一种抗裂性水泥稳定碎石基层施工方法与流程

本发明涉及工程施工领域，特别涉及抗裂性水泥稳定碎石基层施工方法。

背景技术：

随着公路事业快速发展，水泥稳定碎石以其良好的力学性能、板体性、水稳性和抗冻性等优点，被广泛地用于高速公路路面基层。虽然其优点很多，但是水泥稳定碎石基层因其自身的冷缩性、干缩性而产生的裂缝是不可能避免的。而裂缝一旦形成，必然会影响面层、基层的使用性能，给工程留下隐患。而在施工过程当中，集料级配是影响水泥稳定碎石基层强度、干缩性、温缩性及耐久性的最主要的因素，也是混合料组成设计的核心内容。传统的设计采用规范推荐的连续级配形式，在“松排骨架，紧密填充”的设计原则下，尽可能采用接近规范中值的级配，该法的优点是易于压实，但收缩裂纹较多，冻融后表面易松散，并且在施工方存在着施工方式的缺陷，给路面后续过程当中产生大面积裂缝和冻融问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能很好地解决传统出现大面积裂缝及冻融引起的松散问题，抗裂性能明显的提高的水泥稳定碎石基层施工方法。

为解决上述问题，本发明提供一种抗裂性水泥稳定碎石基层的施工方法，包括以下步骤：

步骤a、原材料配置：包括集料、3％～5％水泥和水，其中集料的最大粒径不超过31.5mm，压碎值≤30％，有机质含量≤2％，硫酸盐含量≤0.25％，集料的筛孔尺寸与通过百分比曲线呈“S”形状；

步骤b：混合料的拌合：拌合过程中应随时根据原材料及混合料的含水量和现场施工条件来及时调整水量，使混合料的含水率高于最佳含水量0.5％～1.0％；

步骤c：混合料的运输：运输前对车槽清理干净，从拌合站储料仓向运料车放料时应采取多次放料，先装料车的前部，再装料车的后部，然后装中部；

步骤d：混合料摊铺：在摊铺机熨平板下预先垫上方木垫块，混合料摊铺采用两台摊铺机联合呈梯队方式同步作业，摊铺梯队间距要均匀保持在5～10m之间；

步骤e：混合料碾压：碾压时纵向应重叠1/2轮宽，后轮必须超过两端的接缝处，并在碾压过程当中补撒少量的水；

步骤f：养生：覆盖养生膜或土工布进行保湿养护，使水泥稳定层表面始终保持湿润状态。

通过采用上述技术方案，通过将集料(即水泥稳定碎石)的配料上做相应的改变，使集料的筛孔尺寸与通过百分比曲线呈“S”形状，提高压实混合料的嵌挤度，增加抗裂性，使混合料成为一种互相嵌挤密实的结构。通过科学的配合比设计，合理的摊铺、碾压等机械组配，提高了路面基层的平整度，增强了路面行车的舒适度，且粗集料的增加大大提高了基层表石的粗糙度，这样也有利于沥青面层的结合；并且将水泥含量定在3％～5％，当水泥超过水泥剂量超过了6％时候，温度和干燥收缩的数值就会逐渐的增大。经过大量的试验可以得出，若是水泥的含量处于3％～5％，则其收缩性能差异不大；使混合料的含水率高于最佳含水量0.5％～1.0％，以补偿运输、摊铺及碾压过程中水分损失，并确保混合料在接近最佳含水量时被压实；运输前对车槽清理干净，并且采取多次放料，先装料车的前部，再装料车的后部，然后装中部，有效的解决离析现象；采用两台摊铺机联合同步作业，缩短了摊铺宽度，保证了摊铺厚度，有效避免了摊铺时产生的集料离析现象；碾压和养生操作合理，使最终的路面基层使用年限长，混合料具有更好的水稳性和抗冻性。

作为本发明的进一步的改进，

通过采用上述技术方案，增加了4.75mm以上粗集料的用量，减少细集料含量，使混合料骨架结构更加密实，抗裂型水泥稳定级配碎石材料在满足设计强度要求的情况下，降低了20％～25％的水泥和水用量

作为本发明的进一步的改进，水泥采用强度等级为32.5级或42.5级的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥。

作为本发明的进一步的改进，步骤d中：前一台摊铺机靠路边一侧采用钢丝线引导高程控制方式，靠路中央一侧采用导梁高程控制方式；后一台摊铺机靠已铺层一侧采用拖撬感应高程控制方式，另一侧同样采用钢丝绳引导高程控制的方式。

