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标题: 水泥稳定碎石基层试验段各项参数的计算与应用 [打印本页]

作者: zgb850402 时间: 2011-2-27 21:48 标题: 水泥稳定碎石基层试验段各项参数的计算与应用

二、水泥稳定碎石基层混合料的拌和
2．1、级配控制
水泥稳定碎石的拌和采用WDB500型拌和设备，拌和按照振动击实确定的设计配合比（10-30碎石：10-20碎石：5-10碎石：0-5碎石＝22：25：25：28，（水泥：矿料=3.5：100），最佳含水量4.6％，最大干密度2.50g/cm3）进行拌和，经拌和的成品混合料筛分结果如下（见下表）：
水泥稳定碎石成品料筛分检测结果
筛孔直径（mm） 31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075
规范要求 100 90-100 75-85 47-59 29-40 17-27 8-16 0-5
通过量（试样重5000g） 100 100 84.3 52.6 32.0 23.2 12.9 2.9
通过量（试样重6220g） 100 100 83.9 51.8 33.2 22.5 13.4 3.1
通过量（试样重6350g） 100 100 84.6 54.3 31.9 20.9 11.9 2.4
2．2、水泥剂量控制
拌和机采用连续供料，连续拌和的方式进行，拌缸长3米，经试验段确定每锅（每批粗、细集料自进入拌缸至拌和完毕出拌缸的时间为一锅）混合料的拌和时间为15秒，考虑到设计配合比在拌和时有损耗及不均匀，实际水泥用量应比设计高，实际操作按照3.7%控制。实际检测结果见下表：
水泥稳定碎石成品料水泥剂量检测结果（见EDTA滴定法）
试样编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 施工控
制标准
水泥剂量（%） 3.8 4.0 3.8 3.7 3.5 3.7 3.6 3.7 3.8 3.6 3.7
2．3、含水量控制
加水量根据每盘料的用量计算出每盘的用水量，然后通过控制流水的单位流量确定每锅混合料的供水量，经试验段确定供水的单位流量为2.0kg/s时,拌出的混合料含水量能够达到最佳含水量4.6%。实际检测结果见下表：
水泥稳定碎石成品料含水量检测结果
试样编号 1 2 3 4 5 施工控
制标准
含水量（%） 4.3 4.7 4.6 5.0 4.2 4.6
由于试验段施工当天气温较低，且运距较短，故不必考虑含水量损失。在日后施工过程中，当遇到天气温较高，且运距较远时要考虑确保含水量略大于设计含水量的1%-2%。
通过对水泥稳定碎石级配筛分、水泥剂量以及含水量的检测，证明拌和设备计量准确，运转正常，事先确定的拌和工艺合理可行，能够生产出合格的水稳碎石混合料。
三、水泥稳定碎石基层混合料的运输
车辆在拌和机出料口装料时，前后移动分三次装料，较好地避免了混合料在装料过程中引起的离析。
施工过程中，统计数据如下：
G:拌和站产量约500t/h；
C:运料车核准载量25t；
t1:装料时间以及等待装料时间4min（装料）+4min×2辆车（等待装料时间）=12min；
t2: 摊铺时间以及等待摊铺时间4min（摊铺）+4min×2辆车（等待摊铺时间）=12min；
t3:从拌和站至摊铺现场的往返时间：[3km(运距)÷15km/h（车速）×60](去程时间)+ [3km(运距)÷50km/h（车速）×60](返程)=15.6min；
t= t1+ t2+ t3=12+12+15.6=39.6min；
K：调整系数1.1-1.2。
通过n=K•t/T T=60C/G公式，计算出运料车数量n为11辆车。
