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1 DT01 技术指南 DT 01/T 振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术指南 Technical Guide for Design and Construction of the Durable type of cement stable macadam mixture of vibratory mixing ( 第四次征求意见稿 ) 振动搅拌应用技术创新战略联盟许昌德通振动搅拌技术有限公司 1

2 DT01/T 前 言 本指南按照 GB/T 给出的规则起草 本指南由许昌德通振动搅拌技术有限公司提出 本指南由来自西安 ( 许昌 ) 德通振动搅拌技术有限公司和长安大学 哈尔滨工业大学 长沙理工大学 招商局重庆交通科研设计研究院 河南交科公路研究院 黑龙江省交科所 辽宁省公路局 内蒙古公路工程局 黑龙江省高速公路管理局 河南省公路局 石家庄市交通局 四川省阆中市交通局 许昌市公路局 驻马店公路局 新乡公路局 辽宁新发展交通集团 江西省高速集团 龙建路桥集团 甘肃路桥集团 浙江交工集团 中建路桥集团有限公司 河南万里路桥集团股份有限公司等知名大学 科研院所及产学研平台相关单位的学者专家参与起草, 目前本指南通过第一次 第二次 第三次的征求意见稿发布, 吸纳了河南 辽宁 河北 浙江 四川 江西 黑龙江 贵州 山东 甘肃 江苏 广西 广东 福建 内蒙古 新疆 西藏 云南 重庆 湖南 宁夏 北京 天津等 23 个省市自治区最新振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术应用成果, 采纳了多位专家有益建议, 征求意见范围还在扩大 本指南将在充分征求全国各相关领域学者专家意见后, 由 振动搅拌应用技术创新战略联盟 发布 本指南主要技术指标高于现行相关国家规范要求, 许昌德通振动搅拌技术有限公司期待与各省市自治区交通公路主管部门 公路工程质量监督部门 交通勘察科研院所 公路交通投资企业 大型公路交通施工企业合作, 共同实施科研项目 编制工法 建立省级标准等方面合作 许昌德通振动搅拌技术有限公司作为指南发起单位, 期待与国家及各省公路交通行业科研院所 知名大学合作, 共同向公路交通投资主体 投资项目或施工企业提供 振动搅拌主机免费使用 + 振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术咨询 服务 ; 也可以以产学研合作平台模式展开各种形式合作, 取长补短, 协同创新, 共同提高我国半刚性基层设计施工及质量监控技术水平! 本指南意见收集联系人 : 张飞龙等, 联系邮箱 : @qq.com 2

3 振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术指南 编制说明 一 任务来源和意义 1 我国公路建设中大多采用水泥稳定碎石基层沥青路面 然而, 水泥稳定碎石基层早期裂缝及由此诱发的沥青路面反射裂缝和水损坏如唧泥 坑槽等问题一直困扰着道路工程界, 影响着沥青路面的耐久性 近年来, 公路建设项目中 BT/BOT 和 PPP 模式方兴未艾, 水泥稳定碎石基层耐久性直接影响到全寿命周期的成本, 基层质量的革命性提升可大幅度节省运营期的养护费用 ; 新的 公路沥青路面设计规范 即将颁布实施, 缺陷责任期延长 竣工验收时检测路面弯沉及通车 15 年车辙深度小于 25 毫米等指标的革命性提升将深度震撼行业, 振动搅拌技术是必然选择! 年 12 月 25 日, 河南省发布了地方标准 公路水泥稳定碎石抗裂设计与施工技术规范 (DB 41/T );2015 年 8 月 1 日, 交通运输部发布了行业推荐性标准 公路路面基层施工技术细则 (JTG/T F )( 以下简称 细则 ), 对基层用料技术要求 混合料级配 搅拌工艺 压实标准 施工工艺 养生方式和层间处理 质量控制要求等方面都提出了新的推荐性要求, 对全面提升水泥稳定碎石结构层质量有着积极意义 ; 但是随着振动搅拌技术在全国各地的快速普及及实验数据的累积, 水泥稳定碎石基层的各项耐久型指标有了更大的甚至颠覆性的提升空间 全国很多省份公路交通投资建设 设计 运营 监理 科研 施工等单位或企业纷纷提出, 希望有一份系统的 振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术指南 作为参考或指导, 以便更好地挖掘和发挥振动搅拌技术潜能, 更好的提升水泥稳定碎石设计施工质量 3 为了充分发挥振动搅拌技术核心优势, 解决水泥稳定碎石基层早期收缩裂缝问题, 提升路面工程质量水平, 结合最新行业标准 科研成果和振动搅拌技术实体工程应用, 编制了 振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术指南, 进一步规范振动搅拌水泥稳定碎石设计施工技术, 解决一直困扰国内外道路工程界的水泥稳定碎石耐久性问题, 全面提升新建或改扩建公路水泥稳定碎石基层设计施工水平 根据相关要求, 许昌德通振动搅拌技术有限公司专门成立编写组, 牵头组织 振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术指南 的编制工作, 长安大学 哈尔滨工业大学 长沙理工大学 招商局重庆交通科研设计研究院 河南交科公路研究院 黑龙江省交科所 辽宁省公路局 内蒙古公路工程局 黑龙江省高速公路管理局 河南省公路局 石家庄市交通局 四川省阆中市交通局 许昌市公路局 驻马店公路局 新乡公路局 辽宁新发展交通集团 江西省高速集团 龙建路桥集团 甘肃路桥集团 浙江交工集团 中建路桥集团有限公司 河南万里路桥集团股份有限公司等单位或企业的学者和专家参与指南的编制或审查工作 目前本指南通过第一次 第二次 第三次的征求意见稿发布, 吸纳了河南 辽宁 3

4 DT01/T 河北 浙江 四川 江西 黑龙江 贵州 山东 甘肃 江苏 广西 广东 福建 内蒙古 新疆 西藏 云南 重庆 湖南 宁夏 北京 天津等 23 个省市自治区最新振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术应用成果, 采纳了多位专家有益建议, 征求意见范围还在扩大 二 耐久性提升关键因素保证综合业内学者和专家意见建议及振动搅拌耐久型水泥稳定碎石实验数据累积, 借鉴行业标准和多个省级标准的成功经验, 编写组认为裂缝少 强度高 抗水冲刷性强 质量均匀是提升水泥稳定碎石耐久性的重要因素, 此次 振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术指南 的编写, 主要从实现以上四大关键指标为着力点进行展开 1 提升水泥稳定碎石结构层强度, 不以提升水泥用量为手段 振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术, 以提升混合料微观均匀程度为核心, 保证细集料 粘结料和水分子在混合料中均匀弥散, 让水泥充分水化, 最大限度减少水泥用量 ; 同时通过搅拌过程搅拌装置振动和水分子对骨料表面的较强冲刷作用, 实现骨料表面相对清洁, 从而保证充分水化的水泥石 (CSH 凝胶 ) 与粗骨料牢固粘结, 在减少水泥用量的同时, 大幅度提升强度 2 减少水泥稳定碎石结构层裂缝, 首先要分析水泥稳定碎石结构层裂缝成因 编写组认为, 干缩 温缩 抗载荷能力差是水泥稳定碎石裂缝的主要原因 ; 减少干缩裂缝, 振动搅拌技术由于实现水泥颗粒充分弥散, 可以将水泥用量减至最低, 同时减少用水量, 再加上抗裂型配合比设计的应用, 最大限度实现了减少干缩裂缝的要求 ; 减少温缩裂缝, 编写组认为根据各地天气变化规律, 应该选择最适宜施工季节和时段, 最大限度减少温缩裂缝 ; 提升水泥稳定碎石抗载荷能力, 编写组认为, 水泥稳定碎石结构层抗弯拉能力保证和提升是关键, 鉴于目前可用的试验检测方法, 编写组提出严格控制同一施工结构层上下部位强度一致性, 要求 7 天强度取芯芯样完整, 芯样高度不低于压实厚度的 95%, 试件制取时截取靠近芯样底端部分进行无侧限抗压强度实验, 采集实验数据 3 提升水泥稳定碎石结构层抗水冲刷性, 编写组认为在振动搅拌技术提升微观均匀程度和粘结强度的前提下, 严格控制细集料用量是关键 4 提升水泥稳定碎石结构层质量均匀程度 编写组从原材料质量 配合比设计和保证 拌和 运输 摊铺 碾压 养生等环节都提出了精细要求, 同时, 编写组对 7 天无侧限抗压强度变异系数提出明确要求, 强调了结果导向方法, 保证水泥稳定碎石结构层质量均匀程度 三 条文内容的说明 1 明确了振动搅拌工艺及相关参数标准 2 明确采用直径 150mm 芯样, 截取芯样靠近底端部分进行无侧限抗压强度的方法 ; 准确反映水泥 4

5 稳定碎石结构层设计的本来技术要求 3 明确强度变异系数指标( 不大于 12%), 严格控制水泥稳定碎石结构层质量均匀性 4 明确 7 天无测限抗压强度芯样 100% 完整, 不允许出现断根现象 5 明确通车一年以后( 经过一次冬季收缩 ) 路面贯通反射裂缝间距大于 300 米 6 推荐了表面垂直振动压实试验仪 VVTE 及描述 VVTE 工作性能的基本振动参数及其标准配置, 解决了选型标准问题 7 推荐基于压实机理和现场实际压实功的水泥稳定碎石振动试验方法(VVTM), 包括振动击实试验方法和振动成型试件方法, 提高了测试精度, 解决了传统试验方法测试结果相关性低等问题 8 提出的控制收缩开裂的强嵌挤骨架密实级配, 可提高强度 50% 以上 ( 现场取芯试件 ), 并较好形成骨架密实结构, 有利于控制收缩裂缝 9 提出的振动搅拌抗裂型水泥稳定碎石设计方法, 能够提高水泥稳定碎石基层的力学强度和均匀程度, 很好地解决了一直困扰我国道路工程界的水泥稳定碎石裂缝问题 10 基于振动搅拌的水泥稳定碎石施工技术, 解决了离析和压实问题 11 实体工程应用表明, 传统方法设计水泥剂量一般为 4.5~6.0%, 裂缝间距为 20~30m ; 采用本标准设计水泥剂量一般为 2.5~3.5%, 力学强度提高 50% 以上, 路面贯通裂缝间距普遍在 200m 以上 12 基于振动搅拌的水泥稳定碎石施工技术可科学控制用水量, 有效减少用水量就意味着基层的干缩缝隙减少了 ; 水泥稳定碎石和水泥混凝土等混合料, 水泥水化必需的水分并不多, 更多的水分是为了保证施工成型必须的和易性, 而水化之外的这部分水分在初期成型之后都要逐步干缩掉, 这些水分所占的空间都将变成缝隙, 形成质量隐患 四 预期技术经济效果 1 本指南有利于促进我国及世界相关国家公路半刚性基层技术进步, 达到国际领先水平 2 技术指南的实施, 预期至少可提高水泥稳定碎石的力学强度 50% 以上, 减少裂缝数量 80%, 并节约水泥用量 20~35%, 经济社会效益显著 五 结论与建议 1 本指南与现有关法律 法规和强制标准没有冲突 2 本指南适用于各等级新建和改扩建公路的路面基层工程施工 3 本指南对西北六省区( 新疆 青海 西藏 甘肃 内蒙 宁夏 ) 以破碎碎石为集料的路面工程适用, 不适用于以未经破碎的天然砂砾为集料的路面工程, 适用于西北六省区的 振动搅拌水泥稳定天然砂砾路面基层设计施工技术指南 另行发布 5

