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一、水泥穩(wěn)定碎石作用原理:

水泥穩(wěn)定碎石是以級配碎石作骨料，采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙，按嵌擠原理攤鋪壓實(shí)。其壓實(shí)度接近于密實(shí)度，強(qiáng)度主要靠碎石間的嵌擠鎖結(jié)原理，同時有足夠的灰漿體積來填充骨料的空隙。它的初期強(qiáng)度高，并且強(qiáng)度隨齡期而增加很快結(jié)成板體，因而具有較高的強(qiáng)度，抗?jié)B度和抗凍性較好。水泥穩(wěn)定碎石水泥用量一般為混合料3%~6%，7天的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)5.0Mpa左右，較其他路基材料高。水泥穩(wěn)定碎石成型后遇雨不泥濘，表面堅實(shí)，是高級路面的理想基層材料。

二、路面基層的技術(shù)性能：

路面基層的技術(shù)性能主要包括力學(xué)性能和路用性能兩個方面，具體體現(xiàn)為以下內(nèi)容。

1. 力學(xué)性能：

力學(xué)性能是指材料在不同環(huán)境下，承受各種外加荷載時所表現(xiàn)出的力學(xué)特征。（1）半剛性基層的力學(xué)性能主要用無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度（抗彎拉強(qiáng)度）來表征，用7天齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度來進(jìn)行配合比的設(shè)計和施工質(zhì)量的控制，半剛性基層的力學(xué)性能都是在飽水24小時的力學(xué)特征，因而也是水穩(wěn)定性能的反應(yīng)。（2）水泥穩(wěn)定材料的7天齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值表1-1的規(guī)定。

表1-1水泥穩(wěn)定材料的7天齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)（Mpa）

結(jié)構(gòu)層

公路等級

極重、特重交通

重交通

中、輕交通

基層

高速公路和一級公路

5.0-7.0

4.0-6.0

2.0-5.0

二公路及二級以下公路

4.0-6.0

3.0-5.0

2.0-4.0

注：公路等級高或交通荷載等級高或結(jié)構(gòu)安全性要求高時，推薦取上限值

2. 收縮特性：

半剛性基層的收縮主要表現(xiàn)為干燥收縮和溫度收縮。干燥收縮是由于半剛性基層中水分不段減少所引起的材料體積收縮現(xiàn)象，溫度收縮是由于不同礦物顆粒所組成的固相、液相和氣相等在溫度變化特別是降溫過程中相互作用，使得材料產(chǎn)生體積收縮造成的。雖然干縮和溫縮發(fā)生的原因不同，但都會引起半鋼性結(jié)構(gòu)體積的變化，從而誘發(fā)裂縫。

半剛性基層的干、溫縮特性與結(jié)合料的類型，劑量、試件的含水率和齡期等因素有關(guān)。干縮破壞主要發(fā)生在基層成型的初期，尚未被瀝青面層覆蓋的階段。溫縮破壞主要是由基層在使用初期晝夜交替產(chǎn)生溫差引起的。集料中0.075mm以下的含量對半鋼性基層材料的收縮影響非常大，因起在施工時應(yīng)嚴(yán)格控制0.075mm以下的材料用量。收縮裂縫的危害主要表現(xiàn)在兩個方面，外界水分通過裂縫滲入會引起面層的沖刷剝落或基層的沖刷唧泥，過小的裂縫間距破壞了路面結(jié)構(gòu)的整體性，改變了受力狀態(tài)。

3、沖刷特性：

瀝青路面開裂通過面層進(jìn)入基層的水若不能及時排除，路表水進(jìn)入基層頂面，遇水后濕軟，原本非結(jié)合料聯(lián)結(jié)的顆粒間聯(lián)結(jié)力減弱或喪失，在高速或重載車輛的作用下產(chǎn)生很大的動水壓力，將細(xì)料沖刷帶到路表面，造成唧泥和路面面層脫空，基層沖刷破壞的程度與水量和材料中細(xì)集料有關(guān)，水量越大，細(xì)集料含量越多，沖刷破壞越嚴(yán)重。

