二灰碎石路面基层综合项目施工关键技术总结.doc

二灰碎石路面基层施工技术总结严晓生【交通部第二公路工程局西安710061】摘要：经过对沪宁高速公路E标段二灰碎石基层铺筑实践，全方面总结了从原材料检验、混合料组成设计、试验路段铺筑到成品检测全过程及施工工艺。提供了机械组合形式、碾压方法、碾压速度、碾压遍数、松铺系数等多种技术数据和施工中体会。关键词：二灰碎石路面基层施工工艺质量1基础情况交通部第二公路工程局承建沪宁高速公路E标段根本总长34.292km，其中E4标为京杭运河铁路高架桥(长1345.56m)，除E4标段外路面基层结构均为二灰碎石，根本单幅基层宽度在纵坡3路段为11.90m，纵坡3路段为11.51m，厚度均为30cm，E标路面基层总面积为79.3953万m2，半幅路面结构见图1和图2。尺寸单位：cm，高程单位：m图1纵坡3路面结构示意图为提升路面平整度，依据江苏省高速公路建设指挥部(下简称省高指)“相关沪宁高速公路路面基层、底基层施工指导意见”及技术规范要求，二灰碎石混合料采取厂拌法生产、摊铺机铺筑。在拌合场还准备了足够堆料场地，并进行了“硬化”处理。以防集料被泥土污染。对不一样规格集料分开堆放，已拌和好二灰碎石混合料实施覆盖闷料方法。为了探讨二灰碎石混合料铺筑方案和施工工艺，我们在铺筑试验段取得成功后，深入修改完善了施工工艺，确定了二灰碎石施工配比，取得了有参考价值技术数据，为大面积施工提供了依据。1995年4月中旬二灰碎石混合料正式开铺，到1995年11月底已完成路面基层69074万m2，占总工程量87，为沥青面层铺筑发明了良好条件。尺寸单位：cm，高程单位：m图2纵坡3路面结构示意图2施工准备工作充足做好施工前准备工作，是路面基层顺利进展关键条件。关键进行原材料检验、设备调试、技术准备等项工作。2.1原材料检验二灰碎石原材料关键是石灰、粉煤灰和碎石，对原材料质量严格把关是确保二灰碎石混合料质量关键步骤。选择了江苏溧阳上黄级石灰、镇江谏壁电厂贞观山灰库湿排粉煤灰，我部丹阳自采加工料场生产碎石，经过检验主材料技术指标以下。(1)石灰经消解后Cao含量为58.3，符合级钙质石灰标准。(2)粉煤灰关键指标如表1。粉煤灰化学成份表表1粒径范围(mm)比表面积(cm2/g)含水量()Al2O3()Fe2O3()CaO()MgO()SiO2()烧失量()0.0010.3大部分为0.010.1350045.0034.103.202.800.8349.006.27(3)碎石(最大粒径30mm)压碎值为19.4(要求值小于30)。细长粒径含量为16.1。级配组成依据规范要求及我部试验中心室内配比设计结果，集料用量为总量82.5，其中粗集料(1030mm碎石)为34，10mm以下为66。水拌和用水为饮用水。2.2机械设备选配为确保二灰碎石基层质量和进度，除确保多种机械设备配套外，还应有足够数量，其中二灰碎石混合料拌和设备及摊铺机是关键设备，必需有良好使用性能。本工程投入机械设备有：WBC-200连续式稳定粒料拌和设备2套ABG422摊铺机1台ZL-50装载机2台812t双钢轮静力式压路机1台CA25振动压路机1台VV170压路机1台1821t三轮光面静力式压路机2台916t轮胎压路机1台17.2t太脱拉自卸车12辆6000L洒水车1辆黄河试验车1辆2.3机械设备调试及试运行(1)稳定粒料拌和设备是关键设备之一，我们聘用了2名有丰富经验机械专业高级工程师负责进行安装、调试，并数次进行流量试验；使拌出二灰碎石混合料符合设计要求。经过试验路段检测，符合质量指标。(2)ABG422型无级变速自动找平摊铺机，最大摊铺宽度为8.5m，是从德国新购设备。技术性能良好，在使用前由厂方教授来工地进行现场指导，一切正常后投入试验路铺筑。(3)其它处于正常使用中多种类型压路机、装载机及运料自卸车、洒水车等投入基层施工机械设备，也需进行维修、保养，并经机械工程师检验，使之处于良好工作状态。