K16+1204.4899.911K16+3204.1898.512K16+1704.1099.411K16

14、+3754.3298.912K16+1704.0299.911K16+3754.1699.612表10、基層無側限抗壓強度檢測結果第一組123456789平均值代表值強度5.965.586.075.645.686.155.575.616.135.85.4第二組123456789平均值代表值強度6.646.256.556.175.946.416.096.246.376.35.9圖3、水穩基層7d取芯照片。 從以上試驗檢測結果可以看出室內的振動成型法確定的水穩基層配合比最大干密度比較合理，壓實度沒有出現超百現象，強度符合設計要求，7d基層鉆芯取樣完整芯璧光滑。4、注意事項水泥劑量、含水量、細集料含

15、量對水泥穩定碎石基層裂縫影響較大，因此施工過程中在滿足強度要求情況下應盡量限制水泥用量，在滿足級配要求的情況下限制小于0.075以下粉塵含量（不大于5%）；施工中含水量應控制在最佳含水量+1%-0.5之間。實際施工中底基層水泥劑量按2.8%控制，基層按3.8%控制。碾壓方式為：初壓采用1臺LG522B單鋼輪振動壓路機與1臺XP301膠輪壓路機，LG522B前靜后振1遍、XP301穩壓1遍，速度1.51.7km/h ；復壓采用1臺SR22MA單鋼輪振動壓路機和2臺YZ20單鋼輪振動壓路機，共3臺單鋼輪各大振2遍，速度1.82.2 km/h；終壓采用1臺酒井SW900雙鋼輪振動壓路機，靜壓2遍，速度1.82.2 km/h?？偣材雺菏椤１仨毐ＷC單鋼輪全部采用大振碾壓，施工中要求機械部檢測壓路機的小振摘除情況，要求必須全面切斷，施工中禁止開小振，大面積施工時，為確保壓實功滿足要求另配備一臺單鋼輪壓路機做補充壓實。5、結束語經過幾個月的施工觀察，所鋪水泥穩定碎石（底）基層未發現大面積干縮裂縫，依振動成形法確定的最大干密度和最佳含水量，通過加強現場壓路機的壓實工藝的控制使壓實功效得到充分發揮，使水穩混合料成型強度和鉆芯成型滿足要求，提高了水穩混合料的實際有效密實度，減少了空隙，有力的減少了水穩（底）基層裂縫的產生。水泥穩定碎石振動成型法明顯區別與傳統的重型擊實試驗方法，更能有效模