6 DT01/T 振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术, 是我国长寿命路面建设过程中的一次技术革命, 意义重大, 本 指南 关键技术指标较高, 建议各省 市 自治区在具体应用过程中, 根据当地材料 机械 工艺 质量控制水平, 在不低于国标省标技术指标基础上, 灵活把握, 科学制定相关技术指标, 充分挖掘振动搅拌技术潜能, 全面提升水泥稳定碎石路面基层质量和技术水平, 为我国耐久性路面工程建设做出贡献 振动搅拌耐久性水泥稳定碎石基层设计施工技术指南 编写组二〇一六年十月 6

7 目 次 前言... 2 振动搅拌耐久性水泥稳定碎石基层设计施工技术指南 范围 规范性引用文件 术语和定义 材料 混合料配合比设计 施工 施工质量检查与验收...20 附录 A 减量流量称技术原理...24 附录 B 振动拌和技术原理...26 附录 C 振动拌和机拌和特征...27 附录 D 垂直振动击实仪的技术要求...28 附录 E 垂直振动击实试验方法...29 附录 F 试件垂直振动成型方法...32 附件一条文说明 附件二世界振动搅拌技术发展史...41 附件三混凝土界发生的五次重大技术革命

8 DT01/T 振动搅拌耐久性水泥稳定碎石基层设计施工技术指南 1 范围 本指南规定了公路路面水泥稳定碎石基层振动拌和施工的材料 设备 混合料组成设计 施工控制及质量检查验收 本指南适用于各等级公路路面基层水泥稳定碎石基层施工, 城市道路路面水泥稳定碎石基层施工可参照执行 本指南对西北六省区 ( 新疆 青海 西藏 甘肃 内蒙 宁夏 ) 以破碎碎石为集料的路面工程适用, 不适用于以天然砂砾为集料的路面工程, 适用于西北六省区的 振动搅拌水泥稳定天然砂砾路面基层设计施工技术指南 另行发布 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件 凡是不注日期的引用文件, 其最新版本 ( 包括所有的修改单 ) 适用于本文件 GB 175 通用硅酸盐水泥 JTG E42 公路工程集料试验规程 JTG E51 公路工程无机结合料稳定材料试验规程 JTG D50 公路沥青路面设计规范 JTG/T F20 公路路面基层施工技术细则 JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准第一册土建工程 DB13/T1791 公路路面基层振动成型施工技术规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 基层 Base 直接位于沥青路面面层下的主要承重层, 或直接位于水泥混凝土面板下的结构层 3.2 底基层 Subbase 在沥青路面基层下铺筑的次要承重层或在水泥混凝土路面基层下铺筑的辅助层 3.3 水泥稳定碎石 Cement Stabilized Macadam 由水泥 水和具有级配的碎石组成的混合料, 经拌和 摊铺 压实和养生后达到规定强度的材料 3.4 8

9 DT11/T 综合稳定碎石 Composite Stabilized Macadam 由两种或两种以上材料为结合料来稳定具有级配的碎石组成的混合料, 经拌和 摊铺 压实和养生后达到规定强度的材料 3.5 垂直振动击实仪 (VVTE) Vertical Vibrocompression Testing Equipment 工作时只产生垂直振动力而没有水平力的振动击实仪 3.6 垂直振动试验方法 (VVTM)Vertical Vibrocompression Testing Method 采用 VVTE 将水泥稳定碎石振动击实, 确定其最大干密度和最佳含水率 成型圆柱体试件的试验方法 3.7 垂直振动击实试验方法 Method for Reference Density and Water Content Using VVTE 采用 VVTE 将不同含水率的水泥稳定碎石振动击实, 击实后测试不同含水率水泥稳定碎石的密度, 并 绘制干密度 含水率曲线, 确定水泥稳定碎石最大干密度和最佳含水率的试验方法 3.8 试件垂直振动成型方法 Method of Molded Specimens Using VVTE 采用 VVTE 将水泥稳定碎石振动击实至规定压实度和尺寸要求的圆柱体试件的方法 3.9 振动搅拌 Vibratory Mixing 3.10 搅拌机在搅拌的同时搅拌装置 ( 搅拌轴 搅拌臂 搅拌叶片 ) 同时释放激振力 振动搅拌机 Vibratory Mixer 一种能够在搅拌的同时附加振动作用, 提高搅拌质量的搅拌机 4 材料 4.1 一般规定 在实地调研的基础上, 本着就地取材原则, 选择原材料 工地试验室应对计划使用的原材料 进行质量检测, 合格后报驻地监理验证 审批, 并根据试验室配合比备料 材料运至现场后, 应按相关规范要求取样进行材料试验, 检测合格后方可使用 材料按照料源 规格 品种进行分类储存, 并按相关规范要求的频率进行检测 试验检测合格材料和未检测材料应分开存放, 试验检测不合格材料应及时清理出场 9

10 DT01/T 集料堆放场地应作硬化处理, 且应有良好的排水设施 4.2 水泥 水泥宜选用强度等级为 32.5 或 42.5 的普通硅酸盐水泥, 不得使用快硬 早强或受潮变质的 水泥 不同品牌的水泥不能混用, 如需更换水泥, 必须提前进行相关的试验检测, 满足技术要求方 可使用 不同厂家 不同品牌 不同批次水泥, 应清仓再灌, 并分罐存放 水泥质量指标应符合表 的规定 表 水泥质量要求 凝结时间 项目 细度 初凝 终凝 安定性 单位 % h h 普通硅酸盐水泥 10 >3 6<h<10 合格 4.3 粉煤灰 粉煤灰的技术要求应符合表 2 的规定 表 粉煤灰的技术要求 检测项目 技术要求 试验方法 SiO 2 Al 2 O 3 总含量 (%) >70 T 0816 烧失量 (%) 20 T 0817 比表面积 (cm 2 /g) >2500 T mm 筛孔通过率 (%) 90 T mm 筛孔通过率 (%) 70 T 0818 湿粉煤灰含水率 (%) 35 T 各公路等级的底基层 二级及二级以下公路的基层使用粉煤灰, 通过率指标不满足表 2 要求 时, 应进行混合料强度试验, 达到本规范相关要求的强度指标时, 方可使用 4.4 集料 集料按粒径规格分为几档备料, 集料的分档要求符合表 的规定 各档集料的粒径规格 应符合 公路路面基层施工技术细则 (JTG/T F ) 的要求 层位 表 集料的分档要求高速公路和一级公路极重 特重交通重 中 轻交通 二级及二级以下公路 基层 或 4 a 底基层 4 3 或 4 a 3 注 : a 对一般工程可选择不少于 3 档备料, 对极重 特重交通荷载等级且强度要求较高时, 为保证级配的稳定, 宜选择不少于 4 档备料 粗集料应表面清洁 干糙 无风化 无杂质 富有棱角 质地坚硬 颗粒成立方体, 其质量 技术要求应满足表 的规定 10

11 DT11/T 天 然 特性 加 工 特 性 表 粗集料质量技术要求 指 标 单位 技术要求 试验方法 压碎值 % 22 JTG E42 中 T 0316 表观相对密度 JTG E42 中 T 0304 吸水率 % 3.0 JTG E42 中 T 0304 坚固性 % 15 JTG E42 中 T 0314 级 配 - 满足级配要求 JTG E42 中 T 0302 针片状颗粒含量 % 18 JTG E42 中 T 0312 小于 0.075mm 粉尘含量 % 1.2 JTG E42 中 T 0310 软石含量 % 3 JTG E42 中 T 细集料应洁净 干燥 无风化 无杂质 有适当的颗粒级配, 其质量技术要求应满足表 的规定 表 细集料质量技术要求 项目 单位 技术要求 试验方法 颗粒分析 - 满足级配要求 T 0302/0303/0327 塑性指数 % 17 T 0118 有机质含量 % <2 T 0313/0336 硫酸盐含量 % 0.25 T 对 0~3 mm 和 0~5 mm 的细集料应严格控制大于 2.36mm 和 4.75mm 的颗粒含量 高速公路和 一级公路, 细集料中小于 0.075mm 的颗粒含量应不大于 15%; 二级及二级以下公路, 细集料中小于 0.075mm 的颗粒含量应不大于 20% 天然材料用于高速公路和一级公路的基层时, 应进行筛分, 满足本规范对粗集料的规格要求 天然材料的规格不满足设计级配的要求时, 可掺配一定比例的碎石或轧碎碎石 级配碎石或砾石类材料中宜掺加石屑 粗砂等材料 级配碎石或砾石细集料的塑性指数应不大于 12 不满足要求时, 可加石灰 无塑性的砂或石 屑掺配处理 4.5 水 符合现行 生活饮用水卫生标准 (GB 5749) 的饮用水可直接作为基层 底基层材料拌合 与养生用水 拌合使用非饮用水应进行水质检验, 技术要求应符合表 的规定 表 非饮用水技术要求 项次 项目 技术要求 试验方法 1 ph 值 Cl - 含量 (mg/l) SO 4 含量 (mg/l) JGJ 63 4 碱含量 (mg/l) 可溶物含量 (mg/l)

12 DT01/T 不溶物含量 (mg/l) 其他杂质 不应有漂浮的油脂和泡沫及明显 的颜色和异味 5 混合料配合比设计 5.1 一般规定 混合料组成设计应按设计要求, 选择技术经济合理的混合料类型和配合比 应根据公路等级 交通荷载等级 结构形式 材料类型等因素确定材料技术要求 无机结合料稳定材料组成设计应包括原材料检验 混合料的目标 ( 经验 ) 配合比选取 混合料的生产配合比优化和施工参数确定四部分 原材料检验应包括结合料 被稳定材料及其他相关材料的试验 所有检测指标均应满足相关设计标准或技术文件的要求 目标 ( 经验 ) 配合比选取应包括下列技术内容 : 1 选择级配范围 2 确定结合料类型及掺配比例 3 验证混合料相关的设计及施工技术指标 生产配合比优化应包括下列技术内容 : 1 确定料仓供料比例 2 确定水泥稳定材料的容许延迟时间 3 确定结合料剂量的标定曲线 4 确定混合料的最佳含水率 最大干密度 施工参数确定应包括下列技术内容 : 1 确定施工中结合料的剂量 2 确定施工合理含水率及最大干密度 3 验证混合料强度技术指标 无机结合料稳定碎石耐久型配合比选取建议采用垂直振动试验方法, 采用的垂直振动击实仪应符合 公路工程无机结合料稳定材料试验规程 (JTG E51) 中 T0842 的规定 ; 也可采用重型击实方法 采用 公路工程无机结合料稳定材料试验规程 (JTG E51) 中 T0843 成型水泥稳定碎石直径 150mm 高度 150mm 圆柱体试件 应根据当地材料的特点和混合料设计要求, 通过配合比设计选择最优的工程级配 用于基层的无机结合料稳定材料, 强度满足要求时, 尚宜检验其抗冲刷和抗裂性能 在施工过程中, 材料品质或规格发生变化 结合料品种发生变化时, 应重新进行材料组成设计 12