通过采用上述技术方案，增加了摊铺过程当中的稳定性，通过钢丝线引导高程控制方式、导梁高程控制方式以及后台摊铺机的拖撬感应高程控制方式和钢丝绳引导高程控制的方式相互结合的方式，达到了两台摊铺机相互配合紧密，摊铺过程当中能以缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，提高了平整度。

作为本发明的进一步的改进，在所述步骤d之前先还包括对下承层的准备：

步骤1、清除下承层上的所有浮土、杂物及处理局部路段上的车辙与松软部分；

步骤2、在外侧培土路肩，高度为基层松铺厚度，宽度为50cm，内侧设置钢槽；

步骤3、在经检测合格的底基层上放出基层铺筑的边线，每10m两边各放一边桩，同时测出边桩处的高程。为控制高程，摊铺前还需打钢钎，并挂钢丝绳；

步骤4、在预定摊铺的底基层上撒布水泥，按每1kg/m3控制。

通过采用上述技术方案，清除下承层上的所有浮土、杂物及处理局部路段上的车辙与松软部分，做到下承层表面平整、密实、无松散弹簧现象；高度为基层松铺厚度，宽度为50cm，内侧设置钢槽，保证在摊铺机碾压过程中不产生变形移位，影响压实度。

作为本发明的进一步的改进，在进行步骤d之前还包括对摊铺机的调试，使两台摊铺机的摊铺厚度、松铺系数、路拱坡度、摊铺平整度、振动频率均匀一致。

通过采用上述技术方案，通过前置的调试过程，能起到了摊铺梯队在摊铺过程当中更加平稳。

作为本发明的进一步的改进，若步骤d中断时间超过2h，则增加横向接缝，摊铺机应驶离混合料末端，人工将末端混合料整平，紧靠混合料放置的方木，方木另一侧用碎石回填且不小于3m，其高度应高出方木几厘米，用压路机将混合料碾压密实，在重新开始摊铺混合料之前，将碎石和方木除去，并将下承层顶面清扫干净，洒布水泥浆后重新开始摊铺作业。

通过采用上述技术方案，如果步骤d当中中断时间过长，则会影响到整体的摊铺的平整度和连续性，导致碎石基层之间分层严重，容易产生较大的裂缝，采用上述方式能起到两个连接处的合理过渡，尽量减少其中断产生的影响。

作为本发明的进一步的改进，所述步骤d中的摊铺速度为3m/min。

通过采用上述技术方案，摊铺机要缓慢、均匀、连续不间断地摊铺。摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析。

作为本发明的进一步的改进，所述水泥含量为4％。

通过采用上述技术方案，若是水泥的含量处于3％～5％，则其收缩性能差异不大，本着质量至上的原则，最终确定水泥用量为4.0％。

作为本发明的进一步的改进，在步骤d中：在所述熨平板下家装橡胶板，橡胶板距地高度为1cm。

通过采用上述技术方案，能有效防止摊铺过程中的大料滚落现象。

综合上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1、较传统的水泥稳定碎石混合料有更好的水稳性和抗冻性，提高了基层的使用性能；

2、能很好地解决传统卡规出现大面积裂缝及冻融引起的松散问题，抗裂性能明显的提高，平局裂缝间距在90m左右(传统水泥稳定碎石基层裂缝间距为20m左右)，其抗裂性远高于普通“水稳”基层；

3、基层成品混合料在满足无侧限抗压强度前提下，能够减少水泥剂量，并降低了最佳含水量；

4、采用两台摊铺机联合同步作业，缩短了摊铺宽度，保证了摊铺厚度，有效避免了摊铺时产生的集料离析现象；

5、摊铺机摊铺混合料中断时的横向接缝能得到良好处理；

6、施工工序衔接紧凑、接缝少、工期短，经济效益显著。

附图说明

图1为本发明额度施工工艺流程图；

图2为击实试验中含水率和干密度曲线图；

图3为抗裂型级配混合料曲线图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种抗裂性水泥稳定碎石基层的施工方法，包括以下步骤：

步骤a、原材料配置：包括集料、3％～5％水泥和水，请参照附图2，通过振动压实成型方法做出不同水泥掺量的水泥稳定碎石击实试验表明，水泥掺量为3％、4.0％、5％的无侧限抗压强度试件，经标准养生后试压，7d无侧限抗压强度均满足设计文件要求。根据《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)中相关规定及设计推荐水泥掺量，本着质量至上的原则，最终确定水泥用量为4.0％。强度等级为32.5级或42.5级的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥都可使用，但应选用初凝时间3h以上和终凝时间较长(宜在6h以上)的水泥。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不得使用。

