武西路面二标底基层试验段施工总结.doc

武西高速桃花峪黄河大桥WXLM-2标

水泥稳定碎石底基层
试验段施工总结

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审核：
审批：

中交一公局第五工程有限公司
桃花峪黄河大桥路面二标项目经理部
二○一二年七月

目 录
一、工程简介 - 3 -
二、铺筑试验段目的 - 3 -
三、试验段施工的位置 - 4 -
四、施工时间 - 4 -
五、试验段使用材料及施工配合比的确定 - 4 -
六、试验段施工人员配置 - 5 -
七、试验段施工机械设置配置 - 6 -
八、试验段施工方法及施工工艺 - 6 -
九、检测 - 14 -
十、试验段成果 - 16 -
十一、存在问题及处理方法 - 17 -

水泥稳定碎石底基层试验段施工总结
一、工程简介
本标段为武西高速公路桃花峪黄河大桥路面第二合同段（WXLM-2），桩号为K36+110～K48+760段，全长12.149公里。内含黄河大桥南引桥、隧道、停车区、广武互通式立交和军扬互通式立交，路基横断面共有9 种形式。主线路基宽度为33.5m，双向六车道，路面行车道宽2×(3×3.75)m，中间带宽3.5m（其中中央分隔带宽2m，左侧路缘带宽2×0.75m），硬路肩宽2×3m，土路肩宽2×0.75m。中央分隔带采用绿化带和波形护栏，路基设计标高为中央分隔带的外侧边缘，水泥稳定碎石底基层合计为914990m2。
二、铺筑试验段目的
试验段确认合理有效的拌和方法、压实机械组合和压实方法、碾压遍数、松铺系数、压实厚度和施工容许延迟时间等。为水泥稳定碎石底基层的规模化施工提供指导依据。
1、确定用于施工的混合料的配合比；
2、确定混合料的松铺系数；
3、确定标准的施工方法；
3.1确定控制水泥剂量、集料数量和拌和均匀性的方法；
3.2合适的摊铺机具和摊铺方法；
3.3集料含水量的增加和控制方法；
3.4合适的整平机具和整平方法；
3.5压实机械的组合及压实方法（压实顺序、压实遍数、压实速度等压实参数）
3.6拌和、运输、摊铺、碾压各工序的协调和配合；
3.7有效的质量控制及试验检测方法；
4、确定作业段的合适长度；
5、通过严密协调组织运输、摊铺、拌和、整型和碾压等工序，缩短作业时间，最终确定允许的延迟时间。
三、试验段位置
我合同段水泥稳定碎石底基层试验段选在K45+080～K45+200段，长度为120m。
四、施工时间
我合同段水泥稳定碎石底基层试验段施工时间为2012年8月3日，由11时30分开始摊铺至16时30分碾压结束，历时5个小时。
五、试验段使用材料及施工配合比的确定
1、材料
1.1水泥
我标段水泥稳定碎石底基层试验段选用郑州天瑞水泥股份有限公司生产的P.C32.5复合硅酸盐缓凝水泥，其初凝时间为5时31分，终凝时间为6时52分。安全性及强度符合GB175-1999要求。
1.2水
水为可饮用水。
1.3集料
按照《规范》要求，我标段所用石料为郑州贾峪中博石料场所产碎石，用于底基层的碎石最大粒径为31.5mm，碎石颗粒接近立方体。我标段水泥稳定碎石底基层中的碎石经过试验检测，其各项技术指标均符合要求。
其级配范围符合表1的要求，其技术指标符合表2的要求。
表1 水泥稳定碎石用集料的级配范围
孔径（mm）
37.5
31.5
19
9.5
4.75
2.36
0.6
0.075
通过百分率
底基层
100
90-100
67-90
45-68
29-50
18-38
8-22
0-7
表2 水泥稳定碎石用集料技术要求
项目
最大粒径（mm）
轧制岩石强度
压碎值（%）
有机质含量（%）
硫酸盐含量（%）
液限（%）
塑性 指数
技术 要求
底基层
37.5
不低于2级
≤30
≤2
≤0.25
<28
<9
2、配合比设计
2.1根据施工图纸设计要求，我标段中心试验室通过对料场各级石料的筛分，根据以往施工经验和设计要求，通过试验最终确定集料的最终掺配比例。水泥稳定碎石底基层集料的掺配比例为：10-30mm碎石:10-20mm碎石:5-10mm米石:石屑=17:29:25:29 。按照底基层集料的掺配比例，配制不同水泥剂量的混合料，并按照水泥稳定碎石底基层的设计要求进行组成设计，水泥与集料比为：水泥:集料＝3.5:100。
按照底基层集料的掺配比例要求进行组成设计，我标段水泥稳定碎石底基层配比试验确定的水泥剂量为3.5%，标准击实最大干密度为2.439g/cm³，最佳含水量为w0=5.0%。试验段施工过程中采用的水泥剂量为3.5%进行施工控制。
2.2我合同段水泥稳定碎石混合料延迟试验结果表明，容许延迟时间不能超过6小时，满足设计要求。
六、试验段施工人员配置
序号
工种
人数
备注
1
施工管理人员
4