2.4技术准备2.4.1生产配合比设计2.4.1.1粗集料级配确实定(见表2)二灰碎石混合料中碎石级配表2材料(mm)经过下列筛孔(mm)重量百分率()3020105210.50.07510303428.121.914.87.02.40.7010以下6663.450.140.928.825.517.424.0合成级配10091.572.055.735.827.918.12.4规范要求值10090100558040652850204010200102.4.1.2混合料配合比设计依据公路路面基层施工技术规范(JTJ034-93)要求，二灰碎石混合料击实试验，采取重型击实标准，求得最大干密度及对应最好含水量，以最大干密度98和最好含水量，用1515cm试模制件，每种配合比在相同条件下各制9个试件，采取标准养护箱在252条件下保湿养生6d，浸水1d，测定无侧限抗压强度。我们分别用6种混合料配合比制件，其检测结果见表3。混合料配合比及无侧限抗压强度表表3编号混合料配合比平均强度(MPa)特征值(MPa)备注1石灰粉煤灰碎石416800.860.762石灰粉煤灰碎石515800.800.683石灰粉煤灰碎石614800.960.844石灰粉煤灰碎石611.582.51.140.96采取5石灰粉煤灰碎石5.911.1831.131.006石灰粉煤灰碎石5.510.5841.060.95依据规范要求，室内试验结果平均抗压强度R应符合公式：RRd/(1-ZaCV)式中：Rd设计抗压强度，本标段为0.8MPa；CV试验结果偏差系数，以小数表示；Za标准正态分布表中随确保率而变系数，此处为1.645。由上可知16配合比均能满足强度要求，4配合比为镇江市高指总监代表中心试验室推荐配合比，故最终选定石灰粉煤灰碎石611.582.5为生产配合比，并在试验路段进行验证。2.4.2生产配合比调试调整拌和设备进料系统，使其符合设计集料级配和混合料组成百分比。我们先后进行过6次流量试验，才使混合料组成基础符合设计配合比。第7次为生产配合比验证，即铺筑试验路段。经料场和施工现场分别取样进行试验，级配组成及强度均符合规范要求。2.4.3技术交底在二灰碎石基层开始铺筑前，E标段项目总经理部由总工程师办公室准备技术资料，负责向参与施工全体技术人员、拌和厂责任人、试验人员和测量人员等，以学习班形式进行全方面技术交底。对多种机械操作手和技术工人，进行现场技术交底。交底内容除二灰碎石基层施工方案、施工工艺、操作规程、技术要求、质量标准、试验检测方法外，还明确了岗位职责，使参与施工全体人员做到“五个明确”，即岗位职责明确、施工程序明确、操作规程明确、技术要求明确、质量标准明确，从而使二灰碎石基层能较顺利铺筑。2.4.4认真进行试验路段铺筑E标段项目经理部于1994年11月6日12月4日在施工桩号K181+363K181+624段双幅共5983m2进行了二灰碎石基层试铺工作。2.4.4.1试验路段铺筑目标(1)验证生产配合比，确定施工配合比；(2)检验施工方案、施工工艺、操作规程适用性；(3)确定二灰碎石采取摊铺机铺筑松铺系数；(4)探讨ABG422型摊铺机铺筑厚层二灰碎石基层性能；(5)检测拌和设备性能和生产能力；(6)摊铺机铺筑二灰碎石时标高和厚度控制方法；(7)施工中二灰碎石混合料最好含水量控制方法；(8)压实机具选择和组合，碾压次序、碾压速度和碾压遍数；(9)探讨使运料、摊铺、碾压三道工序施工机械相互协调和配合方法；(10)探讨二灰碎石基层接缝处理方法；(11)制订确保质量技术方法和质量控制方法；(12)确定天天作业段铺筑长度。2.4.4.2试验路段铺筑方案E标段二灰碎石混合料试验路段铺筑采取了集中厂拌、汽车运输、逐车过秤、现场查核、分层摊铺、总量控制铺筑方案。二灰碎石厚为30cm，由ABG422摊铺机分二层铺筑，下层厚度为17cm，上层厚度为13cm。采取基准钢丝调平。