其中集料的最大粒径不超过31.5mm，压碎值≤30％，有机质含量≤2％，硫酸盐含量≤0.25％，集料的筛孔尺寸与通过百分比曲线呈“S”形状；具体的集料级配范围要求如下表：

请参照附图3，使集料的筛孔尺寸与通过百分比曲线呈“S”形状，提高压实混合料的嵌挤度，增加抗裂性，使混合料成为一种互相嵌挤密实的结构。通过科学的配合比设计，合理的摊铺、碾压等机械组配，提高了路面基层的平整度，增强了路面行车的舒适度，且粗集料的增加大大提高了基层表石的粗糙度，这样也有利于沥青面层的结合；增加了4.75mm以上粗集料的用量，减少细集料含量，使混合料骨架结构更加密实，抗裂型水泥稳定级配碎石材料在满足设计强度要求的情况下，降低了20％～25％的水泥和水用量,。

步骤b：混合料的拌合：水泥稳定碎石基层混合料采用WCB500稳定土拌合站进行集中厂拌，采用比重法准确控制各种配料的剂量并确保拌和均匀。拌合过程中应随时根据原材料及混合料的含水量和现场施工条件来及时调整水量，使混合料的含水率高于最佳含水量0.5％～1.0％，以补偿运输、摊铺及碾压过程中水分损失；

步骤c：混合料的运输：混合料运输采用15t自卸汽车，运输前对车槽清理干净。为解决离析现象，从拌合站储料仓向运料车放料时应采取多次放料，先装料车的前部，再装料车的后部，然后装中部。运输途中要匀速行驶，避免因大的颠簸而造成混合料的离析。运输能力应与拌合和摊铺能力相匹配并略有富余，以保证施工的连续性。运输过程中，须对混合料加以覆盖，以防水分损失。

步骤d：混合料摊铺：(1)下承层准备

·施工前组织有关技术人员对下承层进行检查、验收。在此基础上认真清除下承层上的所有浮土、杂物及处理局部路段上的车辙与松软部分，做到下承层表面平整、密实、无松散弹簧现象，其平整度、压实度、宽度、高程、横坡等技术指标必须满足相关技术规范要求。

，培土路肩和设计钢模。为了保证基层边缘的压实度，摊铺前在外侧培土路肩，高度为基层松铺厚度，宽度为50cm.。内侧设置钢槽，其高度为基层设计厚度。模板必须固定稳固，保证在摊铺机碾压过程中不产生变形移位，影响压实度。

f施工放样。在经检测合格的底基层上放出基层铺筑的边线，每10m两边各放一边桩，同时测出边桩处的高程。为控制高程，摊铺前还需打钢钎，并挂钢丝绳。在每个边桩位置上打一钢钎(钢钎长度为1mФ20钢筋)，钢钎上配有挂钢丝绳的固定螺栓，然后用水准仪测量固定螺栓的固定位置。固定螺栓的固定位置为边桩处的底基层高程+基层铺筑厚度+10cm。最后挂钢丝绳，其两端固定稳固。钢丝绳必须拉紧，防止中间下垂，影响摊铺质量。

，，在预定摊铺的底基层上撒布水泥，按每1kg/m3控制。摊铺前先洒水拌浆，注意洒水、拌浆的时间控制，应确定摊铺机到达时水泥浆处于湿润状态

在摊铺机熨平板下预先垫上方木垫块，混合料摊铺采用两台摊铺机联合呈梯队方式同步作业，摊铺梯队间距要均匀保持在5～10m之间；

步骤e：混合料碾压：碾压时纵向应重叠1/2轮宽，后轮必须超过两端的接缝处，并在碾压过程当中补撒少量的水；

(2)混合料摊铺

·调试摊铺机：混合料摊铺采用两台摊铺机联合呈梯队方式同步作业，摊铺梯队间距要均匀保持在5～10m之间。通过调试，使两台摊铺机的摊铺厚度、松铺系数、路拱坡度、摊铺平整度、振动频率均匀一致，相邻两摊铺纵向接缝平整。