2
拌和站人员
12

3
测量人员
3

4
试验人员
4

5
安全员
1

6
机械操作人员
12

7
前场清扫人员
3

8
摊铺人员
12

9
支模板人员
4

10
运输车司机
12

11
养生人员
3

七、试验段施工机械设备配置
机械名称
规格型号
主要性能指标
产地
单位
数量
备注
稳定土拌和站
WBS650E

徐州
座
2

摊铺机
英格索兰8820
15.5m
德国
部
2

振动压路机
XSM220
22T
洛阳、徐工
台
3

胶轮压路机
RP603
22T
江苏徐州
台
1

洒水车
EQ145
12000L
东风
台
1

自卸汽车
东风
30T
东风
台
10

装载机
ZL50
3m³、154KW
厦工
台
4

发电机组
沃尔沃
320KW
沃尔沃
台
2

八、试验段施工方法及施工工艺
1、施工方法
我标段水泥稳定碎石底基层施工采用厂拌法集中拌制混和料，试验段底基层半幅的设计宽度为15.50m。为保证摊铺宽度满足底基层的半幅设计宽度；避免因供料横向距离过长造成混合料的离析，本合同段采用“双机联铺”作业。即在作业宽度内，用两台摊铺机一前一后相距5～10m，重叠25cm联合施工，后台摊铺机的熨平板一端放在前面已铺的混合料上，两台摊铺机摊铺速度一致，摊铺厚度一致 ，松铺系数一致，路拱坡度一致，摊铺平整度一致，夯锤频率一致，两机摊铺接缝平整。
2、施工工艺
根据混合料组成百分比及其材料松散干密度、结构层设计厚度、最大干密度、要求的压实度计算出水泥稳定碎石底基层的松铺厚度，然后进行摊铺。
2.1准备下承层
在进行水泥稳定碎石底基层施工之前，已严格按照《公路工程质量检验评定标准》对上路床的实测项目认真进行交验，确保底基层的标高、宽度、横坡和厚度。
2.2 施工放样
测量人员用全站仪根据设计坐标每隔10m放出路面中线的准确位置，然后根据底基层的设计宽度，放出底基层的两条边线，并用红漆和水泥钉做出标记。
2.3 模板支护
在摊铺水泥稳定碎石前，水泥稳定碎石施工两侧，用钢模板作为侧模，按照已经放样好的底基层两条边线摆放钢模板，并且保证钢模板内侧边缘线形直顺圆滑，钢模板外侧用Ф18mm长50cm的钢钎固定，钢钎钉入路床深度不小于25cm，防止碾压时钢模板移位。
2.4下承层准备
下承层提前两天充分洒水湿润，使水分渗透到土路床中。在摊铺水泥稳定碎石底基层之前，将下承层表面清扫干净，并用轮胎压路机碾压一遍以消除土路床松散缺水现象。为避免运输汽车调头对下承层的破坏，间隔200米设置一个调头区，运输车辆在此处调头后倒至摊铺机前。
2.5安放基准线
基准线是和底基层顶面相平行的两条标高线，摊铺机通过这两条标高线来控制水泥稳定碎石的摊铺厚度、纵坡和平整度。施工中使用的基准线就是安装在底基层两侧边线外20cm处的两条钢丝绳，钢丝绳直径为4mm，钢丝的张拉力不小于1KN，施工过程中根据钢丝绳的伸长量来控制张拉力。钢丝绳顶面的标高通过整10m桩号处的钢钎来控制，钢丝绳安装在钢钎的横杆上。为减少因钢丝绳安装偏差对水泥稳定碎石层厚度、标高和平整度的影响，在安装钢丝基准线时应注意如下几点：