13 DT11/T 混合料配合比 取满足要求的碎石, 按颗粒组成进行计算, 确定各种碎石的组成比例和合成级配 骨架密实型水泥稳定类材料最大公称粒径不超过 31.5mm, 混合料集料级配范围应符合表 的规定 层位 表 骨架密实型水泥稳定材料级配范围 通过方筛孔 (mm) 的质量百分率 (%) 基层及底基层 ~85 40~56 22~32 18~26 8~15 0~ 悬浮密实型水泥稳定类材料基层最大公称粒径不超过 31.5mm, 底基层最大公称粒径不超过 37.5mm 混合料集料级配范围应符合表 的规定 层位 表 悬浮密实型水泥稳定材料级配范围 通过方筛孔 (mm) 的质量百分率 (%) 基层 ~98 64~78 27~49 15~32 6~20 0~5 底基层 ~100 75~90 50~70 29~50 15~35 6~20 0~ 水泥稳定碎石压实度 7d 龄期劈裂强度及无侧限抗压强度应符合表 的规定 表 压实度 强度及水泥剂量要求 层位压实度 (%) 水泥稳定石灰岩碎石 7d 强度设计值 (MPa) 水泥稳定花岗岩碎石 水泥剂量 (%) 含水量 (%) 劈裂强度抗压强度劈裂强度抗压强度最小值最大值最小值最大值 基层 底基层 水泥剂量应符合表 的要求 最佳含水量应适当降低, 在满足施工的条件下适当降低含水量, 对于水泥稳定碎石的抗裂性有很大的提高 水泥稳定类材料强度要求较高时, 宜采取控制原材料技术指标 优化级配设计和掺加优质粉煤灰等措施, 不宜单纯通过增加水泥剂量来提高材料强度 5.3 设计步骤 根据工地实际使用集料的筛分结果和表 7 及表 8 矿料级配的要求, 确定各规格集料之间比例 分别按下列 6 种水泥剂量配制同一种矿料级配 不同水泥剂量的混合料 : 底基层用 :2.5%, 2.7%,2.9%,3.1%,3.3%,3.5%; 基层用 :3.0%,3.2%,3.4%,3.6%,3.8%,4.0% 配制混合料时采用振动搅拌试验机进行, 禁止采用人工拌和的方式 根据 公路工程无机结合料稳定材料试验规程 (JTG E51) 中标准振动击实试验规程, 得出不同水泥剂量混合料试件的最大干密度和最佳含水量, 按 公路工程无机结合料稳定材料试验规程 (JTG E51) 中的要求成型直径 150mm 高度 150mm 圆柱体试件, 每组试件数量应符合表 的规定 表 最少的试件数量 13

14 DT01/T C v 小于 10% 10%~15% 15%~20% 试件数量 ( 个 ) 试件放入温度 20 ±2 相对湿度 95% 以上的标养室内养生 6d, 取出后浸入 20 ±2 恒 温水槽中, 并使水面高出试件顶约 2.5cm 将浸水 24h 的试件取出, 用软布吸去试件表面的水分, 量高称重后, 立即进行无侧限抗压强 度试验和劈裂强度试验 根据公式 (1) 确定水泥剂量 若达不到要求, 重新调整配合比或更换原材料 R R / 1 Z C d α v (1) 式中 : R 该组试件强度的平均值,MPa; Rd 强度设计值 ( 表 9),MPa; Cv 该组试件强度的变异系数,%; Z α 保证率系数, 高速 一级公路保证率取 95%,Z α =1.645; 其他公路保证率取 90%, Z α = 通过 5.3.1~5.3.6 确定混合料矿料级配 水泥剂量 粉煤灰剂量和最大干密度 最佳含水率, 并通过试验确定施工延迟时间 配合比设计报告应包括 : 原材料检测结果 设计级配范围及级配曲线 最佳含水率和最佳干密度 水泥剂量 粉煤灰剂量 7d 无侧限抗压强度或 7d 劈裂强度 强度变异系数 最大干密度确定方法和试件成型方法等内容 在目标配合比选取中, 应选择不少于 5 个结合料剂量, 分别确定各剂量条件下混合料的最佳含水率和最大干密度 应根据实验确定的最佳含水率 最大干密度及压实度要求成型标准试件, 验证不同结合料剂量条件下混合料的技术性能, 确定满足设计要求的最佳剂量 对无机结合料稳定级配碎石或砾石材料, 应根据当地材料特点和技术要求, 优化设计混合料级配, 确定目标级配曲线和合理的变化范围 在目标级配曲线优化选择过程中, 应选择不少于 4 条级配曲线, 试验级配曲线可按推荐的级配范围和以往的工程经验构造 选定目标级配曲线后, 应对各档进行筛分, 确定其平均筛分曲线及相应的变异系数, 并按 2 倍标准差计算出各档材料筛分级配的波动范围 应按下列步骤合成目标级配曲线并进行性能验证 : 1 按确定的目标级配, 根据各档材料的平均筛分曲线, 确定其使用比例, 得到混合料的合成级配 2 根据合成级配进行混合料垂直振动试验和 7d 龄期无侧限抗压强度试验, 验证混合料性能 应根据已确定的个当材料使用比例和各档材料级配的波动范围, 计算实际生产中混合料的级配波动范围 ; 并应针对这个波动范围的上 下限验证性能 14

15 DT11/T 施工配合比 根据目标配合比确定的各档材料比例, 应对拌和设备进行调试和标定, 确定合理的生产参数 拌和设备的调试和标定应包括料斗称量精度的标定 结合料剂量的标定和拌和设备加水量的控制等内容, 并应符合下列规定 : 1 绘制不少于 5 个点的结合料剂量标定曲线 2 按各档材料的比例关系, 设定相应的称量装置, 调整拌和设备各个料仓的进料速度 3 按设定好的施工参数进行第一阶段试生产, 验证生产级配 不满足要求时, 应进一步调整施工参数 对水泥稳定 水泥粉煤灰稳定材料, 应分别进行不同成型时间条件下的混合料强度试验, 绘制相应的延迟时间曲线, 并根据设计要求确定容许延迟时间 应在第一阶段试生产试验的基础上进行第二阶段试验 分别按不同结合料剂量和含水率进行混合料试拌, 并取样 试验 试验应符合下列规定 : 1 通过混合料中实际含水率的测定, 确定施工过程中水流量计的设定范围 2 通过混合料中实际结合料剂量的测定, 确定施工过程中结合料掺和的相关技术参数 3 通过垂直振动试验, 确定结合料剂量变化 含水率变化对混合料最大干密度的影响 4 通过抗压强度试验, 确定材料的实际强度水平和拌和工艺的变异水平 室内配合比应通过振动搅拌稳定土拌和机实际拌合检验不小于 200m 试验段的验证 根据摊铺 碾压以及 7d 的现场芯样情况, 确定施工配合比 视拌和设备水泥剂量控制精度, 结合施工中原材料变化和施工变异性等因素, 工地实际采用水泥剂量可增加 0~0.3% 每天开盘前, 应检测原材料级配及天然含水率, 验证混合料配合比准确性及稳定性 因根据目标配合比确定的各档材料比例, 调试和标定拌和设备, 确保生产出的混合料满足目标级配的要求 6 施工 6.1 一般规定 施工宜安排在气温较高的季节, 最低气温应在 5 以上 每一层基层施工前, 下承层须满足相应的质量指标, 表面应平整 坚实, 路拱满足设计设计要求, 不得有松散和软弱点 对于产生松散 离析的路段, 应进行返工处理 对于一般裂缝应做相应封闭处理, 裂缝严重路段应做返工处理, 施工前保证下承层表面湿润 摊铺前应进行测量放样 按摊铺机宽度与传感器间距, 一般在直线上间隔为 10m, 在平曲线 ( 匝道 ) 上间隔为 5m, 做出标记, 并打设好厚度控制线支架 应根据松铺系数算出松铺厚度, 决定控制线高度, 挂好控制线 用于摊铺机摊铺厚度控制线钢丝的拉力不应小于 800N 下层水泥稳定碎石混合料施工结束并达到设计强度后, 方可进行上层水泥稳定碎石混合料的施工 两层施工间隔不宜长于 30d 15

16 DT01/T 施工时, 应合理安排施工顺序和计划, 同一路段左右幅施工时间宜错开 养生完成的路段应对施工车辆的通行进行控制 正常路段的基层每天应连续施工, 尽量减少施工接缝, 桥头施工应一次成型 在雨季施工时, 应特别注意气候变化, 避免水泥和混合料遭受雨淋 ; 夏季高温作业时, 水泥储存温度不应高于 50 降雨时应停止施工, 已经摊铺的水泥稳定碎石及石灰粉煤灰稳定碎石应尽快碾压密实并采取养护措施 应硬化运料车使用的便道, 严禁轮胎上带有泥土等污染物的运料车 ( 特别是下雨过后 ) 驶上施工完成的基层, 避免污染物在结构层之间形成夹层, 影响层间粘结 水泥稳定碎石基层施工应有良好的劳动保护, 确保施工安全 施工过程中应随时对施工质量进行检查, 并应按规定的频率对检查项目进行抽检 6.2 施工准备 施工前应对原材料质量进行全面检测, 不合格原材料不得用于施工 施工前应对施工设备全面检查, 确保施工设备满足施工要求, 并应调试到最佳工作状况 施工前应先进行混合料配合比设计, 设计内容应包括混合料级配选择 原材料选择 水泥剂量 设计强度 最佳含水量及最大干密度等, 设计步骤应包括目标配合比设计 生产配合比设计 生产配合比验证三个阶段 施工前应编制施工组织设计 根据拌和楼生产能力确定水泥钢制罐仓的容量 ( 至少 2 个罐, 一般不宜小于 50t), 罐仓内应配有水泥破拱器, 以免水泥起拱停流 6.3 混合料拌和 水泥稳定碎石混合料应在中心振动拌和站集中拌制 每天开始搅拌前, 应检查场内各种集料的含水量, 含水量在不影响施工的条件下, 需尽量降低 计算当天的施工配合比, 外加水与天然含水量的总和要比最佳含水量略高 料斗 罐仓应装配称量精度达到 ±1.0% 的电子动态计量器, 加水量使用流量计控制 为保证水泥计量的准确, 建议使用减量流量称技术 ( 原理见附录 A) 开始搅拌之后, 应按规定取混合料试样检查级配 含水量和水泥剂量, 若发现由于计量问题不能满足级配要求, 建议使用减量流量称技术及特殊粉料喂料装置实现 高温作业时, 含水量宜按温度变化及时调整 拌和楼出料装车时车辆应前后移动, 分前 后 中三次装料, 避免混合料离析 拌和现场应至少有 1 名试验人员监测拌和时的水泥剂量 含水量和各种集料的配比, 发现异常应及时调整 拌和料应按摊铺面积和 公路工程质量检验评定标准 (JTG F80/1) 规定的检测频率进行抽检 16

