市政道路及公路工程水泥穩(wěn)定土基層和底基層施工工藝與技術(shù)方案

市政道路及公路工程水泥穩(wěn)定土基層和底基層施工工藝與技術(shù)方案1.5.1適用范圍適用于新建和改建高速公路和一級公路水泥穩(wěn)定土鋪筑的基層和底基層施工。水泥穩(wěn)定土包括：水泥土、水泥砂、水泥石屑、水泥碎石、水泥砂礫等。1.5.2施工準備1.5.2.1技術(shù)準備設(shè)計施工圖、設(shè)計說明及其他設(shè)計文件已經(jīng)會審。施工方案審核、批準已完成。施工技術(shù)書面交底已簽認完成?；鶎佑昧蠙z驗試驗合格?；謴椭芯€，直線段每20m設(shè)一中樁，平曲線段每10m～15m測設(shè)一中樁，同時測放攤鋪面寬度，并在攤鋪面每側(cè)200mm～500mm處安放測墩，同時測設(shè)高程。攤鋪應采用雙基準線控制，基準線可采用鋼絲繩或鋁合金導梁，高程控制樁間直線段宜為20m，曲線段宜為10m。當采用鋼絲繩作為基準線時，應注意張緊度，200m長鋼絲繩張緊力不應小于1000N。1.5.2.2材料要求土：對土的一般要求是易于破碎，滿足一定的級配，便于碾壓成型。高速公路工程上用于水泥穩(wěn)定層的土，通常按照土中組成顆粒(包括碎石、礫石和砂顆料，不包括土塊或土團)的粒徑大小和組成，將土分為下列三種：細粒土：顆粒的最大粒徑小于9.5mm，且其中小于2.36mm的顆粒含量不小于90%(如塑性指數(shù)不同的各種粘性土、粉性土、砂性土、砂和石屑等)。中粒土：顆粒的最大粒徑小于26.5mm，且其中小于19mm的顆粒含量不少于90%(如砂礫石、碎石土、級配砂礫、級配碎石等)。粗粒土：顆粒的最大粒徑小于37.5mm，且其中小于31.5mm的顆粒含量不小于90%(如砂礫石、碎石土、級配砂礫、級配碎石等)。對于高速公路和一級公路，水泥穩(wěn)定土所用的粗粒土和中粒土應滿足下列要求：(1)水泥穩(wěn)定土用作底基層時，組成顆粒的最大粒徑不應超過37.5mm。土的均勻系數(shù)應大于5。細粒土的液限不超過40%，塑性指數(shù)不應超過17。對于中粒土和粗粒土，如土中小于0.6mm的顆粒含量在30%以下，塑性指數(shù)可稍大。實際工作中，宜選用均勻系數(shù)大于10、塑性指數(shù)小于12的土。對于中粒土和粗粒土，其小于0.075mm的顆粒含量和塑性指數(shù)可不受限制。(2)水泥穩(wěn)定土用作基層時，單個顆粒的最大粒徑不應超過31.5mm。土的顆粒組成符合表1-8的規(guī)定。(3)水泥穩(wěn)定土中碎石或礫石的壓碎值應符合下列要求：基層：不大于30%；底基層：不大于30%。有機質(zhì)含量超過2%的土酸性大，不應用于水泥穩(wěn)定土施工。如需采用這種土，必須先用石灰進行處理，悶料一夜后才能使用。硫酸鹽含量超過0.25%的土禁止使用。3.水泥1品種：普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥都可用于水泥穩(wěn)定土，快硬水泥、早強水泥以及其他特種水泥不應使用。水泥應有出廠合格證和質(zhì)量證明文件，進場后應取樣復試合格后使用。2水泥初、終凝時間：宜選用初、終凝時間較長的水泥以適應工藝要求，一般要求初凝時間大于3h和終凝時間大于6h的水泥。