实践证明，运料车数量基本能够保证拌和的混合料及时运出以及铺筑现场摊铺机的连续作业。
四、水泥稳定碎石混合料的摊铺
施工前首先对水稳砂砾底基层顶面进行检查清扫，使其顶面平整、坚实，并具有规定的路拱，无任何松散材料，平整度和压实度符合规范要求。
按照放样位置支设模板，单块模板长4米，每一模板设三处支撑点（模板两端各设一支撑点，模板中部设一支撑点），确保模型牢固不变形。
然后进行清扫洒布水泥浆，首先按照1.0kg/m2的用量计算每袋水泥的撒布面积为50m2（既每4.2米撒布一袋水泥），然后摆放并人工均匀洒布，最后水车进行洒水湿润，对于局部不均匀的人工及时刷均匀，确保层间结合良好。此项工序完成并经监理确认后，开始进行摊铺。
摊铺设备采用RP系列751W型摊铺机。摊铺采用钢丝绳引导的高程控制方式。经摊铺机初步夯实的摊铺层符合施工规范要求，摊铺后的压实度平均可以达到74.5%（具体检测指标见下表），能够满足施工要求。
水泥稳定碎石基层松铺压实度检测结果（见试验室压实度检测数据）
检测位置 LK10+650 LK10+680
行车道超车道行车道超车道
压实度（%） 74.0 74.8 73.2 73.6
检测位置 LK10+710 LK10+740
行车道超车道行车道超车道
压实度（%） 78.0 74.4 74.0 73.6
检测位置 LK10+770 LK10+800
行车道超车道行车道超车道
压实度（%） 75.2 74.4 73.6 74.4
检测位置 LK10+830
行车道超车道行车道超车道
压实度（%） 74.8 75.2
摊铺工艺为：摊铺前清扫洒水湿润并洒布水泥浆→摊铺机就位→运料车卸料→螺旋送料器送料→高强压夯实（偏心振捣器捣实）。
摊铺速度的计算
V=Q/60bhy
式中，V-摊铺速度，m/min；
Q-混合料供应能力，t/h；
b-摊铺宽度，m；
h-摊铺厚度，m；
y-混合料的容重，t/m3.
通过上式计算可以得出，摊铺速度为1.4m/min（拌合站产量为400 t/h，摊铺宽度为11.78 m，摊铺厚度为0.16 m，混合料的容重位2.5 t/m3），两台摊铺机的夯锤统一开到五档，两台摊铺机的前后间距在10米左右。
另外结合施工的实际情况，在摊铺机外侧增加侧挡板，有效地防止了两侧混合料的离析问题。
五、水泥稳定碎石混合料的压实
5．1、在混合料的碾压过程中，采取三种不同的碾压方案，具体碾压工艺及段落划分如下：
LK10+620-LK10+710段采用A方案：
初压：YZ18型振动压路机前进静压、后退振动一遍；
复压：CA602型振动压路机往返振动一遍；
XSM220型振动压路机往返振动一遍；
CA602、XSM220型振动压路机再依次振动各一遍；
YZ18型振动压路机静压一遍；
终压：XP260型胶轮压路机终压一遍。
压路机的碾压速度(km/h)为：
压路机类型初压复压终压
振动压路机 1.6（静压） 2.0（振动）
胶轮压路机 2.0
LK25+710-LK25+850段采用B方案：
初压：XSM220型振动压路机前进静压、后退振动一遍；
复压：CA602型振动压路机振动碾压一遍；
   XSM220型振动压路机振动碾压一遍；
   XP260型胶轮压路机静压一遍；
   CA602型振动压路机振动碾压一遍；
   XSM220型振动压路机振动碾压一遍；
YZ18型振动压路机静压弱振一遍；
终压：XP260型胶轮压路机终压一遍。
压路机的碾压速度(km/h)为：
压路机类型初压复压终压
振动压路机 1.6（静压） 2.0（振动）
胶轮压路机 2.0
5．2、压实度检测结果见下表所示：
水泥稳定碎石基层压实度检测结果
碾压遍数及组合振动
第二遍振动
第四遍振动
第五遍振动
第六遍碾压
方案碾压过程描述
LK10+650 行车道 92.4 96.4 98.8 A