17 DT11/T 混合料的均匀性必须达到振动搅拌机 ( 原理见附录 B) 的拌和效果 ( 见附录 C) 6.4 混合料运输 运输车辆在每天开工前, 应检验其完好情况, 装料前应将车厢清洗干净 运输车辆数量应满足拌和出料与摊铺需要, 并略有富余 已装到运输车上的混合料应覆盖, 并尽快运送到铺筑现场 当车内水泥稳定碎石混合料不能在水泥初凝前运到工地摊铺压实时, 须予以废弃 6.5 混合料摊铺 摊铺机应具有良好的抗离析能力, 应保证足够的厚度, 碾压成型后每层的摊铺厚度宜不小于 160mm, 最大厚度宜不大于 360mm 具有足够的摊铺能力和压实功率时, 可进行大厚度摊铺, 具体的摊铺厚度应根据试验结果确定 大厚度的摊铺施工时, 应增加相应的拌和能力 应在下承层施工质量检测合格后, 开始摊铺上面结构层 采用两层连续摊铺时, 下层质量出现问题时, 上层应同时处理 下承层是水泥稳定材料时, 应先将下承层清理干净, 并洒铺水泥净浆, 再摊铺上层混合料 应采用摊铺功率不低于 120kW 的沥青混凝土摊铺机或稳定材料摊铺机摊铺混合料 为防止水泥稳定碎石混合料离析, 应对摊铺机采取下列措施 : 1 螺旋分料器应安装在低位, 螺旋底部距下承层距离不大于 100mm; 2 螺旋分料器与前挡板刮板和熨平板之间间隙应不大于 25cm; 3 宜设置塑料或橡胶挡板降低前挡板刮板离地高度, 挡板下端距下承层距离不大于 100mm; 4 前挡板刮板两端安装塑料或橡胶挡板等, 以防止两端混合料自由滚落, 橡胶挡板底部距下承层距离宜不大于 100mm 摊铺准备工作应符合以下要求 : 1 严格控制基层厚度和高程, 保证路拱横坡度满足设计要求 ; 2 下承层洒水湿润后, 对无机结合料稳定类表面还应撒水泥 水泥用量宜为 1.0kg/m2~1.2kg/m 摊铺应符合以下要求 : 1 采用梯队流水作业模式, 相邻两台摊铺机的型号及磨损程度宜相同, 在施工期间, 两台摊铺机的前后间距宜不大于 10m, 且两个施工段面纵向应有 300~400m 的重叠 ; 2 摊铺速度宜控制在 1.5m/min~2.0m/min, 且尽量匀速 不停歇地摊铺 ; 3 螺旋分料器应匀速 不间歇地旋转送料, 且全部埋入混合料中 ; 4 螺旋分料器转速应与摊铺速度相适应, 保证两边缘料位充足 ; 5 摊铺机应开启振动器和夯锤 振动器振动频率应不低于 30Hz, 夯锤冲击频率应不低于 20Hz 对高速公路和一级公路, 在摊铺过程中宜设立纵向模板 二级以下公路没有摊铺机时, 可采用摊铺箱摊铺混合料 对无法使用机械摊铺的超宽路段, 应采用人工同步摊铺 修整, 并同时碾压成型 17

18 DT01/T 碾压 t 以上双钢轮压路机不少于 1 台,26t 以上胶轮压路机不少于 2 台 足够数量的 20t 以上 单钢轮振动压路机, 确保与拌和 摊铺能力相匹配 在含水量适量减少的条件下, 先用 26t 以上胶轮压路机进行初压 应安排专人负责指挥碾压, 严禁漏压和产生轮迹 直线段, 压路机应从外侧向路中心碾压 ; 平曲线有超高路段, 由低侧向高侧 自内向外碾压 应按表 方案碾压, 并通过试验路段最终确定碾压程序与工艺 表 碾压方案 阶段压路机类型及组合工艺要求 碾压速度 (km/h) 遍 数 初压胶轮压路机 + 双钢轮压路机紧跟摊铺机, 胶轮压路机在前, 双钢轮压路机在后 1.5~1.7 不少于 2 遍 复压重型振动压路机先弱振 1 遍, 再强振不低于 4 遍, 最后弱振 1 遍 1.8~2.2 不少于 6 遍 终压 胶轮压路机或与双钢轮压路机组 合 以弥合表面微裂纹 松散以及消除轮迹为停压标准 1.5~ 在碾压过程中出现软弹现象时, 应及时将该路段混合料挖出, 重新换填新料碾压 碾压作业应在水泥初凝前完成, 并达到规定压实度, 基层表面无明显轮迹和微裂纹 碾压过程中, 压路机严禁随意停放, 应停放在已碾压完成的路段 6.7 接缝处理 混合料摊铺时, 应保持连续 对水泥稳定材料, 因故中断时间大于 2h 时, 应设置横向接缝, 并应符合下列规定 : 1 人工将末端含水率合适的混合料整齐, 紧靠混合料末端方两个方木, 方木的高度应与混合料的压实厚度相同, 整平紧靠方木的混合料 2 方木的另一侧用砾石或碎石回填约 3m 长, 其高度应高出方木 2~3cm, 并碾压密实 3 在重新开始摊铺混合料前, 应将砾石或碎石和方木除去, 并将下承层顶面清扫干净 4 摊铺机应返回到已压实层的末端, 重新开始摊铺混合料 5 摊铺中断大于 2h 且未按上述方法处理横向接缝时, 应将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除, 并将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成与路中心线垂直并垂直向下的断面, 再摊铺新的混合料 摊铺时宜避免纵向接缝, 分两幅摊铺时, 纵向接缝处应加强碾压 存在纵向接缝时, 纵缝应垂直相接, 严禁斜接, 并应符合下列规定 : 1 在前一幅摊铺时, 宜在靠中央的一侧用方木或钢模板做支撑, 方木或钢模板的高度应与稳定材料层的压实厚度相同 2 应在摊铺另一幅之前拆除支撑 横缝应与路中心线垂直设置 6.8 养生 交通管制和层间处理 18

19 DT11/T 每一作业段碾压完成且检测合格后,( 底 ) 基层表面应及时覆盖保湿养生 水泥稳定石灰岩碎石保湿养生应不少于 7d 水泥稳定花岗岩碎石保湿养生应不少于 10d 工程进度许可的情况下, 宜养生 14d 后铺筑上结构层 若上结构层不能及时铺筑, 则保持 ( 底 ) 基层表面湿润至上结构层施工 养生期间, 应封闭交通 养生结束后应实行交通管制, 并尽量使车辆轮迹横向均匀分布地行驶 水泥稳定碎石结构层过冬时应采取必要的保护措施 根据结构层位的不同和施工工序的要求, 应择机进行层间处理 养生可采用洒水养生 土工布覆盖养生 草帘覆盖养生 洒铺乳化沥青养生等方式, 宜结合工程实际情况选择适宜的方式 洒水养生宜作为水泥稳定材料的基本养生方式, 并应符合下列规定 : 1 养生用洒水车应采用喷雾式喷头, 严禁采用高压式喷管, 以免破坏 ( 底 ) 基层结构 2 每天洒水次数应视气候而定 高温期施工, 宜上 下午各洒水 2 次 3 养生期间, 稳定材料层表面应始终保持湿润 4 对于石灰稳定或石灰粉煤灰稳定材料层应注意表层情况, 必要时, 可用两轮压路机补充压实 土工布养生应符合下列规定 : 1 宜采用透水式土工布全断面覆盖, 也可铺设放水土工布 2 铺设过程中应注意缝之间的搭接, 不应留有间隙 3 铺设土工布后, 应注意洒水, 每天洒水次数应视气候而定 高温期施工, 上 下午宜各洒水一次 4 养生至上层结构层施工前 1~2d, 方可将土工布掀开 5 在养生过程中应采取有效措施防止土工布破损 6.9 施工要点 含水量控制 1 含水量应适当降低, 在不影响施工的条件下, 适当的降低含水量对于水泥稳定碎石的抗裂性提高有重要的意义 2 拌和机控制含水量应采用电子计量 施工时应根据天气和季节的变化, 含水量误差宜控制在 0 ±1% 之间, 炎热 干燥 大风天气宜取高限 ; 3 设专人监测含水量, 试验室宜每小时做一次含水量检测 应经常检查加水计量装置是否完好和准确 ; 4 拌和站的细料应进行搭蓬覆盖, 避免雨水的渗入造成细料含水量不均匀 对于已被淋湿的细集料应根据含水量情况实行分离, 单独堆放 ; 5 拌和机开机前, 应对细集料的含水量进行检测, 确定拌和的加水量 试验室宜做一个细集料不同的含水量 ( 如 1%-30%) 下的混合料加水量的对比表, 以方便快速准确地计算出加水量 平整度控制 19 为了保证良好的平整度, 可采取如下措施