为了取得较正确技术数据，试验路段二灰碎石混合料采取总量控制方法，即先计算试验路段需用二灰碎石混合料总重量，二灰碎石在拌和场装车后，逐车过秤，秤出每车料净重。依据现场测得实际含水量，算出相当干混合料总重量，再折算成最好含水量状态下混合料重量，根据98压实度及铺筑厚度，确定每车混合料应铺筑长度，直至运够总重量为止。下层经过各项技术指标检测，并经驻地监理工程师同意，方能进行上层施工。2.4.4.3试验路段取得技术数据试验路段测量放样和检测工作，由我部测量队和试验中心负责，并经驻地测量监理、试验工程师复测和认可。经核查关键技术数据以下：(1)松铺系数铺筑厚度17cm时为1.249；铺筑厚度13cm时为1.244。测定时按每10m一个断面，每个断面测4点，为上下层198个测点数据平均值。(2)多种压路机组合方法、碾压遍数、碾压速度依据投入设备情况，采取了三种组合方法，即激振力29tCA25振动压路机和1821t铁三轮静力式压路机组合、激振力39tVV170振动压路机和1821t铁三轮静力式压路机组合、CA25振动压路机和1821t铁三轮静力式压路机及16t轮胎压路机组合。多种数据见表4。(3)摊铺速度二灰碎石混合料铺筑速度和拌和设备生产能力，无严格匹配要求。因为试验段用料数量较少，只用一台拌和楼，提前一天拌料，混合料在料场闷料24h，再装运至现场，摊铺速度采取22.5m/min，开始时用低速，正常后用2.5m/min。(4)天天铺筑长度因为拌和设备新旧程度不一，故障较多，正常生产天天最多工作812h，二台拌和楼产量约为30004000t混合料。用于基层ABG422型摊铺机最大铺筑宽度为8.5m，半幅全宽需分二次铺筑，所以转移较频繁；加之混合料中骨料占82.5，对摊铺机传动系统及送料、布料系统机件损坏较严重，所以天天需对摊铺机仔细保养和检查；实际作业时间约为6h左右，铺筑长度(半幅)约为550700m。压路机组合方法、碾压遍数及碾压速度表表4组合方法压路机种类碾压方法碾压遍数碾压速度(km/h)备注振动压路机(CA25)静压12.0压实度98.4低频率大振幅22.0高频率小振幅32.5三轮静力压路机(1821t)静压41.5振动压路机(VV170)静压12.0压实度102.8低频率大振幅22.0高频率小振幅32.5三轮静力压路机(1821t)静压41.5振动压路机(CA25)静压12.0压实度100.2为正常施工中采取组合方式低频率大振幅22.0高频率小振幅32.5三轮静力压路机(1821t)静压31.5轮胎压路机22.52.5质量确保体系完善为确保二灰碎石基层铺筑质量，E标段经理部由总工办负责，组成以试验中心、测量队、质检中心三位一体技术质量确保体系，并深入明确在二灰碎石基层施工中职责。(1)试验中心负责二灰碎石混合料配合比设计，监控拌和厂混合料级配组成，测定二灰碎石混合料含水量、强度及施工过程中质量监督。(2)测量队负责控制测量、检测、计算试验段及其它路段松铺系数；测定二灰碎石顶面标高、横坡及各部几何尺寸。(3)质检中心负责二灰碎石成型路段质量检测及评定，反馈质量信息等。以上三个技术职能部门组成质量确保体系，能定量地进行质量跟踪，从而加强了施工过程中质量监控，从根本上确保了工程质量。2.6施工方案确实定(1)在铺筑试验路段基础上，补充、完善了二灰碎石施工方案、施工工艺及工艺步骤(见图34)。为了增加二灰碎石上层铺筑密实性和平整度，又增加一台16t轮胎压路机。(2)因为摊铺机最大铺宽为8.5m，半幅宽度需分二个铺道摊铺，所以采取分道铺筑、交叉作业、全宽碾压、半幅接齐方案(见图5)。纵向接缝重迭宽度为510cm，上下层纵缝位置应错开5060cm。(3)在铺筑基层路段，宜事先培填部分土路肩，并合适扎实。这么首先能节省二灰碎石混合料，其次有利于碾压。图3二灰碎石基层施工工艺步骤图图4二灰碎石混合料拌合厂工艺步骤图图5分段作业图3施工工艺E标段施工实践证实，ABG422型摊铺机能适应厚层二灰碎石混合料铺筑，性能良好，摊铺质量较高，是理想摊铺机械。