三、原材料檢測

1、水泥

所用水泥強(qiáng)度等級應(yīng)為32.5或42.5的普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥均可，但應(yīng)選用初終凝時間較長的水泥（初凝時間大于3小時，終凝時間大于6小時且小于10小時的水泥）。快硬水泥、早強(qiáng)水泥及已受潮變質(zhì)的水泥不應(yīng)使用。宜采用標(biāo)號較低符合規(guī)范要求的水泥。

2、水

符合（生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)）（GB 5749）的飲用水可直接作為基層或底基層材料的拌合用水和養(yǎng)生用水。拌合使用非飲用水時應(yīng)進(jìn)行水質(zhì)檢測，技術(shù)要求應(yīng)符合（公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則）（JTG/T F20-2015）中表3.5.2的規(guī)定。

3、粗集料

所用被穩(wěn)定材料的粗集料宜采用各種硬質(zhì)巖石或礫石加工成的碎石，也可使用天然礫石。所用的粗集料應(yīng)滿足表1-2的技術(shù)要求，并應(yīng)級配穩(wěn)定，塑性指數(shù)不大于9。級配碎石或礫石的粗集料應(yīng)采用具有一定級配的硬質(zhì)石料，且不應(yīng)含有土塊、有機(jī)物、生活垃圾等。級配碎石或礫石用作基層時，高速公路和一級公路公稱最大粒徑應(yīng)不大于26.5mm，二級路及二級以下公路時公稱最大粒徑不應(yīng)大于31.5mm。所使用的單粒徑粗集料規(guī)格應(yīng)符合（公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則）（JTG/T F20-2015）中表3.6.2中G3、G8、G11。

表1-2 粗集料技術(shù)要求

4、細(xì)集料

細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)念w粒級配。高速公路和一級公路用的細(xì)集料技術(shù)要求應(yīng)符合表1-3。所使用的細(xì)集料規(guī)格單粒徑應(yīng)滿足（公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則）（JTG/T F20-2015）中表3.7.3中XG2、XG3。對0-3和0-5mm的細(xì)集料應(yīng)分別嚴(yán)格控制大于2.36mm和4.75mm的顆粒含量。高速公路和一級公路細(xì)集料中小于0.075mm的顆粒含量應(yīng)不大于15%，二級路及二級以下的公路，細(xì)集料中0.075mm的顆粒含量應(yīng)不大于20%。

表1-3細(xì)集料技術(shù)要求

檢測項目

單位

技術(shù)要求

試驗方法

表觀相對密度

/

/

T0328-2005

砂當(dāng)量

%

≥50

T0334-2005

塑性指數(shù)

/

≤17

T0118-2007

小于0.075mm的顆粒含量

%

≤15

T0333-2000

四、級配檢測

根據(jù)當(dāng)?shù)夭牧系奶攸c(diǎn)，通過原材料性能的試驗檢測，選擇適當(dāng)?shù)幕鶎宇愋?。目?biāo)級配可根據(jù)表1-4級配范圍確定，生產(chǎn)級配應(yīng)盡量與目標(biāo)級配相吻合或接近。檢測步驟如下：（1）在運(yùn)輸皮帶驟停的狀態(tài)下取其中一截的全部材料（圖1.1）。（2）采用酒精燃燒法對所取材料進(jìn)行天然含水率檢測（3）通過篩分對級配進(jìn)行分析。