2.5.1安放钢丝绳的钢钎的横杆应水平或稍微向上倾斜。避免摊铺机找平装置的传感器在钢丝绳上滑动经过钢钎横杆时落在横杆上，而传递错误信息给摊铺机，影响水泥稳定碎石摊铺层标高和平整度。
2.5.2每根钢丝的长度不大于200m，以减少钢丝自重下垂对摊铺层标高和平整度的影响。
2.5.3钢丝绳应和路面中线平行，钢丝绳离底基层基层边线的距离始终为20cm，避免钢丝绳基准线横向偏移引起的标高偏差对摊铺层的影响。
我合同段水泥稳定碎石的摊铺使用两台德国生产的英格索兰8820型摊铺机联合作业，两台摊铺机前后相距5～10m。两台摊铺机外侧的传感器分别以摊铺层两边的钢丝绳为基准。前台摊铺机内侧的感应器以设置在施工路段中间的滑杆为基准，滑杆总长9m，每节长3m，滑杆顶面标高和摊铺层两边钢丝绳顶面在同一平面上。后面摊铺机内侧的感应器以前台摊铺机已摊铺混合料的顶面为基准。
2.6 水泥稳定碎石混合料的拌合
2.6.1水泥稳定碎石混合料采用厂拌法集中拌制。根据有关要求和本合同段的实际情况，水泥稳定碎石底基层选用江苏徐州WBS650E型水泥稳定碎石拌合机，其生产能力为650t/h。试验段施工过程设为300t/h。
2.6.2在拌制混和料前，测定集料的实际含水量，并根据集料的含水量，将试验室配合比换算成施工配合比。拌和时根据天气情况，及时调整含水量，控制混合料的含水量比最佳含水量大0.5—1％，以弥补混合料在运输和摊铺过程中的水分损失，保证碾压时混合料的含水量在最佳含水量。
2.6.3为避免料仓中的集料串料，料仓上口之间用隔板隔开，隔板高度为80cm。
2.6.4拌制混合料时严格控制水泥剂量，为保证混合料拌和均匀，拌和时间不小于10S。
2.6.5混和料出场前，安排试验人员检查混合料水泥剂量、并取样成型试件，不合格的混合料出场坚决废弃。拌和机出料由带活门漏斗的料仓，由漏斗出料直接装车运输，装车时车辆前后移动，分三次装料，首先装车厢中部，然后装车厢的前部及后部，避免混合料离析。
2.7混合料的运输
我标段选用吨位较大的东风自卸汽车运输水泥稳定碎石混合料，车上的混合料用帆布加以覆盖，以减少水分散失。运输车辆开工前，检验其完好情况，装料前将车厢清洗干净。综合考虑拌合机的生产能力（拌和机生产能力设为300t/h），摊铺机的行驶速度和运距等因素的影响。为保证水泥稳定碎石拌和机和摊铺机的连续作业，避免拌和机间断工作对混和料质量的影响和摊铺机无法正常连续行驶对水泥稳定碎石平整度的影响，水泥稳定碎石运输车辆考虑暂定为性能良好的东风自卸汽车10辆，经试验段施工，车辆数量满足施工要求。
2.8摊铺
在摊铺机拼装完成后，及时检查摊铺机的工作状况，检查刮板输送器、闸门和螺旋分料器的状况是否良好，振动的等级和行驶速度是否适合，熨平板底面有无磨损、变形，厚度调节器和拱度调节器是否良好，自动找平装置是否良好，各部位有无异常。
2.8.1熨平板宽度和横坡度的选择
根据水泥稳定碎石底基层的设计宽度和横坡，将两台摊铺机熨平板的宽度分别设置为8.5m和7.25m，横坡调为2％。
2.8.2摊铺机作业速度的选择