一层虚铺厚度不超出25cm时，铺筑效果最好。3.1下承层准备(1)二灰土底基层顶面，应将表面浮土，松散层及其它杂物清理洁净，应尽可能露出二灰土硬面。(2)下层二灰碎石顶面，应清除表面松散集料，清理表面泥块和污染物，尽量使骨料暴露出来。在有条件时，可用空压机配合清理，能取得良好效果。(3)上层开铺前，下承层表面应合适洒水润湿，以增强上下层结合。3.2测量放样(1)放出道路中线、基层边线，选定检测断面及观察点位置。(2)本工程采取基准钢丝法调平，所以必需设置支撑杆，敷设基准钢丝，并用专用工具，使其张紧力大于100kN，钢丝挠度不超出要求值。3.3二灰碎石混合料拌和(1)天天上、下午各测一次原材料含水量，调整原材料进料数量，使混合料中含水量略大于最好含水量2个百分点左右。(2)混合料检测应常常目测二灰碎石混合料拌和均匀性，使出厂混合料色泽均匀，无离析、成团块现象。试验人员应关键进行二灰碎石混合料级配组成、灰剂量及含水量检测。检测频率为每台拌和设备上、下午各一次。当出现特殊情况(如故障等)应由试验监理工程师确定。3.4二灰碎石混合料运输(1)装料经过拌和二灰碎石混合料，在贮料场闷料24h后，由装载机装车，装料时应视混合料情况重新翻拌23次后再装车，预防产生离析。(2)运料运料宜由15t以上自卸车运输，并依据运距配置足够车辆。当距离较长或天气炎热时，应加盖蓬布，预防水分散失过快。(3)卸料自卸车卸料时，严禁碰撞摊铺机，预防混合料卸在摊铺机前层面上。3.5二灰碎石混合料摊铺(1)开始摊铺前，先将接头处已成型二灰碎石基层切成垂直面，或将接头处二灰碎石混合料耙松，并有专员指挥卸料。(2)摊铺机就位后，熨平板按开始桩号处虚铺厚度调整好，熨平板下垫放和虚铺厚度等厚木块，并按2横坡将熨平板调整好，自动调平系统进入工作状态。(3)摊铺机铺筑时，应使送料槽中二灰碎石混合料高度在螺旋布料器中轴以上，避免发生两边缺料现象。(4)依据E标段二灰碎石混合料铺筑实践，开始时摊铺速度为22.5m/min，正常后为35m/min，这么铺出平整度很好。所以在上层铺筑时，用45m/min很好。(5)二灰碎石混合料无需要求连续摊铺，但宜用大型自卸车运料，才能使布料均匀，铺筑质量很好。在上层铺筑时，应尽可能做到一个作业段内连续铺筑，铺筑方法见图5所表示。待半幅接平后，在全宽范围内一起碾压。(6)接缝处理纵缝因铺完一个作业段约需12h，纵缝重迭宽度为510cm，重迭部分最长间隔时间约2h左右，所以不需作特殊处理，仅有2人跟在摊铺机后，将接缝处粗集料进行处理，必需时合适耙松、整平后，全宽度内一起碾压。横缝天天铺完至第二天开始，间隔约有12h左右，连接面应作合适处理，方法为第一天作业段尾端5m左右范围内不进行压实；第二天施工前，将该段混合料耙松后和新料一起由人工进行拌和，整平后和新铺段一起碾压。若间隔时间长时，应将上次铺筑尾端标高和平整度不合要求部分挖除，并将接触面挖成垂直面，再接着往前铺筑。3.6二灰碎石混合料碾压(1)E标段机械组合、碾压遍数和碾压速度见表4。(2)当进行下层压实时，可不用轮胎压路机，而由1821t三轮压路机，增加二遍静压。(3)上层压实时，为了使顶面平整度符合要求，可采取16t轮胎压路机进行压实，增加表层混合料密实性，达成致密平整作用。(4)依据E标段施工实践，用CA25振动压路机振压3遍后，若再增加压实遍数，对压实度提升几乎不起作用。所以，在厚层二灰碎面基层施工中必需配置重型压路机，如VV170振动压路机、25t以上轮胎压路机等，才能取得良好压实效果。(5)碾压注意事项压路机不得停在未压实基层上，并不准在其上急刹车、急转弯和调头。振动压路机前进、后退换档时，应先停振再换档；若需停机时，应先停振再停机。终压前应检测一次标高，若发觉高程超出要求时，应用平地机刮至要求值，再整平碾压。(6)养生二灰碎石基层碾压完后即可开始洒水养生。天天洒水次数，应视当地天气情况而定。