表1-4水泥穩(wěn)定級配碎石或礫石的推薦級配范圍（%）

篩孔尺寸（mm）

高速公路和一級公路

二級公路及二級以下公路

C-B-1

C-B-2

C-B-3

C-C-1

C-C-2

C-C-3

37.5

-

-

-

100

-

-

31.5

-

-

100

100-90

100

-

26.5

100

-

-

94-81

100-90

100

19

86-82

100

68-86

83-67

87-73

100-90

16

79-73

93-88

-

78-61

82-65

92-79

13.5

72-65

86-76

-

73-54

75-58

83-67

9.5

62-53

72-59

38-58

64-45

66-47

71-52

4.75

45-35

45-35

22-32

50-30

50-30

50-30

2.36

31-22

31-22

16-28

36-19

36-19

36-19

1.18

22-13

22-13

-

26-12

26-12

26-12

0.6

15-8

15-8

8-15

19-8

19-8

19-8

0.3

10-5

10-5

-

14-5

14-5

14-5

0.15

7-3

7-3

-

10-3

10-3

10-3

0.075

5-2

5-2

0-3

7-2

7-2

7-2

注：（1）用于二級及二級以下公路時，級配宜符合C-C-1、C-C-2、C-C-3的規(guī)定。C-C-1級配宜用于基層和底基層，C-C-2和C-C-3級配宜用于基層，C-C-3級配宜用于極重和特重交通下的基層。（2）被穩(wěn)定材料的液限宜不大于28%（3）用于高速公路和一級公路時，被穩(wěn)定材料的塑性指數(shù)宜不大于5，用于二級及二以下公路時，塑性指數(shù)宜不大于7。

圖1.1 取樣對級配進(jìn)行檢測

五、水泥劑量、含水率檢測

1、水泥劑量

水泥劑量采用EDTA法檢測。EDTA標(biāo)準(zhǔn)曲線標(biāo)定步驟：（1）取工地上的材料，烘干含水率。（2）計算出所需要的材料（3）準(zhǔn)備5種試樣，每種2個樣品。（4）5種混合料的水泥劑量應(yīng)為0，所加水泥為最佳水泥劑量±2%。（5）加入最佳用水量進(jìn)行拌合。（6）取一個盛有試樣的盛樣器，在盛樣器內(nèi)加入兩倍試樣質(zhì)量的氯化銨溶液（如濕料質(zhì)量為300g，則加入600g的氯化銨溶液）攪拌3分鐘（每分鐘攪110-120次）放置沉定10分鐘。（7）用移液管吸取上層（液面1-2cm）懸浮液10ml放入200ml的錐形瓶內(nèi)，用量管量取50ml的氫氧化鈉（內(nèi)含三乙醇胺）倒入錐形瓶內(nèi)，在加入0.2g的鈣紅指示劑搖勻，溶液呈玫瑰紅色。紀(jì)錄滴定管中EDTA二鈉的溶液，然后用EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，邊滴定邊搖勻，并仔細(xì)觀察溶液的顏色，在溶液顏色變?yōu)樽仙珪r，放慢滴定速度，并搖勻，直到變?yōu)樗{(lán)色，紀(jì)錄滴定管中EDTA二鈉的消耗量。

對其他幾個盛樣器的試樣，用同樣的方法進(jìn)行試驗，并紀(jì)錄各自的EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量。

以EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量為縱坐標(biāo)，水泥劑量為橫坐標(biāo)。兩者的關(guān)系應(yīng)是一根順滑的曲線。如圖1.2所示。

拌合站水泥用量一定要按最佳水泥用量控制準(zhǔn)確，用量太少減少膠凝作用強(qiáng)度得不到保證，用量太大加大水化熱反應(yīng)極易形成裂縫（圖1.2）。

圖1.2 干縮裂縫

3. 含水率

由室內(nèi)擊實(shí)試驗測得最佳用水量，拌合現(xiàn)場可根據(jù)天氣適當(dāng)?shù)脑黾?.5-1%的用水量?，F(xiàn)場采用酒精燃燒法測定含水率。拌合站一定要控制準(zhǔn)確。拌合過程中，含水量控制不好，沒有充分考慮天氣、運(yùn)距對混合料含水量的影響?；旌狭虾肯鄬τ谧罴押窟^低，保證不了水泥穩(wěn)定層水化作用所需的足夠水份，強(qiáng)度無法形成，也不易壓實(shí)；用水量過高，極易形成彈簧，級配不易壓實(shí)車輛行駛后形成車轍、坑塘（見圖1.2），水穩(wěn)層成型之后有多余的游離水分填充空隙，當(dāng)其發(fā)揮后，就有可能造成干縮裂縫。