20 DT01/T 注意双机联铺接缝位置 横向施工缝位置 桥头搭板等薄弱位置的平整度 ; 2 对于平整度超标的地方宜采用小型铣刨机处理 ; 3 在每一层施工前, 各施工单位宜用平整度检测车对上一结构层的平整度进行排查, 不合格的点或段落应进行处理 ; 4 施工中宜减少施工缝, 尽可能将施工缝放在桥梁伸缩缝处 ; 5 在初压后宜用三米直尺进行平整度检测, 凹的地方要及时补料, 凸的地方要及时铲去 ; 终压前 后宜分别用三米直尺进行平整度检测, 不合格的点或段落应及时处理 离析控制摊铺混合料时, 应设专人在摊铺机后消除离折现象, 特别是局部形成的粗集料窝或粗集料带应铲除, 用新混合料及时填补 可采用如下措施防止离析 : 1 控制拌和机出料口与自卸车车斗之间的高差不超过 50cm; 2 自卸车采用前 后 中三次上料 ; 3 自卸车向摊铺机供料时要快速卸料, 以防止大料滚落 ; 4 减少摊铺机收斗次数, 尽量不收斗 ; 5 摊铺机螺旋布料器后挡板加橡胶垫, 防止大料向后滚落造成上下离析 ; 6 适当降低摊铺机熨平板高度 ; 7 采用抗离析摊铺机 7 施工质量检查与验收 7.1 一般规定 水泥剂量采用滴定法检测, 要求拌和出料后立即取样并在 10min 内送达工地试验室进行滴定试验 同时, 应记录每天实际水泥用量 集料用量和实际工程量, 计算日均水泥剂量 基层 底基层施工质量标准和控制应包括原材料检验 施工参数确定 施工过程中的质量检查验收等方面, 并应符合下列规定 : 1 按要求备料, 严把进料质量关 2 按施工需求合理布置建设场地, 选择适宜的拌和 摊铺和碾压机械 3 将试验段确定的施工参数作为施工过程中质量控制的标准 4 健全工地试验室能力, 试验 检验数据真实 完整 可靠 5 各个工序完结后, 应检验查收 ; 合格后, 方可进行下一个工序 施工过程中发现质量缺陷时, 应加大检测频率 ; 必要时应停工整顿, 查找原因 施工关键工序宜拍摄照片或录像, 作为现场记录保存 在施工过程中, 应配备有相关的试验操作人员 每个工地试验室的试验操作人员宜不少于 8 人同时应明确每个质量控制环节上的责任人 7.2 施工过程质量检查 施工过程中的内在质量控制应分为原材料质量控制 拌和质量控制 摊铺及碾压质量控制等四部分 对集中厂拌 摊铺机摊铺的施工工艺, 应按后场与前场划分 20

21 DT11/T 应在现场碾压结束后及时检测压实度 压实度检测中, 测定的含水率与规定含水率的绝对误差应不大于 2%; 不满足要求时, 应分析原因并采取必要的措施 压实度检测应采用整层灌砂试验方法, 灌砂深度与现场摊铺厚度一致 对高速公路和一级公路的基层 底基层, 应在养生 7~10d 内检测弯沉 ; 不满足要求时, 应返工处理 对高速公路和一级公路,7~10d 龄期的水泥稳定碎石基层的代表弯沉值宜为 : 对极重 特重交通荷载等级, 应不大于 0.15mm; 对重交通荷载等级, 应不大于 0.20mm; 对中等交通荷载等级, 应不大于 0.25mm 施工单位应按表 和表 要求对原材料 混合料 施工质量及外形尺寸进行自检, 监理工程师按所列频率的 20% 进行抽检 表 质量检验项目和频率 名称检查项目质量标准频率 水泥 强 度 符合国家相关标准 凝结时间 符合表 1 要求 安定性 符合国家相关标准 材料组成设计时测 2 个样品 ; 厂家或强度等级变化时重测 细度符合表 2 要求材料组成设计时测 2 个样品 ; 粉煤灰 烧失量 符合表 2 要求 厂家变化时重测 含水率 符合表 2 要求 发现含水率异常时, 随时检测含水率 含水率确定天然含水率和拌和加水量每天拌和前测 2 个样品 ; 每 2000m 3 测 2 个样品 ; 级配符合表 7 和表 8 要求 发现异常时, 随时检测 集料 表观密度符合表 4 和表 5 要求材料组成设计时测 2 个样品 ; 针片状 压碎值 符合表 4 要求 符合表 4 要求 碎石种类变化时测 2 个样品 ; 发现异常时, 随时检测 级配符合表 7 和表 8 要求每 2000m 2 检测 1 次 ; 异常时, 随时检测 混合料 水泥剂量设计水泥剂量 0~+0.5% 每 2000m 2 检测 1 次, 至少 6 个样品 含水率碾压时不超过最佳含水率 +0.5% 每 2000m 2 检测 1 次 ; 发现异常时随时检测 均匀性无粗细集料离析现象随时检测 施工质量 压实度符合表 9 要求每作业段或每 2000m 2 测 6 次以上 强度符合表 9 要求每作业段或每 2000m 2 测一组 9 个试件 表 外形检查项目 频率和质量标准 序号 检查项目 底基层 质量标准 基层 频 率 1 纵断高程 (mm) +5,-15 +5,-10 每 200m 测 4 个断面 2 宽度 (mm) 符合设计要求符合设计要求每 200m 测 4 个断面 3 横坡 (%) ±0.3 ±0.3 每 200m 测 4 个断面 4 平整度 (mm) 最大间隙 12 8 每 200m 测 2 处, 每处连续 10 尺 标准差 3.0 连续式平整度仪 21

22 DT01/T 厚度 ( mm ) 代表值 合格值 每 200m 每车道测 1 点 7.3 特别要求 养生 7d 后, 水泥稳定碎石的试验段应及时检测下列技术项目 : 1 标准养生试件的 7d 无侧限抗压强度 2 钻取直径为 150mm 芯样, 评价芯样外观, 取芯样本量应不少于 9 个 3 对完整芯样从底部进行截取, 切割成标准试件, 测定强度 4 按车道, 每 10m 一点测定弯沉指标 5 按车道, 每 50m 一点测定承载比 水泥稳定碎石在施工中应钻取芯样检验其完整性, 并应符合下列规定 : 1 芯样直径为 150mm 2 采用随机取样方式, 不得在现场人为挑选位置 ; 否则, 评价结果无效 3 芯样顶面 四周应均匀 致密 4 芯样的高度应不小于实际摊铺厚度的 95% 5 取不出完整芯样时, 应找出实际路段相应的范围, 返工处理 水泥稳定碎石的完整芯样应切割成标准试件, 检测强度, 并应符合下列规定 : 1 标准试件的直径为 150mm, 从芯样底部开始截取, 径高比为 1:1. 2 记录实际养生龄期 3 根据实际施工情况确定试件强度的评价标准 4 同一批次强度试验的变异系数应不大于 12% 5 样本量不少于 9 个 7.4 交工验收 基本要求基本要求应符合以下规定 : 1 集料应符合本标准和设计要求 ; 2 水泥剂量 粉煤灰剂量和矿料级配应符合设计要求 ; 3 混合料应在最佳含水率状态下碾压至规定的压实度 ; 4 检测合格后, 应立即覆盖保湿养生, 养生应符合本标准要求 ; 5 养生至第 7d, 应采用直径 150mm 钻头取芯检查, 芯样应完整无断根现象 ; 6 每组评定试件的强度变异系数不大于 12%; 实测项目水泥稳定碎石 ( 底 ) 基层实测项目见表 表 基层和底基层实测项目 序号 检查项目 规定值或允许偏差底基层基层 检查方法和频率 1 压实度 (%) 代表值 按 JTG F80/ 附录 B 检查 ; 极值 每 200m 每车道 2 处 22

23 DT11/T 平整度 (mm) m 直尺, 每 200m 测 2 处, 每处连续 10 尺 3 纵断高程 (mm) +5,-15 +5,-10 水准仪, 每 200m 测 4 个断面 4 宽度 (mm) 符合设计要求 尺量, 每 200m 测 4 处 5 厚度代表值 按 JTG F80/ 附录 H 检查 ; (mm) 合格值 每 200m 每车道测 1 点 6 横坡 (%) ±0.3 ±0.3 水准仪, 每 200m 测 4 个断面 7 强度 (MPa) 强度符合设计要求, 变异系数不大于 12% 按 JTG F80/ 附录 G 检查 外观鉴定 外观鉴定应符合以下规定 : 1 表面平整密实 无坑洼 无明显离析 ; 2 施工接茬平整 稳定 质量检验评定 水泥稳定碎石 ( 底 ) 基层应按 JTG F80/ 进行质量检验评定 23

24 DT01/T 附录 A 减量流量称技术原理 A.1 流量测量原理 : 对于一个容器内物料来说, 其流出物料流量的物理定义为单位时间内流出的物料量, 即减量称单位时间内的重量减少量就是称内物料排出流量, 减量流量称的测量基本设备, 就是一台称重称, 要求它分辨率要高, 抗干扰能力强, 但不要求漂移指标, 其称重精度应优于 1, 分辩率应优于 0.2. 流量 Q= G/ T A.2 控制原理 计算机依据目标流量, 显示流量及执行机构的特性进行开环加闭环控制运算, 其最终目标是要求实际流量平稳快速跟上目标流量, 其误差要小于规范要求 : 水, 水泥小于 1%, 骨料小于 2%, 这就要去执行机构分辨率要高, 特性要稳定 德一产品全部采用变频器加变频电机实现转速调整, 分辨率优于 0.2, 执行特性如下 : 水 : 水泵为非线性, 特性稳定 水泥 : 使用栅格盘式喂料机构, 特性为线性, 特性稳定, 不起拱, 不自流 骨料 : 使用强拉式皮带, 特性稳定 对于上述三种材料, 在称内料位应在一定范围内使用方可保证执行特性, 相应参数内置于计算机内, 系统自动控制 A.3 动态给定精度如右图所示, 实际流量与目标流量 测量 ( 显示 ) 流量之间都存在误差, 但在配合比允许误差范围内, 测量流量有如下步骤, 1 判断重量变化是异常( 加料及干扰 ) 还是正常 2 正常就依据测量原理测量, 进行线性滤波处理 并进行模型运算, 更新模型参考值 24

25 DT11/T 异常就依据模型参考值进行相应处理, 重量异常时间不能超过一定范围 超过一定时间模型参考值失准, 也会停止出料 最后计算机给出的动态流量是依据测量值, 模型输出值, 进行综合而得, 显示流量超差后停止出料, 只要是非故障状态下显示流量是稳定可靠的 减量流量给定称按普通称重称进行静态砝码标定 25

26 DT01/T 附录 B 振动拌和技术原理 振动搅拌技术在搅拌理论上对传统搅拌技术的突破, 通过搅拌机物理模型和搅拌过程数学模型相结 合的综合模拟方法, 对复杂的搅拌过程进行模拟, 得到了搅拌过程扩散方程, 如式 1 所示 W t W - b x // 2 W b 2 x 2 2 W W ) 2 y z ( 2 式中 : b // 和 b 分别为水平和垂直方向上的搅拌系数, 其值由物料的流变特性 搅拌机构的运动和结构参数决定 将函数 W( x, y, z, t) 的解变换为均匀系数, 可得表达式 : t n, k, l V V e 式中 :V 0 搅拌刚开始时组分含量的均匀系数 ; V t 搅拌结束时组分含量的不均匀系数 ; t 搅拌时间 ; α n,k,l n,k,l 有一个大于零时, 搅拌速度系数中的最小值 ;n,k,l 取值为 1 或 0 由此可得均匀度与搅拌时间的关系曲线, 如图所示 t 0 图搅拌曲线由图可知, 在第 1 阶段, 搅拌主要是靠物料的循环流动来实现 搅拌过程在宏观水平进行, 扩散现象不明显 第 2 阶段, 扩散分布加快, 循环流动与扩散运动在拌和中起的作用趋于相近, 各组分的重新分布已在微观水平上进行 第 3 阶段, 循环流动作用不大, 扩散运动起主要作用 可知, 一个比较完善的搅拌过程, 物料位移必须由良好配合的对流运动和扩散运动来共同完成 这为采用振动搅拌技术来强化扩散运动的振动搅拌方案提供了理论依据 根据数学模型可知搅拌设备的优化目标 : 若在搅拌室内不同坐标方向达到给定的均匀度的搅拌时间是相近的, 那么这种搅拌机械的搅拌时间将最短, 表达式为 : t1,0,0 t0,1,0 t0,0,1 式中 : 搅拌平均时间的角标与搅拌速度系数中的角标相对应, 表示圆筒形拌缸的三维坐标及其顺序 搅拌过程的模型化, 为搅拌参数的优化提供了理论指导, 但由于搅拌过程极其复杂, 不能采用常规的机械工程优化方法, 必须通过试验来进行优化 在三维坐标空间中, 在不同搅拌时间, 按三维坐标测搅拌均匀度便可得到在所以方向都达到给定均匀度的时间 根据试验结果, 不断调整搅拌设备结构和搅拌参数, 逐步逼近目标 26