方案

对于局部因含水量较大引起的粘轮，及时对碾压轮进行清除，并通知拌和站注意观测并适时调整含水量。
结合施工现场的具体情况，本着经济有效的原则，压路机每次错轮控制在30-40cm。
终压完成后，基层表面未出现明显轮迹，也未出现表面碎石被压碎的问题。
基层边部采用LTC08型小型压路机碾压，较好地解决了边部压实问题。
超车道 92.0 97.6 98.8
LK10+680 行车道 93.6 96.4 98.8
超车道 93.6 97.3 98.4
LK10+710 行车道 92.0 97.2 98.8
超车道 91.6 97.9 99.0
LK10+740 行车道 91.6 96.0 98.4 99.6 B方案
超车道 91.6 96.0 98.4 99.6
LK10+770 行车道 91.6 95.6 97.2 99.6
超车道 91.2 95.0 97.3 99.6
LK10+800 行车道 91.6 95.6 97.6 99.2
超车道 91.6 95.5 97.0 98.6
LK10830 行车道 92.0 95.6 97.0 99.1
超车道 91.2 96.4 98.0 98.9
结  论通过对A、B、两种方案的实施、检测，由上表中数据可判定A方案优于B方案。计划将A方案应用于今后的大面积施工。
5．3、平整度控制
在施工过程中，碾压段分别按90米（分两段进行碾压）都采用A方案，140米（分三段进行碾压）都采用B方案进行。碾压过程中，压路机在停机处会产生轻微推移，人工及时对推移处进行铲平修补，设专人采用3米直尺对平整度进行实时监控，对于不合格的部位人工及时修复，压路机对修复部位及时碾压，确保了平整度指标的合格。具体平整度检测结果见下表所示：
检测桩号检测结果（mm）规定值
（mm）
起讫 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
LK10+700 LK10+730 7.0 4.0 2.0 3.0 4.0 6.0 3.0 2.0 5.0 3.0 8
LK10+760 LK10+790 4.0 5.0 7.0 2.0 6.0 3.0 1.0 4.0 5.0 2.0
LK10+810 LK10+840 2.5 3.0 4.0 1.0 5.0 4.0 3.5 2.0 3.0 4.0
根据压实度及平整度检测结果，确定碾压段长度为50米。
六、水泥稳定碎石基层的养护
水泥稳定碎石基层采用土工布覆盖洒水养生法，养生期为七天，由于试验段铺筑完成后七天内温度普遍较低，养生期前四天为防止表层的水泥被冲刷掉，每天上午、下午洒水各一遍，养生期的后三天，每天上午、下午洒水各两遍。在养生期间基层表面始终保持了一定的湿度，未发生表皮干燥现象。
养生期间，严禁施工车辆以外的任何车辆通行。
经过养护，7d强度指标均满足设计强度4.5 MPa的要求，具体结果见下表所示：
强度指标检测结果设计值（MPa）
室内试件强度强度平均值5.4MPa 概率值5.0MPa 偏差系数4.9% 4.5
钻芯强度 5.2MPa 5.0MPa 5.9MPa 5.6MPa
七、松铺系数的确定（见下页表）
松铺系数确定表
桩号松铺系数桩号松铺系数备注
LK10+660 1.33 LK10+740 1．28       表中各点的松铺系数取3m、7m、11m的平均值。
LK10+670 1.30 LK10+750 1．3
LK10+680 1.28 LK10+760 1．31
LK10+690 1.30 LK10+770 1．31
LK10+700 1.27 LK10+780 1．29
LK10+710 1.31 LK10+790 1．31
LK10+720 1.28 LK10+800 1．28
LK10+730 1.29