3強度等級：宜采用強度等級為42.5級的水泥或品質(zhì)穩(wěn)定的強度等級為32.5級的水泥。水：飲用水(含牲畜飲用水)均可用于水泥穩(wěn)定土施工。1.5.2.3機具設(shè)備主要機械及儀器、檢測設(shè)備：灰土攪拌機、攤鋪機、鏟車、自卸汽車、振動壓路機、膠輪壓路機、水車、全站儀、經(jīng)緯儀、水準儀、鉆芯機、彎沉儀、3m靠尺。一般機具：測墩、3mm或5mm直徑鋼絲繩、倒鏈、鋼釬、鋁合金導梁、試驗設(shè)備等。1.5.2.4作業(yè)條件水泥穩(wěn)定土的下承層已施工完畢并交驗。表面應平整、堅實，各項檢測必須符合有關(guān)規(guī)定。檢測項目包括壓實度、彎沉、平整度、縱斷高程、中線偏差、寬度、橫坡度、邊坡等。路肩處理：在路塹式斷面的路段，兩側(cè)路肩上每隔5m～10m距離交錯開挖泄水溝；在路堤斷面的路段，當路肩用料與穩(wěn)定層用料不同時，應采取培路肩措施，先將兩側(cè)路肩土培好。路肩料層的壓實厚度應與穩(wěn)定土層的壓實厚度相同。在路肩和邊坡上，每隔5m～10m距離交錯開挖泄水溝。1.5.3施工工藝1.5.3.1工藝流程混合料配合比設(shè)計→原材料試驗→室內(nèi)混合料配合比試驗→調(diào)試拌合機→混合料拌和→運混合料→攤鋪→碾壓→接縫→養(yǎng)生1.5.3.2操作工藝1.混合料配合比設(shè)計水泥穩(wěn)定土的混合料組成設(shè)計的6d保濕養(yǎng)生及1d浸水抗壓強度應滿足：高速公路基層3～5MPa；高速公路底基層1.5～2.5MPa，具體強度依設(shè)計要求。通過試驗選取最適宜于穩(wěn)定的土，確定水泥劑量、最佳含水量和摻合料的比例。2.原材料試驗土和集料：顆粒分析、液限和塑性指數(shù)、相對密度、重型擊實試驗、碎石或礫石的壓碎值試驗、有機質(zhì)含量(必要時做)、硫酸鹽含量(必要時做)。改善級配的調(diào)整試驗：對級配不良的碎石、碎石土、砂礫、砂礫土、砂等摻加某種土或集料改善其級配的調(diào)整試驗。水泥的強度等級、安定性、標準稠度用水量及初終凝時間試驗結(jié)果應滿足水泥穩(wěn)定土對原材料的品質(zhì)要求。3.室內(nèi)混合料配合比試驗制備同一種土樣、不同水泥劑量的水泥穩(wěn)定土混合料，以水泥重量占全部集料和土的干重的百分比表示。1)做基層用：穩(wěn)定中粒土和粗粒土：一般為3％、4％、5%、6％、7％；強度要求較高時為4％、5％、6％、7％、8％；穩(wěn)定塑性指數(shù)小于12的細粒土：5%、7％、8%、9％、11％；穩(wěn)定其他細粒土：8％、10％、12％、14％、16％。2)做底基層用：穩(wěn)定中粒土和塑性土：3％、4％、5％、6％、7%；穩(wěn)定塑性指數(shù)小于12的細粒土：4％、5％、6％、7％；穩(wěn)定其他細粒土：6％、8％、10％、12％。在能估計合適劑量的情況下，可以將五個不同劑量縮減到三或四個。通過擊實試驗確定各種混合料的最佳含水量和最大干密度，至少應做三個不同水泥劑量混合料的擊實試驗，即最小劑量、中間劑量和最大劑量。其他兩個劑量混合料的最佳含水量和最大干密度可用內(nèi)插法確定。按工地預定達到的壓實度，分別計算不同水泥劑量的無側(cè)限抗壓強度試件應有的干密度。