摊铺机的摊铺速度对施工各工序及摊铺质量影响极大，正确选择摊铺速度可加快施工进度，提高摊铺质量。如果速度过快，摊铺机振捣装置在振捣处的停留时间和振捣次数减少，从而影响摊铺层的密实度，造成摊铺层疏松。同时，在拌和能力一定的情况下，摊铺速度过快，也容易造成供料困难，使摊铺机无法匀速行驶，造成摊铺机熨平板的工作倾角不停的变化，使摊铺层表面时高时低。这两个方面将严重影响摊铺层的标高和平整度。
如果摊铺速度过慢，拌和设备的生产能力就无法达到最佳水平，影响施工进度造成施工成本增加。同时，因摊铺速度过慢，易使摊铺层表面出现台阶状，过早出现波浪、搓板等现象，不宜压实。摊铺过程中，控制摊铺机行走速度，使强力熨平装置预压混合料摊铺层使其密实度在88—90％之间，夯锤振动频率为50Hz。通过试验段确定施工时摊铺机工作速度为1.7m/min。
2.8.3熨平板初始工作角的调整
根据确定的摊铺厚度来调整熨平板的初始工作角，沿垂直路线方向设置几根方木，方木顶面的标高和摊铺层顶面的标高一致。摊铺机的熨平板靠自重落在方木上（连续摊铺时，熨平板可放在前一次摊铺层的末端），然后调整感应器至正常状态。即确定熨平板的初始工作角。开始摊铺后，由质检员在5—10m内多点检验实际摊铺厚度，并用标线拉线检查松铺厚度，并与既定的松铺厚度相比较，来确定是否继续调整确定熨平板的初始工作角。
2.8.4摊铺机的供料机构的选择
摊铺机的供料机构包括刮板输送器和向两侧布料的螺旋分料器这两部分。这两部分应相互配合，工作速度应匹配。刮板输送器的运转速度和闸门的开启程度影响摊铺室的供料量。在底基层试验段的摊铺过程中始终使摊铺机的螺旋分料器有2/3埋入混合料中。
2.9 粗细集料离析处理
在摊铺机后面应设专人清除粗细集料离析现象，此过程一直延续到混合料碾压结束。具体方法是设置3人小组，跟在摊铺机后面，及时消除粗细集料窝和粗集料带（铲除粗集料补以新拌的均匀混合料）。
2.10碾压
（1）、第一台XSM220振动压路机静压1遍，速度1.5-1.7km/h，第二台和第一台XSM220振动压路机开强振交替碾压4-6遍，速度1.8-2.3km/h，直至压实度达到98%，最后一台RP603胶轮压路机碾压2-3遍，采用单钢轮压路机收面。
（2）、在摊铺机后面，紧跟静压压路机，振动压路机和轮胎压路机进行碾压，一次碾压长度不超过50m。碾压段落层次分明，设置明显的标志。
（3）、稳压要充分，振压不起浪花、不推移。压实时，先稳定（遍数适中，压实度达到90％），然后开始轻振动碾压，再强振动碾压，最后胶轮收面，压至无轮迹为止。碾压完成后用灌砂法检测压实度。
（4）、压路机碾压时轮迹应重叠50㎝，在直线和不设超高的平曲线路段内，由两侧路肩开始向路中心碾压,在曲线段上，由路肩低处往高处碾压。
（5）、压路机倒车换挡要轻且平顺，不要拉动底基层，在第一遍静压时，倒车后尽量原路返回，换挡位置应在已压好的段落上，在未碾压的一头换挡倒车位置错开，形成齿状（见图一），出现个别拥包时，配工人进行铲平处理。当进行下一段的碾压时，应先消除已压实部分与未碾压段落的齿状接头部分（见图二）。