松铺系数总平均值 1.30
从表中可知，松铺系数为1.30，在今后进行基层施工将按此数据进行控制。
八、人员配备
在试验段的施工过程中，共配备现场管理人员2名，技术人员2名，
质检员3人，试验员7人，机械操作手16人，主要劳力47人。
经过试验段的铺筑，各种人员都能够熟悉掌握各自岗位的操作技能，能够确保工程的顺利进展。
各操作岗位具体配备人员数量如下：
（1）、水稳拌和站：质检员1人，试验员1人，拌和站操作手2人，装载机操作手3人，主要劳力6人；
（2）、摊铺现场：现场管理人员1名，技术人员2名，质检员1人，试验员1人，机械操作手4人，主要劳力31人。
其中：现场管理人员1名；水准测量挂线配备技术员1名，主要劳力3名；支拆模型配备劳力8名；清扫、洒水泥浆配备劳力5名；摊铺机前指挥倒车、清理摊铺机履带下混合料配备劳力8名；摊铺机摊铺处配备技术员1名，机械操作手4人，主要劳力10人。
（3）、碾压路段配备质检员1人，试验员4人，机械操作手5人，主要劳力2人。
（4）、养护配备机械操作手2人，主要劳力2人。
（5）、试验室配备试验员1人，主要劳力4人。
九、施工机械组合及数量
水稳碎石基层机械投入表
机械名称型号数量单位备注
拌和站 WDB500型 1 套
摊铺机 RP系列751W型 2 台
压路机 XSM220振动压路机 1 台
YZ18振动压路机 1 台
CA602振动压路机 1 台
XP260胶轮压路机 1 台
装载机 ZL50 3 台
运料车解放25t 10 辆
洒水车 10t 2 辆
小压路机 LTC08 1 台
模板 16cm槽钢 300 米
本次试验段铺筑共用机械22台件，经过施工确定上述设备均能满足施工需要。
十．试验段成果
10．1、混合料配合比
10-30碎石：10-20碎石：5-10碎石：0-5碎石＝22：25：25：28，（水泥：矿料=3.5：100），最佳含水量4.6％，最大干密度2.50g/cm3。
经试验段确认，上述级配、最佳含水量以及水泥剂量均能够满足施工需要。
10．2、混合料拌和工艺
拌和机采用连续供料，每锅（每批粗、细集料自进入拌缸至拌和完毕出拌缸的时间为一锅）混合料的拌和时间为15秒，确定供水的单位流量为2kg/s。
经试验段确认，经上述拌和工艺以及加水控制后生产出的混合料级配良好、最佳含水量以及水泥剂量均能够达到设计要求，可以满足设计需要。
10．3、混合料运输
结合拌和站单位产量，运料车载重量、行驶速度，现场摊铺速度、摊铺宽度、摊铺厚度以及水泥稳定碎石的最大干密度，确定共用运输车辆11台，3辆料车在拌和站处等待出料，3-4辆料车在拌和站和摊铺现场的运输途中，每台摊铺机前确保有2-3辆料车等候摊铺。
10．4、混合料摊铺
（1）、水泥浆洒布量：1.0kg/m2；
（2）、摊铺速度：1.4m/min；摊铺机夯锤开至五档；
（3）、松铺系数：1.30；
（4）、拆模时间：碾压完毕12小时后，混合料基本成型，边部不会发生坍落现象，可以进行拆模。
10．5、通过对A、B两种方案的对比，采用A方案的LK10+620-LK10+710段的压实效果优于B方案（具体数据见《水泥稳定碎石基层压实度检测结果》表），决定在今后的施工中采用A方案，具体碾压工艺如下：
初压：YZ18型振动压路机前进静压、后退振动一遍；
复压：CA602型振动压路机往返振动一遍；
XSM220型振动压路机往返振动一遍；
CA602、XSM220型振动压路机再依次振动各一遍；
YZ18型振动压路机静压一遍；
终压：XP260型胶轮压路机终压一遍。
压路机的碾压速度(km/h)为：
压路机类型初压复压终压
振动压路机 1.6（静压） 2.0（振动）
胶轮压路机 2.0

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