試件干密度=擊實試驗所得最大干密度×現(xiàn)場要求壓實度。按最佳含水量和計算所得的干密度制備強度試驗的試件。試件的最少試驗數(shù)量應符合表1-9的規(guī)定。如試驗結(jié)果的偏差系數(shù)大于表中規(guī)定的值，則應重做試驗，并找出原因，加以解決。如不能降低偏差系數(shù)，則應增加試驗數(shù)量。無側(cè)限抗壓強度試驗：試件在規(guī)定的養(yǎng)生溫度下保濕養(yǎng)生6d、浸水1d后，進行無側(cè)限抗壓強度試驗。規(guī)定的養(yǎng)生溫度為：冰凍地區(qū)20±2℃；非冰凍地區(qū)25±2℃。計算強度試驗結(jié)果的平均值和偏差系數(shù)Cv。根據(jù)強度標準選定合適的水泥劑量。該水泥劑量試件室內(nèi)試驗結(jié)果的平均抗壓強度應符合下式要求：R≥Rd／(1-ZaCv)(1-1)式中：Rd——設(shè)計抗壓強度；Cv——試驗結(jié)果的偏差系數(shù)(以小數(shù)計)；Za——標準正態(tài)分布表中隨保證率(或置信度a)而變的系數(shù)，高速公路、一級公路應取保證率95%，此時Za=1.645。工地實際水泥劑量應略高于試驗劑量。工地實際采用的水泥劑量應比室內(nèi)試驗確定的劑量多0.5%～1.0％。采用集中廠拌法施工時，可只增加0.5％。為保證拌和的均勻性應取最小劑量。當混合料組成設(shè)計所確定的水泥劑量小于最小劑量(表1-10)要求時，應取最小劑量。延遲時間對混合料強度和所達到的干密度的影響：從加水拌和到碾壓終了的延遲時間對混合料強度和所達到的干密度有明顯的影響。在進行混合料配合比設(shè)計時，混合料拌和后每隔2h取樣進行重型擊實試驗，并制作無側(cè)限抗壓強度試件。即拌和后相隔0h、2h、4h、6h、8h分別做擊實試驗確定最大干密度和制作無側(cè)限抗壓強度試件，確定現(xiàn)場最遲碾壓時間。調(diào)試拌合機在正式拌制混合料之前，必須先調(diào)試所用的設(shè)備，通過篩分檢查混合料的顆粒組成，并測定混合料含水量，使混合料顆粒組成及含水量達到規(guī)定的要求。若原集料的顆粒組成發(fā)生變化時，應重新調(diào)試設(shè)備。混合料拌和配料應準確，拌和應均勻，應根據(jù)集料和混合料含水量的大小，及時調(diào)整加水量。拌和前反復調(diào)試好機械，以使拌合機運轉(zhuǎn)正常，拌和均勻。各成分拌和按比例摻配，并以重量比加水，拌和時加水時間及加水量應進行記錄。隨時抽查混合料的級配及集料的級配。拌和時混合料的含水量宜大于最佳含水量1％～2％，并根據(jù)天氣狀況及運輸距離的遠近調(diào)整含水量，使混合料運到現(xiàn)場攤鋪后碾壓時的含水量大于最佳含水量，以補償后續(xù)工序的水分損失；施工現(xiàn)場實際采用的水泥劑量比室內(nèi)試驗所確定的劑量適當增加，一般不少于0.5％，最多不超過1%。在拌和過程中隨時采用EDTA曲線法抽測水泥劑量，拌和完成的混合料應無灰團、色澤均勻，無離析現(xiàn)象。運混合料拌和好的混合料要盡快運到現(xiàn)場進行攤鋪，從第一次在拌合機內(nèi)加水拌和到現(xiàn)場壓實成型的時間不得超過延遲時間。當運距較遠時，車上的混合料應加以覆蓋以防運輸過程中水分蒸發(fā)，保持一定的裝載高度以防離析。