路基中线

碾压顺序 路基边线
（图一）

路基中线

已经压实 尚未碾压

路基边线
压路机轨迹 （图二）
（6）、碾压要在水泥初凝前及试验确定的延迟时间内完成，并达到要求的压实度，同时没有明显的轮迹。为保证底基层边缘强度，两侧应多压2～3遍。
（7）、碾压结束后，试验人员立即用灌砂法检测压实度是否合格，同时，测量人员用水准仪测出松铺控制点位置处的下承层高程H1, 松铺高程H2, 压实后高程H3，并计算出松铺系数：
松铺系数=（H2－H1）/（H3－H1）
2.11 接缝处理
在水泥稳定碎石施工中，每个工作日结束或因故造成施工中断时间超过容许延迟时间时，应将摊铺机驶离摊铺层末端设置横向施工接缝。横向施工接缝处理的好坏直接影响到该处底基层的平整度、压实度和强度。施工接缝的处理方法如下：采用切割机垂至于路面中心线切至已经压实的平整、密实部位，将切割后的松散材料清理干净方可继续摊铺。
2.12养生及交通管制
水泥稳定碎石底基层在碾压完成并经压实度检查合格后，立即进行养生。养生采用无纺土工布覆盖在碾压完成的底基层顶面，待水泥终凝时间过后，再洒水养生，每隔2—4小时洒水一次，保持底基层处于湿润状态。养生期不少于7天，并设专人负责。养生期内，除洒水车外，严禁其他车辆通行。养生期结束后，表面及时清理干净，并尽快进行下层施工，以防干缩开裂。
九、检测
1、压实度
采用灌砂法检测，在碾压过程中，振动碾压第1遍后压实度为93.4％、第2遍后压实度为94.4％、第3遍后压实度为95.4％、第4遍后为97. 6%、第5遍后为98.6％，检测结果见附表。碾压过程中，自XSM220振动压路机开强振碾压开始，每碾压一遍均检测压实度，观察压实度增长情况，压实度检测结果见下表：

测点号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
均值
初压压实度%
90.9
93.1
90.8
90.5
92
92.3
90.8
91
93.4
91.6
强振第一遍压实度%
92.6
93.4
93.8
92.7
94
93.8
94.2
93.6
92.9
93.4
强振第二遍压实度%
94.1
93.9
94.3
94.5
95.3
93.9
93.9
94.5
95.3
94.4
强振第三遍压实度%
95.3
96.3
95.8
96
95.7
94.7
95.2
94.9
95.4
95.4
强振第四遍压实度%
97.8
97.7
98.4
96.9
98.7
98.2
97.9
96.7
96.8
97.6
强振第五遍压实度%
98
98.3
98.7
99.2
99.5
99.8
98.2
98.4
97.9
98.6
由上表数据可以看出，按上述碾压工艺，在XSM220振动压路机强振碾压5遍以后，各测点压实度均已达到98%的要求，证明该碾压工艺可以满足技术规范要求，为了保证压实度的稳定性，我们决定采用XSM220振动压路机强振碾压6遍。
2、松铺系数
摊铺前、碾压前及碾压第6遍结束后测量一次布控点的高程，最后测量碾压终了时的高程，求得底基层摊铺最终的松铺系数为1.285，检测数据见附表。
试铺过程中按松铺系数测点布置图所示点位，分别用水准仪测量每一点位的下承层高程、松铺高程、碾压后高程，逐点计算松铺厚度和压实厚度，最终得到各测点的松铺系数。本次试铺共测量了20个测点的松铺系数，其算术平均值即作为本次试铺实测的松铺系数，用于指导大面积施工。具体实测数据见下表：
松铺系数测量数据一览表
测点号
桩号
距中桩距离m
下承层高程m
松铺高程m
压实后高程m
松铺厚度cm
压实厚度cm
松铺
系数
1
K45+090
2
112.435
112.718
112.695
28.3
22.4
1.263
2
K45+090
5
112.373
112.651
112.591
27.8
21.8
1.275
3
K45+090
8
112.314
112.576
112.513
26.2
20
1.310
4
K45+090
11
112.248
112.473
112.419
22.5
17.1
1.315
5
K45+110
2
112.193
112.491
112.414
29.8
22.1
1.348
6
K45+110
5
112.093
112.411
112.339
31.8
24.6
1.292
7
K45+110
8
112.069
112.326
112.272
25.7
20.3
1.296
8
K45+110
11
111.994
112.246
112.189
25.2
19.5
1.292
9
K45+120
2
112.101
112.384
112.317
28.3
21.6
1.310
10
K45+120
5
112.010
112.312
112.246
30.2
23.6
1.279
11
K45+120
8
111.950
112.231
112.165
28.1
21.5
1.306
12
K45+120
11
111.868
112.145
112.080
27.7
21.2
1.306
13
K45+130
2
112.012
112.285
112.237
27.3
22.5
1.231
14
K45+130
5
111.914
112.209
112.144
29.5
23
1.282
15
K45+130
8
111.827
112.105
112.037
27.8
21
1.323
16
K45+130
11
111.762
112.018
111.955
25.6
19.3
1.326
平均值