圖1.2 含水率過高，形成彈簧不易壓實(shí)，車輛行駛后形成車轍

六、攤鋪碾壓

根據(jù)試驗路段確定的松鋪系數(shù)進(jìn)行控制攤鋪，測量人員及時檢查各樁號頂面標(biāo)高，控制布料厚度。攤鋪中嚴(yán)格控制前進(jìn)速度，使攤鋪能連續(xù)進(jìn)行，盡量不停頓。在攤鋪機(jī)或平地機(jī)后面配備相應(yīng)的人員對離析部位進(jìn)行處理，用新料進(jìn)行填補(bǔ)?；旌狭咸幱谧罴押壳闆r下用重型震動壓路機(jī)緊跟混合料的攤鋪面進(jìn)行碾壓，開始用震動壓路機(jī)進(jìn)行穩(wěn)壓1遍，弱震一遍，然后強(qiáng)震4-6遍，碾壓時由橫坡底的一側(cè)向高的一側(cè)碾壓，碾壓時重疊1/2的輪寬。碾壓速度應(yīng)控制在1.5-1.7km/h。在操作中應(yīng)做到三快、快運(yùn)輸、快攤鋪、快碾壓，以確保從加水拌和到碾壓終了的時間不超過3-4小時，并短于水泥的終凝時間。對于壓路機(jī)難于壓實(shí)的地段，應(yīng)配備夯實(shí)機(jī)進(jìn)行夯實(shí)，以保證壓實(shí)度。

七、平整度檢測

平整度是指道路表面相對于理想平面的豎向偏差。路表的不平整會增大行車阻力，使車輛產(chǎn)生附加振動，造成行車顛簸，影響乘客舒適性。不平整的路表積水，不僅加速路面損壞，也給行車帶來安全隱患。因此平整度是評價路基路面施工質(zhì)量和路面使用性能的重要指標(biāo)。

檢測平整度的方法有：三米直尺、連續(xù)平整度儀、車載式顛簸累計儀測定試驗方法。

三米直尺檢測方法及步驟如下：

（1）按規(guī)范選擇測試路段

（2）清掃測定位置的污物

（3）每200m測定2處，每處檢測10尺

（4）根據(jù)需要測定的位置，將三米直尺擺在測試點(diǎn)的地面上

（5）目測三米直尺底面與路面直間的間隙情況，確定最大間隙位置

（6）用有高度標(biāo)線的塞尺賽進(jìn)間隙處，量測其最大間隙的高度(mm),

(7) 連續(xù)測定10尺，判斷每個測定值是否合格，計算出合格率，并計算出10個最大間隙的平均值。

八、壓實(shí)度檢測

碾壓是路基路面施工的重要環(huán)節(jié)，壓實(shí)質(zhì)量與路基路面的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和平整度密切相關(guān)，壓實(shí)度是路基路面施工質(zhì)量檢驗的關(guān)鍵項目。

對于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類基層或底基層，壓實(shí)度是筑路材料壓實(shí)后的干密度與標(biāo)準(zhǔn)最大干密度之比，以百分比表示。標(biāo)準(zhǔn)最大干密度需要在施工前通過室內(nèi)重型擊實(shí)試驗或振動壓實(shí)試驗得到；壓實(shí)后的干密度通常采用挖坑罐砂法檢測。

挖坑罐砂法測定壓實(shí)度的基本原理是；在壓實(shí)層挖坑取出材料，烘干，獲得干質(zhì)量，利用密度確定的砂罐到坑里，以置換坑的體積，從而得到壓實(shí)材料的干密度，進(jìn)而計算得到壓實(shí)度。