運輸混合料的自卸車，應避免在未達到養(yǎng)生強度的鋪筑層表面上通過，以減少車轍對已碾壓成型的穩(wěn)定層造成損壞。.攤鋪確定松鋪系數(shù)：根據(jù)不同的機械和材料，正式施工前應鋪筑試驗路段，確定松鋪系數(shù)。通過試驗路段檢驗所采用的施工設(shè)備能否滿足上料、拌和、攤鋪和壓實的施工工藝、施工組織，以及一次碾壓長度的適應性等。試驗路段擬采用不同的壓實厚度，測定其干密度、含水量及使混合料達到合格壓實度時的壓實系數(shù)、壓實遍數(shù)、壓實程序的施工工藝。如下承層是穩(wěn)定細料土，應先將下承層頂面拉毛，再攤鋪混合料。當水泥穩(wěn)定土需分兩層施工時，在鋪筑上層前，應當在下層表面先撒薄層水泥或水泥凈漿。在鋪筑上層穩(wěn)定土之前應根據(jù)下承層濕潤情況灑水，始終保持下承層表面濕潤。應采用瀝青混凝土攤鋪機或穩(wěn)定土專用攤鋪機攤鋪混合料，在攤鋪機后面設(shè)專人消除粗細集料離析現(xiàn)象，特別應該鏟除局部粗集料“窩”，并用新拌混合料填補。拌合機與攤鋪機的生產(chǎn)能力應互相匹配。攤鋪機宜連續(xù)作業(yè)，拌合機的總產(chǎn)量宜大于400t／h。如拌合機生產(chǎn)能力較小，攤鋪機攤鋪混合料時，應采用最低速度攤鋪，減少攤鋪機停機待料的情況。根據(jù)路幅寬度確定攤鋪機組合個數(shù)，在兩個以上的攤鋪機進行攤鋪作業(yè)時，應保持攤鋪機前后相距5m～10m，并對攤鋪混合料同時進行碾壓。.碾壓攤鋪后，當混合料的含水量略高于最佳含水量時，應立即展開壓實工作。碾壓分初壓、復壓、終壓。初壓時，采用輕型壓路機配合輪胎式振動壓路機，對結(jié)構(gòu)層在全寬內(nèi)進行碾壓，先靜壓一遍。復壓時，采用重型壓路機加振碾壓，在碾壓過程中測定壓實度，直到達到規(guī)定的壓實度為止。終壓時，采用輕型壓路機，靜壓一遍。碾壓完一般需6～8遍。直線段由兩側(cè)向中心碾壓，曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓，每道碾壓應與上道碾壓相重疊300mm，使每層整個厚度和寬度完全均勻壓實。壓路機的碾壓速度，頭兩遍以采用1.5～1.7km／h為宜，以后宜采用2.0～2.5km／h。壓實后表面應平整，無輪跡或隆起、裂紋搓板及起皮松散等現(xiàn)象。水泥穩(wěn)定層宜在水泥初凝前并應在試驗確定的延遲時間內(nèi)完成碾壓，并達到要求的壓實度。碾壓過程中，水泥穩(wěn)定層表面應始終保持濕潤。碾壓過程中，如有“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象，應及時翻開重新拌和(加適量的水泥)或用其他方法處理，使其達到質(zhì)量要求。分層施工時，分層厚度的確定與碾壓機具有關(guān)。用20t以上輪胎式振動壓路機碾壓時，每層的壓實厚度不應超過200mm。壓實厚度超過200mm時，應分層鋪筑，每層的最小壓實厚度為100mm。分層攤鋪時，下層宜稍厚。應嚴格控制水泥穩(wěn)定層壓實厚度和高程，其路拱橫坡應與路面面層一致，水泥穩(wěn)定層施工時嚴禁用薄層貼補法進行找平。.接縫橫向接縫要求1)攤鋪機攤鋪混合料時，不宜中斷。