水泥穩定碎石振動法配合比設計與施工

□文/張 靜

水泥穩定級配碎石作為路面基層具有強度高、穩定性好、剛性大等特點，因此在我國高等級公路的路面建設中被廣泛應用。雖然其優點很多、使用范圍廣泛，但在工程實踐中也會出現一些問題，比如早期破壞和大量的裂縫。這些問題的發生和水泥劑量過高、壓實度標準偏低、級配不良等有密切關系。以往施工過程中，采用標準擊實和靜壓成型的方法進行配合比設計，這種配合比的結果反映出重型擊實法確定的最佳含水量及最大干密度作為控制施工質量的技術指標已不適用；以靜壓成型的試件物理力學性質與施工中的振動方式不同，不能用其得到的抗壓強度來控制現場質量。根據不斷研究與改進，為模擬現場碾壓方式對材料的作用，采用自上而下振動的振動壓實和成型方法進行試驗，確定材料的最佳含水量、最大干密度及無側限抗壓強度。

工程概況

天津大道為城市快速路，西起外環線，東至中央大道，全長36.745 km，雙向8車道，主線標準段全寬107 m，路面結構為4 cm細粒式瀝青混凝土（AC-13C，SBS改性瀝青，GTM方法設計）+6 cm中粒式瀝青混凝土AC-20C，SBS改性瀝青，GTM方法設計）+8 cm粗粒式瀝青混凝土（AC-25C，A級瀝青，Super pave方法設計）+下封層+18 cm水泥穩定碎石上基層 (≥4.0 MPa/7d，水泥劑量≤4.0%，骨架密實型，振動法設計)+18 cm水泥穩定碎石下基層(≥3.0 MPa/7d，水泥劑量≤3.5%，骨架密實型，振動法設計)+18cm水泥石灰土（4∶8∶88），總厚度72 cm。

配合比設計

原材料

（1）水泥。采用礦渣硅酸鹽水泥，強度等級32.5，經檢測主要指標符合標準要求，見表1。

表1 水泥試驗結果

（2）集料。工程所用的4種集料規格分別為19～31.5 mm、9.5～19 mm、4.75～9.5 mm、0～4.75 mm，經檢測主要指標符合標準，見表2。

表2 集料技術指標

配合比

混合料篩分及配合比設計，見圖1。

圖1 水泥穩定碎石級配曲線

最大干密度及最佳含水量

按照重型擊實和振動擊實的方法分別進行擊實試驗，確定混合料的最大干密度和最佳含水量，見表3。

表3 擊實試驗結果

7 d無側限抗壓強度

按照靜壓成型和振動成型的方法分別進行無側限抗壓強度試驗，試件尺寸為φ15 cm×15 cm，結果見表4。

表4 7 d無側限抗壓強度試驗結果

含灰量標準曲線

按照JTJ 057-94《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》中T0809-94進行含灰量標準曲線檢測，見表5和表6。

表5 上基層4%水泥劑量標準曲線

表6 下基層3%水泥劑量標準曲線

施工控制

按照配合比中的碎石摻配比例、最大干密度、最佳含水量及水泥劑量等技術指標作為水泥穩定碎石層的施工質量控制參數進行施工，見表7和表8。

表7 水泥穩定級配碎石摻配比例

表8 水泥穩定級配碎石主要技術指標

拌和

開機前檢測各種集料的含水量；調整拌和機各料倉皮帶轉速，以保證混合料的顆粒組成最大限度的接近級配中值；水泥劑量隨時取樣檢測；加水拌和均勻，根據具體的天氣情況和各種原材料含水量的變化及時調節拌和樓的加水量，保證施工現場混合料含水量大于最佳含水量1%～2%。

攤鋪

采用2臺ABG423攤鋪機攤鋪，攤鋪機自動找平，采用一側鋼絲繩引導的高程控制方式，依據試驗段得出的松鋪系數1.39，確定虛鋪厚度25 cm，從而確定掛線的高程。2臺攤鋪機并列成梯隊前進，中間搭接寬度為20 cm，2臺攤鋪機前后距離在15 m以內，攤鋪時保持速度一致，攤鋪厚度一致，振動頻率一致，夯錘和振動振級設定為五級。

碾壓

采用2臺振動壓路機在混合料接近最佳含水量時立即碾壓，由兩側路肩向路中心碾壓，3遍強振3遍弱振，然后膠輪壓路機碾壓1遍，最后用3Y18/21壓路機和徐工220壓路機靜壓1遍。嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調頭或急剎車，保證穩定層不受破壞且表面沒有明顯的輪跡。

養護

對已完成碾壓并經壓實度檢測合格后的路段立即進行養護，加蓋土工布，再用灑水車經常灑水。養護期不少于7 d，在養護期間有專人負責限制車輛行駛，除灑水車外，絕對禁止重型車輛行駛。

質量檢測

水泥穩定級配基層的質量檢測：水泥劑量采用ED TA滴定法進行測定；壓實度采用灌砂法檢測；平整度用3 m直尺檢測，各項檢測結果見表9。

表9 質量控制結果

結語

對已完成的天津大道水泥穩定碎石基層進行測試，表面平整、無輪跡或隆起，橫縱斷面正確，滿足設計要求。采用振動法進行配合比設計并施工，對于控制水泥穩定級配碎石層施工質量取得了一定的成效。