27 DT11/T 附录 C 振动拌和机拌和特征 振动与搅拌相结合的一体式双卧轴振动搅拌机, 搅拌轴一端设置搅拌动力装置, 另一端设置振动发生装置, 搅拌机搅拌叶片和搅拌轴边旋转边振动, 工作时这些搅拌机构浸在混合料中, 搅拌机构的振动完全被混合料吸收, 不需要减振装置 使混合料在强制搅拌的过程中, 受到振动作用 拌和机振动搅拌时振动参数宜为 A:1.0mm;ω:201.1rad/s;D:4.13 Aω 2 /g C.1 基层混合料振动搅拌机的优势 : 1 充分弥散细集料, 混合料不离析振动搅拌的通用参数优于传统的搅拌机, 同时融合振动搅拌技术, 将混合料中的水泥团 灰团震碎, 使其均匀分布在混合料中, 有效防止混合料离析发生 2 提高强度, 减少开裂混合料在振动搅拌技术作用下充分搅拌均匀, 相同配合比情况下强度可提高 20% 以上, 科学减少水泥用量, 减少半刚性基层裂缝发生 图 C.1-1 搅拌效果对比示意图同配比情况下, 将传统搅拌和振动搅拌水稳材料在扫描电镜下放大 2000 倍, 两者的区别非常明显 传统搅拌水稳材料中, 细小松散的 CSH( 水化硅酸钙 ) 凝胶颗粒散落于骨料表面而没有强力粘附, 粗细骨料和水化产物界面明显, 期间的过渡相结构疏松 而振动搅拌水稳材料水泥水化充分, 粗细骨料和水化产物浑然一体, 微小颗粒材料均匀弥散, 整体结构致密均匀 (a) 传统搅拌 (b) 振动搅拌 图 C 倍扫描电镜图 振动搅拌技术实现了水稳材料微观上的均匀, 反映到宏观层面, 在实际施工当中, 有两个方面的突 出优势 27

28 DT01/T 附录 D 垂直振动击实仪的技术要求 D.1 垂直振动击实仪的构造及工作原理垂直振动击实仪 ( 简称为 VVTE) 的激振器由对称于垂直平面的两个具有转速相等 方向相反的偏心块构成, 如图 A.1 所示 当电机工作时, 振动轴带动两偏心块高速转动产生离心力 两偏心块产生的离心力水平分量相互抵消 垂直分量相互叠加, 形成垂直方向的正弦激振力, 使 VVTE 在理论上产生垂直振动, 并减少横向力的剪切作用, 确保 VVTE 的稳定性 Fu=Me(2πf) 2 2 Fu sinx Fu sinx Fu=Me(2πf) Fu cosx Fu cosx 1- 升降系统 ; 2- 机架 ; 3- 上车系统 ; 4- 偏心块 5- 转动轴 ; 6- 下车系统 ; 7- 振动锤 ; 8- 试模 9- 控制系统 ;10- 转动轴 ; 11- 电机 a)vvte 的构造 b) 偏心块产生的离心力 图 D.1 VVTE 的构造及工作原理 D.2 VVTE 振动参数的技术要求工作频率 :30Hz±1Hz; 名义振幅 :1.3mm±0.05mm; 上车系统重量 :1.2kN±0.01kN; 下车系统重量 :1.8kN±0.01kN; 28

29 DT11/T 附录 E 垂直振动击实试验方法 E.1 适用范围本方法适用于室内对水泥稳定碎石进行振动击实试验, 以绘制水泥稳定碎石在振动击实条件下的干密度 含水率曲线, 并确定其最大干密度和最佳含水率 E.2 仪器设备垂直振动击实仪 : 应符合附录 A 的规定 试模 : 试模尺寸应符合图 E.2 的规定 单位 :mm 注 :H11/C10 表示垫块和试模的配合精度 图 E.2 圆柱体试模和垫块设计尺寸 电子天平 : 量程 30kg, 感量 0.1kg 方孔筛 : 孔径 53mm 37.5mm 31.5mm 26.5mm 19mm 9.5mm 4.75mm 2.36mm 0.6mm 0.075mm 标准筛各 1 个 量筒 :200ml 500ml 的量筒各 1 个 直刮刀 : 长约 200mm~250mm 宽约 30mm 厚约 3mm, 一侧开口的直刮刀 1 把 拌和工具 : 约 1000mm 1000mm 1mm 长方形铁皮, 拌和用平头小铲等 脱模器 烘箱等其它用具 E.3 试验准备试验前, 将各种规格集料置烘箱中烘干至恒重, 烘箱温度为 105 ±5, 时间为 4h~6h E.4 试验步骤试验步骤包括以下内容 : 1 将烘干后的各种规格集料按照矿料级配要求配制 5 份 ~6 份, 每份试料的干质量 m s 为 5000g~ 5500g; 2 取烘干试料 1 份, 平铺于长方形铁皮上, 用小铲将试料充分拌和均匀, 然后按预定剂量加入质量为 m j 水泥, 再次拌和均匀, 得到干混合料 ; 3 将质量 (m s+m j) w i 的水加入制备好的干混合料中拌和均匀, 得到湿混合料 ; 其中,w i 为第 i 次试验时加入干混合料中的拌和含水率,i=1,2,3,4,5; 一般地,w 1=4%~5%; 4 将直径 149mm 高 40mm 的试模下压柱放入试模下部并使底部齐平, 所述试模的内径 150mm 高度 (230mm±10mm), 取制备好的湿混合料一份, 按四分法装入试模中 ; 29

30 DT01/T 将整个试模 ( 连同下压柱 ) 固定在振动仪底板上, 放下振动器使振动锤与被压材料接触, 振动击 实 100s; 6 吊起振动器, 取下试模并放到脱模器上将试模内混合料顶出, 即为试验用试样 试样高度控制 在 150mm±10mm, 当试样高度超出该范围时应作废, 并视试样高度, 适当增加或减少 ms, 并按照上 述 b)~e) 步骤重新制备试样 ; 7 计算第 i 次试验所得的试样干密度, 见公式 (E.4): 式中 : d ( i) m m V 2( i) 0 ( i) w d ( i) 第 i 次试验时试样的干密度,g/cm 3 ; m2(i) m0 第 i 次试验时的试样及试模总质量,g; 试模质量,g; wi 第 i 次试验时加入干混合料中的拌和含水率,%; V(i) 第 i 次试验时的试样体积,cm 3 i... (E.4) 8 计算第 i+1 次试验时所需的拌和含水率 : 计算振动击实前后湿混合料质量差 m1(i)-m2(i), 确 定第 i+1 次试验时加入混合料的拌合含水率 wi+1; 其中 m1(i) 第 i 次试验时装入试模中的湿混合料 质量, 当 m1(i)-m2(i)<50g 时,wi+1= wi+0.5, 当 m1(i)-m2(i) 50g 时,wi+1= wi-0.7; 9 根据步骤 b)~h) 方法重复 5~6 次试验, 确保 5 组试样高度有效, 计算得到 5 组拌和含水率和 干密度 以拌和含水率为横坐标 干密度为纵坐标, 绘制干密度 含水率关系曲线, 驼峰形曲线 顶点的纵横坐标分别为最大干密度 d max w 和最佳含水率 o E.5 结果整理 B.5.1 混合料计算密度应保留小数点 3 位有效数字, 含水率应保留小数点后 1 位有效数字 B.5.2 应做两次平行试验, 两次试验最大干密度的差不超过 0.03g/cm 3 E.6 报告 报告应包括以下内容 : a) 试样的最大粒径 超尺寸颗粒的百分率 ; b) 水泥的品牌 种类和强度等级 ; c) 水泥剂量 ; d) 最大干密度 ; e) 最佳含水率 ; f) 附振动击实曲线 E.7 记录 本试验的记录格式见表 E.7 30

31 DT11/T 表 E.7 水泥稳定碎石垂直振动击实试验记录表 工程名称 试验方法 试样编号 试验者 混合料名称 校核者 结合料剂量 试验日期 试验序号 含水率 w(%) 试模质量 m 0 (g) 击实前试模 + 湿混合料的质量 m 1 (g) 击实后试模 + 湿混合料的质量 m 2 (g) 试件平均高度 h(cm) (m 1 -m 2 )(g) 判断是否 (m 1 -m 2 ) 是否大于 50g 试件体积 V=( h)(cm 3 ) 湿密度 ρ w=(m 1 -m 2 )/V(g/cm 3 ) 干密度 ρd=ρw/(1+0.01w)(g/cm 3 ) 31