在一周内，应使二灰碎石表面保持潮湿状态。洒水养生时，应使喷出水成雾状，不得将水直接喷射或冲击二灰碎石基层表面，将表面冲成松散状态或产生新集料窝(带)。3.7检测二灰碎石路面基层质量检验表表5检验项目质量要求检验结果检验要求备注要求值或许可误差质量要求频率方法压实度代表值()98符合技术规范要求98.4103.33处/100m/层每处三点，用密度法检验平整度(mm)10平整、无起伏1.573.382处/200m用3m直尺连续量3次，每尺检一点纵断高程(mm)0-10平整顺适-4-9.53点/200m用水准仪测量由沥青下面层补填厚度(mm)0+10均匀一致+3+81处/200m每处23点，路中心及边缘任选挖坑检验宽度(mm)大于设计值边缘线路顺适无曲折合格2处/200m用皮尺丈量横坡度()0.3+0.2-0.22个断面/100m用水准仪测量基层强度(MPa)0.8符合规范要求1.011.057天强度每作完一段二灰碎石基层，全部应按沪宁高速公路质量评定标准要求项目和频率进行检验。E标段二灰碎石部分路段检测情况见表5。检测结果表明，表面平整密实，无松散碎石和弹簧现象，线型顺直，无显著轮迹。4体会(1)二灰碎石路面基层属半刚性路面，在高等级道路路面结构中，应用较多，由于其料源丰富，并含有良好力学性能、板体性、水稳性及很好抗冻性，即使早期强度较低，但伴随时间推移，强度增加快，后期整体强度高，是理想路面基层结构类型。路面基层是道路关键承重层，基层质量优劣将直接影响沥青路面铺筑质量和道路使用寿命。严格控制原材料质量、优化生产配合比、合理选配性能良好施工设备、采取最好组合方法、正确选择施工方法和施工工艺，则是确保基层质量关键步骤，施工中应抓住这些关键步骤。(2)应尤其重视和加强施工过程中质量控制。采取优异检测手段，进行现场跟踪监控，才能真正确保工程质量，正确指导施工。成型后检测已为时太晚，若检测部分路段某项指标不合格，处理难度大，既浪费材料，更关键还要延误工期。(3)松铺系数取用得正确是否直接影响路面基层标高，松铺系数又和混合料配合比和均匀性有很大关系。从实践中可知，当混合料中骨料偏少，均匀性差，松铺系数就大。所以，天天施工中全部应抽检多个断面，校核松铺系数，发觉问题，应查明原因，采取有效方法立即纠正。(4)二灰碎石基层出现标高误差，其高出部分应用平地机刮除；低于标高路段，严禁用薄层贴补方法处理，只能由沥青混合料补足标高。(5)施工中应严格控制混合料含水量。实践告诉我们，当超出最好含水量2以上时，二灰碎石成型后时间不长，基层表面将发生横向裂缝，含水量越高，裂缝越多，且大而深。(6)通常路面基层和沥青面层采取大流水施工方案，所以应充足考虑二灰碎石混合料生产能力，及早安排施工，不然将影响沥青路面进度。因为沥青路面结构层薄，铺筑进度快；二灰碎石结构层厚，铺筑进度慢，基层进度必需满足沥青路面铺筑速度。(7)二灰碎石混合料施工中，要完全避免集料窝是较困难。因为从拌和、装料到卸料，全部有部分粗骨料在料堆周围，极难克服摊铺时不产生局部集料窝。但只要是密实，可不作处理，洒过透层油后，有利于和下封层结合。(8)二灰碎石基层不宜用半幅全宽一次铺筑摊铺机。因为层厚，用料量大，往往出现摊铺机送料槽中靠两侧缺料甚至无料，发生两侧基层厚度不足甚至无料现象。有条件时应尽可能采取二台摊铺机成梯队铺筑。(9)试验路段取得数据只能作施工早期时参考，不能一成不变。因为在实际施工中，料源及原材料性质不可能完全相同。所以在施工过程中仍应不停总结，不停调整、改善、补充、完善已取得施工数据，立即搜集技术资料，正确指导施工。(10)二灰碎石顶面应有较大粗糙度，有利于洒过透层油后，和下封层及沥青面层联结。5结束语E标段二灰碎石基层，因为原材料质量很好，混合料施工配合比合理，摊铺机性能良好，优化了压实机械组合，整体铺筑质量很好，经过自检和质检部门检测，各项技术指标均达成或优于规范要求质量标准，分部工程质量评定为优良。