采用罐砂法檢測壓實(shí)度時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）必須保證標(biāo)準(zhǔn)最大干密度的試驗材料與現(xiàn)場壓實(shí)層填料是同種材料，計算得到的壓實(shí)度才有意義。對于不同的填筑材料，要分別進(jìn)行擊實(shí)試驗得到相應(yīng)的最大干密度，作為壓實(shí)度計算的標(biāo)準(zhǔn)。如果發(fā)現(xiàn)試坑材料組成與擊實(shí)試驗的材料有較大差異時，可以試坑材料做標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗，求起實(shí)際的最大干密度。（2）量砂要規(guī)則，量砂如果重復(fù)使用時，一定要注意晾干，處理一致，否則影響量砂的松方密度，（3）每換一次量砂，都必須測定松方密度，量砂筒下部圓錐內(nèi)砂的數(shù)量也應(yīng)該每次重新標(biāo)定，因此量砂宜事先準(zhǔn)備較多的數(shù)量，切勿到試驗時臨時找砂，又不進(jìn)行標(biāo)定，僅使用以前的數(shù)據(jù)。（4）地表面要平整。（5）在挖試坑時試坑周壁應(yīng)豎直，避免出現(xiàn)上大下小或上小下大的情況，這樣就會使檢測密度偏大或偏小。（6）壓實(shí)度應(yīng)反映某測試層整體厚度范圍內(nèi)的壓實(shí)質(zhì)量，因此挖坑深度應(yīng)等于測試層厚度。

九、無側(cè)限強(qiáng)度檢測:

無側(cè)限的制作根據(jù)當(dāng)天檢測的最大干密度進(jìn)行計算單個試件所需要的用量，將整個試摸連同上下墊塊一起放到壓力機(jī)上，以1mm/分鐘的加載速率進(jìn)行加壓，直到上下墊塊都壓入試摸為止，維持穩(wěn)壓2分鐘。在成型2-6小時內(nèi)脫模，脫模后稱其質(zhì)量立即放入塑料袋中封閉，放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)生6天后稱其質(zhì)量飽水1天進(jìn)行無側(cè)限強(qiáng)度抗壓試驗檢測。在進(jìn)行強(qiáng)度試驗時，試件需放置在豎向荷載的中心位置，以1mm/分鐘的加載速率進(jìn)行加壓。

十、鉆取芯樣

鉆芯的主要目的：檢測水泥穩(wěn)定碎石的厚度、密實(shí)度、強(qiáng)度。按隨機(jī)選點(diǎn)的方法對已鋪筑到齡期的水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行檢測（每個作業(yè)段不少于9個點(diǎn)）。對鉆芯所留下的坑孔，應(yīng)及時用同等強(qiáng)度的材料進(jìn)行填補(bǔ)，避免成為路面損壞的隱患。

施工過程中拌合站和現(xiàn)場控制質(zhì)量的關(guān)鍵內(nèi)容見表1-5、1-6。

表1-5施工過程中拌合站控制質(zhì)量關(guān)鍵內(nèi)容

檢測項目

檢測內(nèi)容

檢測頻率

原材料檢測

結(jié)合料質(zhì)量

每批次

粗、細(xì)集料品質(zhì)

異常時隨時試驗

級配、規(guī)格

異常時隨時試驗

混合料檢測

混合料級配

每2000m2/1

結(jié)合料劑量

每2000m2/1

混合料最大干密度

每個工作日

含水率

每2000m2/1

表1-6施工過程中現(xiàn)場控制質(zhì)量關(guān)鍵內(nèi)容

檢測項目

檢測內(nèi)容

檢測頻率

攤鋪

目測是否離析

隨時

粗估含水率狀態(tài)

隨時

碾壓

壓實(shí)機(jī)械是否滿足

隨時

碾壓

碾壓組合次數(shù)是否合理

隨時

壓實(shí)度檢測

含水率

每個作業(yè)段檢查6次以上

壓實(shí)度

每個作業(yè)段檢查6次以上

強(qiáng)度檢測

在拌合站取樣成型試件

每個作業(yè)段不少于9個

鉆芯取樣

-

每個作業(yè)段不少于9個