32 DT01/T 附录 F 试件垂直振动成型方法 F.1 适用范围本方法适用于水泥稳定碎石无侧限抗压强度 间接抗拉强度 室内抗压回弹模量 动态模量 劈裂模量等试验用圆柱体试件 圆柱体试件尺寸为直径 150mm 高度 150mm F.2 仪器设备垂直振动击实仪 : 应符合附录 A 的规定 ; 试模 : 试模尺寸应符合图 B.1 的规定 ; 电子天平 : 量程 30kg, 感量 0.1kg; 方孔筛 : 孔径 53mm 37.5mm 31.5mm 26.5mm 19mm 9.5mm 4.75mm 2.36mm 0.6mm 0.075mm 标准筛各 1 个 ; 量筒 :200ml 500ml 的量筒各 1 个 ; 直刮刀 : 长约 200mm~250mm 宽约 30mm 厚约 3mm, 一侧开口的直刮刀 1 把 ; 拌和工具 : 约 1000mm 1000mm 1mm 的长方形铁皮, 拌和用平头小铲等 ; 脱模器 烘箱等其它用具 F.3 试验准备试验前, 将各种规格集料置烘箱中烘干至恒重, 烘箱温度为 105 ±5, 时间为 4h~6h F.4 试验步骤包括以下内容 : 1 称取制备一个试件所需的干燥试料质量 m d, 其中,m d =ρ dmax 2655 ( P),ρ dmax 为振动击实确定的混合料最大干密度,P 为预设水泥剂量 ; 2 加入质量为 ρ dmax P 的水泥到质量为 m d 干燥试料中, 拌合均匀得到干混合料 ; 加入质量 ρ dmax w 0 的水到干混合料中, 拌合均匀得到湿混合料, 其中,w 0 为振动击实确定的混合料最佳含水率 ; 3 将直径 149mm 高 40mm 的试模下压柱放入试模下部并使底部齐平, 所述试模的内径 150mm 高度 (230mm±10mm) 将湿混合料按四分法装入试模中, 且边装料边用夯棒轻轻均匀插实 装料的质量 k d 1 0. w, 其中,k 为试件的预定压实度,V=π = cm 3 为试件 max 01 0 的体积 ; 3 将装有湿混合料的整个试模 ( 连同下压柱 ) 固定在振动仪底板上, 放下振动器使振动锤与被压材料接触, 振动击实至试件高度 150mm 事先可通过 3 组 ~5 组试验建立振动时间与试件高度关系, 求取试件高度达到 150mm 时所需振动时间, 并以此时间作为振动压实时间 ; 5 吊起振动器, 取下试模并放到脱模器上将试模内混合料顶出, 即为圆柱体试件 在脱模器上取试件时, 应用双手抱住试件的侧面的中下部, 然后沿水平方向轻轻旋转, 待感觉到试件移动后, 再将试件轻轻捧起, 放置到试验台上 切勿直接将试件向上捧起 ; 6 称试件的质量 m 2, 精确至 0.1g 然后用游标卡尺测量试件的高度 h, 精确至 0.1mm 检查试件的高度和质量, 不满足成型标准的试件作为废件 ; 7 试件称量后应立即放在塑料袋中封闭, 并用潮湿的毛巾覆盖, 移放至养生室 F.5 结果整理 F.5.1 试件高度误差范围控制在 -0.1mm~+0.3mm F.5.2 试件的质量损失应不超过 15g F.6 记录本试验的记录格式见表 F.6 32 表 F.6 垂直振动成型水泥稳定碎石圆柱体试件记录表

33 DT11/T 工程名称 混合料名称 配合比最佳含水率 (%) 最大干密度 (g/cm 3 ) 试件压实度 (%) 试件标准质量 (g) 试验者 试验方法 试验日期 编号 高度 (mm) 1 平均 质量 (g) 压实度 (%) 33

34 DT01/T 振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术指南 DT11/T 附件一 条文说明 34

35 DT11/T 一般规定 附件一条文说明 原材料技术性质直接影响水泥稳定碎石性能, 应确保工程所用原材料是合格的 料源 规格 品种不同, 原材料技术性质不同, 因此应分批检测和储存, 以确保工程质量稳定性 4.2 水泥 水泥稳定碎石从加水拌和到碾压完毕应在水泥初凝时间内完成 快硬 早强水泥中铝酸三钙矿物含量偏高 铝酸三钙遇水水化反应快 水化热高 干缩性大, 使用快硬 早强水泥不仅不能保证在初凝时间内完成水泥稳定碎石施工, 且容易造成严重温缩裂缝和干缩裂缝 水泥受潮后, 导致烧失量增加, 起水泥强度下降和粘结性降低 因此, 严格限制快硬水泥 早强水泥以及受潮变质水泥的使用 为了保证有足够时间完成整个施工作业, 宜采用缓凝水泥, 并规定水泥初凝时间应大于 4h 水泥稳定碎石基层所用水泥应符合国家技术标准的要求 限制水泥温度的主要目的是为了降低水化反应速率, 严防温差开裂 低温条件下, 水泥水化反应过慢, 凝结时间过长 规定水泥进入拌缸温度不得低于 10, 目的在于保证水泥尽快达到抗冻临界强度 4.3 粉煤灰粉煤灰是一种具有多孔结构的玻璃微珠, 可以降低水泥放热率和水泥石后期强度, 并减少水泥石干缩变形和徐变 因此, 为了提高水泥稳定碎石的抗裂性能, 宜在水泥稳定碎石中掺入适量粉煤灰 4.4 粗集料 鉴于目前施工机械水平已具备有效控制平整度 粗细混合料离析条件, 本规范统一基层 底基层集料最大粒径为 37.5mm 同时, 也有利于施工备料和提高工程质量 本规范规定集料备料标准, 以减小施工过程中矿料级配的波动性 水泥稳定砂岩碎石早期劈裂强度约为 0.2~0.5MPa, 施工期间车辆荷载作用下水泥稳定碎石基层层底拉应力为 0.7MPa 因此, 不宜采用砂岩 规定二次破碎禁止采用鳄式破碎机生产, 以确保碎石具有良好的加工特性, 包括级配 针片状颗粒含量 棱角性等 规定石屑规格, 尤其是 0.075mm 通过量, 目的确保矿料级配中 0.075mm 通过量在 3~6% 0.075mm 以下颗粒相当矿粉, 具有微填充效应和界面效应, 能有效改善水泥颗粒级配和粒径分布, 使水泥浆体密实, 并增强浆体 - 集料界面的黏结力, 提高水泥稳定碎石混合料稳定性, 防止粗细集料离析现象出现, 35

36 DT01/T 改善水泥稳定碎石的受力方式, 提高水泥稳定碎石基层工程质量 存在于细集料中或包裹在集料颗粒表面的泥土会降低水泥的水化反应速度, 削弱集料和水泥之间黏结力, 从而影响水泥稳定碎石的整体强度和耐久性 ; 同时, 泥土的混入, 增大基层的收缩变形 因此, 应对此含量加以限制, 并以砂当量表示细集料的洁净程度 5 耐久型配合比设计 5.1 一般规定 为了确保垂直振动击实仪构造的唯一性和试验结果的可靠性, 规定了振动击实仪选型标准 重型击实方法 (T ) 建立在上世纪 90 年代初, 与当时普遍使用 8-12 吨压路机相适应, 但已落后于当前普遍使用 20 吨以上振动压路机施工的实际 与重型击实法相比, 垂直振动击实法确定的水泥稳定碎石最大干密度提高到 1.02~1.05 倍, 最佳含水量减少了 0.5~1.5%, 能够明显地提高压实效果和压实质量 因此, 本规范规定采用垂直振动击实法确定水泥稳定碎石最大干密度和最佳含水量 工程实践表明, 静压法成型的试件工程性质与现场钻芯试件工程性质的相关性不足 36%, 而试件垂直振动成型方法与现场钻芯试件工程性质的相关性可达 93% 因此, 本规范规定采用垂直振动成型方法成型水泥稳定碎石 φ150mm h150mm 圆柱体试件 5.2 技术要求 矿料级配研究成果与工程实践表明 : 混合料中 19mm 4.75mm 和 0.075mm 通过量对基层力学性能 抗裂性能和抗冲刷性能影响显著,19mm 通过量决定了骨架嵌挤状况和施工抗离析性能, 过少难以形成骨架结构, 过多容易离析 ;4.75mm 通过量决定了混合料的密实程度并影响骨架结构, 过少难以对粗集料骨架空隙充分填充而形成骨架孔隙结构, 过多则容易撑开粗集料骨架而形成悬浮密实结构 ;0.075mm 通过量影响压实基层毛细孔和施工性能, 过少则粗集料表面水泥砂浆不足而导致水泥浆 - 集料界面存在薄弱面影响强度和抗裂性能, 同时因为粗集料表面砂浆少 吸附力小而容易导致施工离析, 过多则也会增加收缩裂缝和压实基层表面镜面现象 在总结各单位工程实践和科研成果的基础上, 本规范提出强嵌挤骨架密实级配 如附表 所示, 与 公路沥青路面设计规范 (D50) 中提出的骨架密实级配相比, 本规范提出的强嵌挤骨架密实级配具有密实度高 易于压实 后期强度高等优点 36

37 DT11/T 附表 规范级配与规范级配水泥稳定碎石性能对比 施工性能 不同龄期 (d) 无侧限抗压强度 (MPa) 不同龄期 (d) 劈裂强度 (MPa) 项目 本规范级配 D50 规范级配 本规范级配 /D50 规范级配 最佳含水量 (%) 最大干密度 (g/cm 3 ) d d d d d d 压实度和强度标准 7d d d d 结合水泥稳定碎石的力学特性 疲劳特性和沥青路面水泥稳定碎石层的力学响应分析结果, 对施工期防 止施工车辆荷载作用下水泥稳定碎石极限破坏的强度标准 施工期和运营期车辆荷载反复作用下水泥稳 定碎石累积疲劳损伤的强度标准进行了系统的研究 在此基础上, 提出的水泥稳定碎石材料强度设计标 准, 能够确保水泥稳定碎石具有抵抗车辆荷载反复作用而不导致疲劳断裂的能力 水泥剂量 研究表明, 水泥剂量越大, 水泥稳定碎石抗裂性能越差 为了确保水泥稳定碎石具有良好抗裂性能, 本 规范规定了水泥剂量的最大值 5.3 设计步骤 关键控制好 19mm 9.5mm 4.75mm 和 0.075mm 通过量 通过总结分析现有研究成果和工程实 践, 矿料级配设计时注意以下四项基本原则 : 119mm 通过量控制在 35% 或更高, 这需要结合现场离析情况最终确定 ; 24.75mm 通过量控制在 30~33%, 确保粗集料骨架空隙填充密实, 同时确保骨架不被撑开 ; 34.75~9.5mm 集料用量不得超过 12%; mm 通过量控制在 3~5% 材料组成设计确定水泥剂量时, 试件不应按振动击实试验所得的最大干密度制作, 而应按与规 定的现场压实度相应的干密度制作 如, 水泥稳定碎石最大干密度为 2.45g/cm3, 现场要求压实度为 98%, 则试件干密度应为 =2.40g/cm3 最少试件数量与试验结果的变异性 ( 偏差系数 CV ) 平均值的容许误差和要求的可靠度 ( 或概率 ) 有关 大量试验结果表明 : 振动法成型试件测试的试验结果 偏差系数 CV 可控制在 10% 以内, 因此, 每组试件不小于 6 个 37