27.425
21.343
1.285
根据上表总结的松铺系数为1.285，底基层厚度20cm，则今后施工中
底基层的松铺厚度控制值为25.7cm。
3、高程
高程检测按每10m一个断面，共取15个断面，每个断面测量4个点，分别测量距中线2m、5m、8m和11m，合格率为93. 3%。后附《高程检测表》
4、平整度
采用3m直尺连续十尺，检测数据均小于12mm。后附《平整度检测表》
5、取芯
在施工5天后取芯4个，芯样完整，平均厚度21.25cm，最大22 cm、最小20.5cm。
6、强度
施工7天后无侧限抗压强度水泥剂量3.5%为4.4Mpa、5 .2Mpa。后附《强度检测表》
7、水泥剂量
施工时采用3.5%水泥剂量，检测平均值为3.7％。
十、试验段成果
1、确定用于施工的混合料的施工配合比为：10-30mm碎石:10-20mm碎石:5-10mm米石:石屑=17:28:27:28 ；水泥与集料设计配比为3.5:100，施工时控制在3.7:100。
2、确定混合料的松铺系数为1.285，松铺厚度为25.7cm，摊铺机自振频率控制在50Hz。
3、确定摊铺机合理的工作速度为1.7m/min。
4、确定机械组合为2台水泥稳定碎石摊铺机、2台22T单钢轮振动压路机、1台RP603胶轮压路机的组合类型（1台22T单钢轮振动压路机备用）。
5、确定合理的碾压顺序是22T单钢轮振动压路机先关闭振动静压1遍，然后再振动碾压6遍，最后胶轮压路机碾压2遍收面。
6、确定混合料最佳含水量为5.0％，施工时含水量控制在最佳含水量＋1％之间。
7、确定施工容许延迟时间不宜超过6小时。
十一、存在问题及处理方法
1、局部侧模固定不牢固导致底基层边缘有少量移位现象，线形不够顺畅，解决办法是加密支撑模板的地钉以增加模板支撑。
2、拌和站第一车成品料水泥剂量不均，在生产过程中发现拌和站重新开机时，往往第一车成品料水泥剂量不均，原因是骨料传送快，而水泥输送器反应较慢，造成成品料水泥剂量偏低。解决办法是在送料时，先送水泥，再送骨料。不合格成品料作报废处理。
3、拌和站第一车成品料含水量不均，解决办法是1：试验室派人查看第一车料的含水量2：拌和机卸料时，运输车前后移动，使料在车底铺开。
4、施工过程中，混合料的含水量应高于最佳含水量＋1％之间，运输时防止车辆颠簸，避免混合料离析，并用毡布加以覆盖以减少混合料水分散失。严禁含水量高于最佳含水量2％，一是防止缩裂，二是粘轮，造成碾压面局部松散，三是防止在碾压过程中，由于含水量过大，表面提浆过多，底基层下部缺浆，造成取芯下部松散，即“上光下散”。解决办法是实验室严格控制含水量，不合格成品料作报废处理。
5、摊铺机起步时厚度与标高不太好，由于摊铺机刚起步时没有走标高线，造成厚度与平整度不好，解决办法是摊铺机开始行走时即走标高线，并用3米平整度尺控制平整度，发现问题人工及时修整。