，摊铺前，在摊铺机熨平板下预先垫上方木垫块。方木垫块的高度为基层压实厚度乘以松铺系数。

f摊铺时，前一台摊铺机靠路边一侧采用钢丝线引导高程控制方式，靠路中央一侧采用导梁高程控制方式；后一台摊铺机靠已铺层一侧采用拖撬感应高程控制方式，另一侧同样采用钢丝绳引导高程控制的方式，增加了摊铺过程当中的稳定性，通过钢丝线引导高程控制方式、导梁高程控制方式以及后台摊铺机的拖撬感应高程控制方式和钢丝绳引导高程控制的方式相互结合的方式，达到了两台摊铺机相互配合紧密，摊铺过程当中能以缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，提高了平整度。

，，摊铺机要缓慢、均匀、连续不间断地摊铺。摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析。摊铺速度应与拌合站的产量相匹配，有确定的摊铺速度。本工法摊铺速度为3m/min。

为防止摊铺过程中的大料滚落现象，应适当降低熨平板挡板距地面的高度，并在熨平板下家装橡胶板。橡胶板距地高度为1cm；同时，减少送料器至边部挡板的距离，有效防止大料滚落现象。

摊铺过程中应设专人跟在摊铺机后面处理集料离析现象，特别是粗集料料窝及时清除，并用新混合料填补。

摊铺机摊铺混合料时，不宜中断，如因故中断时间超过2h，应设置横向接缝，摊铺机应驶离混合料末端。人工将末端混合料整平，紧靠混合料放置的方木，方木高度与混合料压实厚度相同。方木另一侧用碎石回填且不小于3m，其高度应高出方木几厘米。用压路机将混合料碾压密实，在重新开始摊铺混合料之前，将碎石和方木除去，并将下承层顶面清扫干净，洒布水泥浆后重新开始摊铺作业。由于摊铺时采用两台摊铺机同步向前摊铺，并一起碾压，避免了纵向接缝。如果步骤d当中中断时间过长，则会影响到整体的摊铺的平整度和连续性，导致碎石基层之间分层严重，容易产生较大的裂缝，采用上述方式能起到两个连接处的合理过渡，尽量减少其中断产生的影响。

步骤e：混合料碾压：碾压应遵循先轻后重、从低往高的原则。碾压至钢槽一侧时应先满轮通过钢槽顶面，避免钢槽模板受力挤出或刀倒塌。外侧土路肩应同水稳层一同碾压成型。碾压时纵向应重叠1/2轮宽，后轮必须超过两端的接缝处，后轮压完路面全宽时，即为一遍。

碾压要及时，一次碾压段长度控制在50m左右，视摊铺情况碾压应在2h内完成，且碾压段落不得超过后一台摊铺机的位置。压路机每次由两端折回的位置应呈阶梯形，并使折回处不在同一横断面上。碾压段落必须层次分明，设置明显的分界标志。

严禁压路机在已完成的或正在碾压的段落上掉头或紧急制动，应保持基层表面不受破坏。

碾压过程中，基层的表面应始终湿润，如水分蒸发过快，应及时补撒少量的水，但严禁大量洒水碾压。

经过拌和、整型的水泥稳定基层，宜在水泥初凝前并应在试验确定的延迟时间内完成碾压，并达到要求的密实度，同时没有明显的轮迹。

步骤f：养生：覆盖养生膜或土工布进行保湿养护，使水泥稳定层表面始终保持湿润状态。碾压完成并经检验合格后，立即全幅覆盖养生膜或土工布进行保湿养护，使水泥稳定层表面始终保持湿润状态。养护期间除洒水车外，应进行交通管制，封闭交通。养生期不小于7d

通过将集料(即水泥稳定碎石)的配料上做相应的改变，；并且将水泥含量定在3％～5％，当水泥超过水泥剂量超过了6％时候，温度和干燥收缩的数值就会逐渐的增大。经过大量的试验可以得出，若是水泥的含量处于3％～5％，则其收缩性能差异不大；使混合料的含水率高于最佳含水量0.5％～1.0％，以补偿运输、摊铺及碾压过程中水分损失，并确保混合料在接近最佳含水量时被压实；运输前对车槽清理干净，并且采取多次放料，先装料车的前部，再装料车的后部，然后装中部，有效的解决离析现象；采用两台摊铺机联合同步作业，缩短了摊铺宽度，保证了摊铺厚度，有效避免了摊铺时产生的集料离析现象；碾压和养生操作合理，使最终的路面基层使用年限长，混合料具有更好的水稳性和抗冻性。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。