38 DT01/T 由于温度对水泥稳定碎石强度影响很大, 原本不合格的材料, 可能因为养生温度过高而变得合格 ; 原本合格的材料, 也可能因为养生温度过低而被认为是不合格 因此, 应在规定的温度下对试件进行养生 在养生期间, 还应保持试件的含水量 影响强度的因素除级配 水泥剂量和压实度外, 还与集料和水泥质量有关, 集料压碎值越大, 混合料 7d 无侧限抗压强度越小 附表 给出了集料岩性和压碎值对水泥稳定碎石 7d 无侧限抗压强度的影响 因此, 本规范规定, 当强度和水泥剂量达不到要求时, 应更换原材料, 以确保基层的力学性能和抗裂性能 附表 集料对水泥稳定碎石 7d 无侧限抗压强度 岩性 石灰岩 花岗岩 砂岩 产地 柞水 镇安 铜川 兴县 保德 安康 汉阴 蓝田 富县 压碎值 (%) 不同水泥剂量 (%) 对应 7d 无侧限抗压强度 (MPa) 5.4 施工配合比 室内配合比设计时, 可严格控制集料清洁度 混合料级配 拌和含水量 拌和均匀性及压实度等, 而拌和站集料清洁度 矿料级配控制 搅拌方式及现场摊铺碾压等存在较大变异性 因此, 应通过稳定土拌和站实际拌和检验不小于 200m 试验段的验证后, 结合实际施工水平, 确定施工配合比 本规范明确了水泥剂量允许波动范围, 同时限制施工水泥剂量高限标准值, 确保水泥稳定碎石的抗裂性能 应严格控制矿料级配和含水量 混合料级配对施工性能 力学性能和抗裂性能影响显著 含水量过大, 既会影响混合料可能达到的密度和强度, 又会明显增大混合料的干缩性和基层表面提浆, 使结构层容易产生干缩裂缝和影响层间结合 ; 含水量过小, 也会影响混合料可能达到的密度和强度 6 施工工艺 6.1 一般规定垂直振动法设计水泥稳定碎石具有最佳含水量低 水泥剂量小 最大干密度大等特点, 要求各工序紧密衔接, 尽量缩短从拌和到碾压完毕之间的延迟时间 同时, 粗集料用量多, 容易离析, 应采取有效措施防止离析 因此, 施工前应做好充分准备工作 6.2 混合料拌和 (1) 拌和设备生产能力应保证施工现场能形成连续不间断摊铺, 因此, 规定额定产量应不小于 500t/h; 38

39 DT11/T (2) 通常采用 4 种规格集料掺配 强嵌挤骨架密实级配由于各规格集料掺配比例不平衡, 通常 19~ 37.5mm 集料用量较大, 所以需要有 2 个进料斗喂料 故规定稳定土拌和设备不得少于 5 个进料斗 (3) 施工过程中, 不致于因 1 个水泥罐中水泥用完而出现中断现象 同时, 也可确保不同厂家水泥入不同的水泥罐 (4)~(5) 确保拌和混合料配合比的准确性 6.2.6~6.2.9 加强过程控制, 严密监测配合比 含水量变化情况, 确保拌和混合料符合配合比设计要求 若有变化, 及时分析原因并予以调整 6.3 混合料运输 运输车辆数量应满足拌和出料与摊铺需要 确保形成不间断的供料车流, 提高基层工程质量及其稳定性 装车时车辆应前后移动, 分三次装料, 减少粗细集料离析 减少运输途中混合料含水量损失, 便于压实 6.4 混合料摊铺 通过调整摊铺机以防止水泥稳定碎石混合料离析 摊铺准备工作 : (1) 严格控制基层厚度和高程, 保证路拱横坡度满足设计要求 ; (2) 下承层洒水湿润后撒水泥, 目的在于加强层间结合 摊铺要求 : (1) 采用梯队作业模式, 相邻两台摊铺机前后间距不应超过 10m, 以消除纵向接缝 ; (2) 摊铺速度宜控制在 1.5~2.0m/min, 且尽量匀速 不停歇地摊铺, 确保基层平整度 ; (3) 规定螺旋分料器匀速不间歇的旋转送料, 且全部埋入混合料中, 以减少粗细集料沿横向离析 ; (4) 螺旋分料器转速应与摊铺速度相适应, 保证两边缘料位充足, 确保摊铺厚度和松铺系数始终一致 ; (5) 提高摊铺后混合料初始压实度, 减少含水量损失, 便于充分压实 因此, 规定摊铺过程中摊铺机应开启振动器和夯锤 6.5 碾压 压实是关键 压实度每增加 1%, 强度至少提高 11% 为确保在水泥初凝前完成水泥稳定碎石压实作业, 应有足够数量压实设备, 并与拌和 摊铺能力相匹配 39

40 DT01/T (1) 采用 26T 以上胶轮压路机在前 双钢轮压路机在后并紧跟摊铺机进行初压, 有利于颗粒骨架密实结构形成, 并减少含水量损失 (2) 复压是确保压实度的关键 工程实践表明,20t 以上振动压路机按规范建议振碾组合方式振碾 8 遍后, 压实度基本上不再增加, 因此规范作了该条规定 (3) 胶轮压路机碾压有利于弥合表面微裂纹 松散以及消除轮迹作用, 达到减少温缩和干缩裂缝的目的 在加水拌和开始到开始失去塑性阶段, 处于塑性流动的浆体非常适合于压实和有利于强度形成 一旦超过初凝时间, 则处于硬稠不流动状态, 初始强度形成, 造成压实困难并影响后期强度, 且易导致开裂 因此, 本规范规定所有碾压作业应在水泥初凝前完成 6.6 接缝处理水泥稳定碎石基层施工中很重要的一环是处理好接缝 接缝处理不好, 就可能反射到沥青面层, 并容易产生水损坏 6.7 养生与交通管制 6.7.1~6.7.2 水泥稳定碎石强度随着龄期增长而提高, 如附图 所示, 纵坐标指不同龄期强度与极限强度比值 因此, 水泥稳定碎石基层碾压成型后, 应加强早期尤其是前 14d 养生, 且只有加强保湿养生才能确保后期强度, 并减少早期干缩裂缝 附图 R c /R c 和龄期关系图 基层早期强度较低, 为避免对基层造成破坏, 本规范规定养生用洒水车和交通管制要求 7 施工质量检查与验收 7.1 一般要求 水泥剂量影响基层的强度和抗裂性能, 应确保水泥剂量的准确性 7.4 交工验收 工程实践证明 : 凡是养生符合规范要求, 采用振动法设计施工的 3% 剂量水泥稳定碎石基层一般在 5~7d 便可取出完整芯样 40

41 附件二世界振动搅拌技术发展史 DT11/T 年 : 前苏联 德国等国家的科学家发现混凝土微观重大缺陷, 提升混凝土微观均匀程度的科学探索启动 ; 1972 年 : 前苏联实验机 ( 下置式振动 ) 完成室内试验验证, 但是由于机械结构不科学, 振动搅拌技术工业化遇阻, 世界振动搅拌技术研究及工业化陷入停滞 ; 1992 年 : 长安大学冯忠绪教授以全新理念开启振动搅拌技术研发 ; 2010 年 : 历经 18 年持续研究, 冯忠绪教授科研团队完成振动搅拌技术室内试验, 张良奇博士创立德通振动搅拌公司, 冯忠绪教授担任首席科学家, 开启世界振动搅拌技术工业化进程 ; 2012 年 6 月 : 世界首台混凝土振动搅拌机由德通振动搅拌研制成功 ; 2014 年 12 月 : 德通振动式水泥稳定碎石搅拌机研制成功 ; 2015 年 : 振动式水泥混凝土搅拌机开始在多省份高速公路长大桥梁 水利工程 高速铁路 市政工程等重要土木工程领域开始大规模应用 ; 2015 年 5 月 : 振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术在全国各地迅速普及 ; 2016 年 : 德通振动搅拌公司完成的 混凝土振动搅拌理论和关键技术的研究及 1m³ 设备的应用 水泥稳定碎石路面耐久抗裂的振动搅拌技术及 600t/h 设备的研制与应用 两项成果进行鉴定, 填补世界空白, 两项成果均被认定为 国际领先 ; 2016 年 3 月 : 振动搅拌应用技术创新战略联盟 由许昌德通发起, 联盟依据国家科学技术部相关政策成立, 主要从事振动搅拌应用技术创新和相关技术标准的制订和颁布实施 41

42 DT01/T 附件三 混凝土界发生的五次重大技术革命 自 1824 年波特兰水泥发明开始, 混凝土至今已有近 200 多年的历史 混凝土在过去乃至今后相当长的时间内, 混凝土仍将是建工 铁路 公路 水运 水利 港口等行业应用最广 用量最大的建筑材料 这样一种广泛应用的人造石材, 使用过程中在原材料 配制技术 施工技术 综合性能 能源 资源及环保要求等方面经历了许多重大的变革 下面我们简单了解一下混凝土技术的五次重大革命 第一次重大技术革命 普通混凝土 : 在 18 世纪前, 有以天然黏土 石灰 石膏 火山灰等作为胶凝材料配制混凝土的记载 进入 18 世纪以后, 火山灰 石灰体系的混凝土因凝结缓慢和早期强度低而逐渐不能适应社会生产迅速发展的需要 英国 美国 法国等国家曾想了不少办法改进胶凝材料的性能 直到 1824 年, 英国的烧瓦工人 JosephAspdin 调配石灰岩和粘土, 首先烧成了人工的硅酸盐水泥, 取得了波特兰水泥的专利, 首创了波特兰水泥的名称, 在市场上获得了很大的成功, 成为水泥工业的开端 1886 年, 美国首先用回转窑煅烧熟料, 使波特兰水泥进入了大规模工业化生产阶段, 用该水泥和砂 石 水为原料配制的普通混凝土, 用量和适用范围日益扩大 第二次重大技术革命 钢筋混凝土 : 1850 年前后, 法国人取得了钢筋混凝土的专利权, 用钢筋来增强混凝土以弥补混凝土抗拉强度和抗折强度低的缺陷 1850 年, 法国人兰伯特 (Lambot) 用加钢筋的混凝土做了小水泥船 ;1861 年巴黎花匠蒙耶 (Monier) 发明了在水泥沙浆花盆中放置铁丝网, 制成的花盆薄且强度大, 并获得专利, 其后又陆续获得了梁 板 管等多项专利 至此, 钢筋混凝土开始具有实用价值 随后, 在欧美几个国家通过试验逐步建立了钢筋混凝土结构的计算公式 第三次重大技术革命 预应力钢筋混凝土 : 到 19 世纪末, 法国的 FreyssinetE 发明了预应力锚具, 天才的创造了预应力钢筋混凝土技术 它充分利用了近代科技提供的混凝土与钢筋的高强度等优越性能, 发挥了两种材料共同作用的复合功能, 为减小结构断面 增大荷载能力, 提高抗裂和耐久性等起了卓越的作用, 使长跨 高耸 重载等结构使用钢筋混凝土作为主体材料成为可能 第四次重大技术革命 外加剂钢筋混凝土 : 20 世纪 30 年代, 美国 德国发明了引气剂和减水剂在混凝土中应用, 使混凝土的耐久性 流动性得到前所未有的提高 此后, 多种化学外加剂先后制成并在工程中迅速得到应用, 被认为是预应力混凝土技术以后的又一次技术大突破 第五次重大技术革命 振动搅拌高性能混凝土 : 2012 年, 世界首台混凝土振动搅拌机由德通振动搅拌研制成功并开始在中国应用, 振动搅拌激发材料本身潜能, 改善材料的微观结构, 混凝土耐久性 工作性等关键指标和性能革命性提升 42