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級配碎石設(shè)計與施工控制,JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE,江蘇省交通科學(xué)研究院,江蘇省交通科學(xué)研究院 白琦峰 2009年4月,級配碎石設(shè)計與施工控制,1、材料要求 2、級配選擇 3、試件成型方法 4、級配碎石混合料配合比設(shè)計 5、施工工藝要點,1、材料要求,液限、塑限 碎石強度與形狀,0.6mm以下顆粒的液限和塑性指數(shù)會對級配碎石的水穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響。 采用塑性指數(shù)較低的細料，可明顯降低塑性變形或車轍。,1、材料要求,液限、塑限 碎石強度與形狀,富于棱角及表面粗糙的軋制碎石，在相同級配及密實度下通常比光滑表面的圓顆粒具有更高的CBR值,2、級配選擇,經(jīng)驗認為混合料的最大粒徑越大，承載能力越強； 研究表明最大粒徑26.5、31.5、37.5mm的級配碎石，31.5mm和37.5mm時具有較高的CBR值； 綜合考慮施工離析等因素，認為取31.5mm較為合適。,由散體強度理論，級配碎石的宏觀強度源于集料間的內(nèi)摩阻力； 保證級配嵌擠有利于形成集料間的內(nèi)摩阻力； 級配選擇應(yīng)利于施工控制，不易離析； 級配選擇原則： 增加粗集料用量，減少細集料用量，形成嵌擠結(jié)構(gòu)； 適當減少最大公稱粒徑附近的集料用量，保證施工均勻性。,較理想的級配碎石外觀,3、試件成型方法,重型擊實 振動成型,工程實踐表明，重型擊實得到的標準密度偏低，現(xiàn)場壓實度易出現(xiàn)大于100的情況; 另一個不足之處在于擊實過程中將大的骨料擊碎 ; 研究表明重型擊實可使試件中1.01.5cm以上的顆粒含量減少1520。,3、試件成型方法,傳統(tǒng)重型擊實 振動擊實,振動擊實試驗使被壓材料之間的摩擦阻力由重型擊實的靜摩擦狀態(tài)過渡到動摩擦狀態(tài)，材料間的摩阻力減小，材料易于移動就位，減少粗集料的壓碎； 與實際施工過程相符。,振動擊實 vs.重型擊實,大部分情況下，振動成型試件的最大干密度要大于重型擊實法； 對于粗級配，重型擊實試件最大干密度反而較大。原因是重型擊實過程中粗粒徑碎石被擊碎嚴重，已經(jīng)改變了原有的級配組成。,振動擊實 vs.重型擊實（CBR值）,級配越粗，CBR值越大，強度越高； 振動成型法成型試件的CBR值都大于擊實法，振動成型能使集料達到更緊密的組合，從而提高宏觀強度。,振動擊實儀操作方法,4、級配碎石混合料配合比設(shè)計,為保證級配碎石基層形成骨架密實結(jié)構(gòu)，配合比設(shè)計時可在級配范圍內(nèi)選取粗、中、細三種級配，分別進行試驗，選取CBR值大的級配為設(shè)計級配。,5、施工技術(shù)要點,(1) 拌和 每天開始攪拌前，應(yīng)檢查場內(nèi)各處集料的含水量，計算當天的配合比。 根據(jù)天氣情況、氣溫高低，拌和含水量應(yīng)適當調(diào)整。潮濕天氣宜高0.51%，氣溫高、干燥天氣可高12%。,每天開始攪拌之后，出料時要取樣檢查是否符合設(shè)計的配合比，進行正式生產(chǎn)之后，每1-2小時抽檢其配比、含水量是否變化。 高溫作業(yè)時，早晚與中午的含水量要有區(qū)別，按溫度變化及時調(diào)整。,(2) 裝料與運輸 運輸車輛在每天開工前，要檢驗其完好情況，裝料前應(yīng)將車廂清洗干凈。運輸車輛數(shù)量一定要滿足拌和出料與攤鋪需要，并略有富余； 裝料時，料車應(yīng)前后移動，以減少離析； 應(yīng)盡快將拌成的混合料運送到鋪筑現(xiàn)場。從運輸?shù)綌備佭^程中，覆蓋的布不應(yīng)取下，以減少水分損失。,卸料時應(yīng)有專人指揮，避免料車撞擊攤鋪機，影響平整度。,(3)混合料的攤鋪 攤鋪前應(yīng)將作業(yè)面適當灑水濕潤，但不應(yīng)有積水； 調(diào)整好傳感器臂與導(dǎo)向控制線的關(guān)系，嚴格控制厚度和高程，保證路拱橫坡度滿足設(shè)計要求； 攤鋪機宜連續(xù)攤鋪，與拌和站產(chǎn)量相匹配，避免停機待料，攤鋪速度宜在12m/min左右。,采用2臺攤鋪機梯隊作業(yè)（加寬段宜采用3臺攤鋪機進行梯隊作業(yè)），攤鋪機應(yīng)保證速度一致，攤鋪厚度一致，松鋪系數(shù)一致，路拱坡度一致，攤鋪平整度一致，振動頻率一致等，兩機攤鋪接縫平整。,攤鋪過程中的離析防治,級配碎石攤鋪過程中離析原因及防治與瀝青混合料施工類似 注意攤鋪機料斗攏料時機，減少攏料次數(shù)，減輕“塊狀離析”； 螺旋布料器應(yīng)有三分之二埋入混合料中，以避免粗集料向兩側(cè)集中，形成離析；,布料器變速箱可引起攤鋪機中央“條帶狀” 離析，可通過在變速箱下方設(shè)反向螺旋解決； 應(yīng)設(shè)專人消除攤鋪后粗細集料離析現(xiàn)象，特別應(yīng)鏟除局部粗集料“窩”，并用新拌混合料填補。,條狀離析,(4)碾壓 采用雙鋼輪壓路機、單輪振動壓路機和輪胎壓路機進行碾壓，一次碾壓長度一般為50m80m;,可以先穩(wěn)壓（靜壓）弱振強振最后穩(wěn)壓，壓至基本無輪跡為止; 強振過程中，應(yīng)注意避免過振，造成結(jié)構(gòu)層表面松散和集料振碎現(xiàn)象。,壓路機碾壓時的建議行駛速度，第12遍為1.5km/h左右，以后各遍應(yīng)為2.0km/h左右； 嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調(diào)頭和急剎車，以保證級配碎石層表面不受破壞； 路面的兩側(cè)應(yīng)多壓23遍； 若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場含水量不足，可適當灑水。,(5)接縫處理 每天施工結(jié)束后，由于最后攤鋪的級配碎石離析較為嚴重，壓實度不容易達到要求，應(yīng)將最后一部分級配碎石鏟除至碾壓正常的路段。 第二天施工直接攤鋪第二段，并采用雙鋼輪壓路機由第二段向第一段橫向碾壓。,（6）級配碎石成型后的管理 施工完成的級配碎石底基層、基層禁止開放交通，以避免表層在車輛的行駛作用下松散； 運料車在鋪筑好的底基層、基層上行駛時，速度應(yīng)控制在15km/h以下，并