如因故中斷時間超過2h，應設(shè)置橫向接縫。2)設(shè)置橫向接縫時，攤鋪機應駛離混合料末端。人工將末端含水量、高程、厚度、平整度合適的混合料修整整齊，緊靠混合料放兩根方木，方木的高度應與混合料的壓實厚度相同。方木的另一側(cè)用砂礫或碎石回填約3m長，其高度應稍許高出方木高度。將混合料碾壓密實。在重新開始攤鋪混合料之前，將砂礫或碎石和方木除去，并將下承層頂面清掃干凈。攤鋪機返回到已壓實層的末端，重新開始攤鋪混合料。3)如攤鋪中斷后未按上述方法處理橫向接縫，且中斷時間已超過延遲時間，應將攤鋪機附近及其下面未經(jīng)壓實的混合料鏟除，并將已碾壓密實且高程和平整度符合要求的末端挖成與路中心線垂直并垂直向下的斷面，然后再攤鋪新的混合料。縱向接縫處理：原則上應避免縱向接縫。若分兩幅攤鋪時，宜采用兩臺攤鋪機一前一后相隔約5m～10m同步向前攤鋪混合料，并一起進行碾壓。養(yǎng)生每一施工段碾壓完成并經(jīng)壓實度檢查合格后，應立即開始養(yǎng)生。水泥穩(wěn)定土層分層施工時，下層水泥穩(wěn)定土碾壓完后，若采用重型振動壓路機進行上層碾壓作業(yè)時，其下層水泥穩(wěn)定土層應養(yǎng)生7d后鋪筑上層水泥穩(wěn)定土。養(yǎng)生方法宜采用砂層保護法進行養(yǎng)生，砂層厚度宜為70mm～100mm。砂鋪勻后，應立即灑水，并在整個養(yǎng)生期間保持砂的潮濕狀態(tài)。不得用濕粘性土覆蓋。養(yǎng)生結(jié)束后，必須將覆蓋物清除干凈。對于基層，也可采用瀝青乳液進行養(yǎng)生。瀝青乳液的用量按0.8～1.0kg／m2(指瀝青用量)選用。瀝青乳液宜分兩次噴灑：第一次噴灑瀝青含量約35%的慢裂瀝青乳液，使其能稍透入基層表層。第二次噴灑濃度較大的瀝青乳液。如不能避免施工車輛在養(yǎng)生層上通行，應在乳液分裂后撒布3mm～8mm的小碎(礫)石，做成下封層。無上述條件時，也可用灑水車經(jīng)常灑水進行養(yǎng)生。每天灑水的次數(shù)應視氣候而定。整個養(yǎng)生期間應始終保持穩(wěn)定土層表面潮濕。交通控制：在養(yǎng)生期間未采用覆蓋措施的水泥穩(wěn)定土層上，除灑水車外，應禁止一切其他機械車輛通行。在采用覆蓋措施的水泥穩(wěn)定土層上，不能封閉交通時，應限制車速不得超過30km／h，禁止重車通行。1.5.3.3季節(jié)性施工1.水泥穩(wěn)定土施工宜在春末或夏季組織施工，施工期間的最低氣溫應在5℃以上，并保證在凍前半月至一個月完成，以防凍融破壞。2.在雨季施工水泥穩(wěn)定土結(jié)構(gòu)層時，應特別注意氣候變化，勿使水泥混合料遭雨淋。并采取措施排除表面水，勿使運到路上的集料過分潮濕，避免降低水泥穩(wěn)定土強度。1.5.4質(zhì)量標準1.5.4.1基本要求1土和粒料應符合設(shè)計和施工規(guī)范要求，土塊應經(jīng)粉碎，并應根據(jù)當?shù)亓显催x擇質(zhì)堅干凈的粒料。2水泥用量應按設(shè)計要求控制準確。3攤鋪時注意消除離析現(xiàn)象。4混合料應處于最佳含水量狀況下，用重型壓路機碾壓至要求的壓實度。5碾壓檢查合格后應立即覆蓋或灑水養(yǎng)生，養(yǎng)生期應符合規(guī)范要求。1.5.4.2實測項目。見表1-11