连霍高速底基层和基层施工技术指南.doc

水泥粉煤灰稳定碎石施工技术指南总 则1.1 某某高速某某至某某段改扩建工程底基层、基层均采用水泥粉煤灰稳定碎石结构，为确保该高速公路路面底基层与基层的施工质量，统一规范施工，做到有章可循，特编制某某高速某某至某某段改扩建工程水泥粉煤灰稳定碎石底基层、基层施工技术指南（以下简称指南）。1.2 本指南是依据中华人民共和国行业标准公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）、公路路面基层施工技术规范(JTJ034-2000)、公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）、公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ E51-2009）及某某高速某某至某某段改扩建工程的有关施工图设计文件、以及相关试验研究资料等文件编写而成的。本指南是上述规范的补充和具体化，未涉及的内容按照以上有关标准、规范和设计文件执行。1.3 本指南的编写，借鉴了国内外其它高速公路的成功经验以及近年来路面专业上所取得的最新研究成果，并结合了某某高速某某至某某段改扩建工程的实际情况。 因此，指南中存在一些与规范、设计文件不完全一致的地方.某某高速某某至某某段改扩建工程底基层、基层施工过程中应参考本指南进行实施。未尽事宜可参照交通部现行规范。1.4 本指南的适用范围为某某高速某某至某某段改扩建工程已完工并经验收合格，经监理工程师批准的路基顶面上采用摊铺机施工的水泥粉煤灰稳定碎石底基层施工；以及已完工的并经验收合格、经监理工程师批准的底基层上采用摊铺机施工的水泥粉煤灰稳定碎石底基层、基层施工。1.5 本指南仅作为某某高速某某至某某段改扩建工程水泥粉煤灰稳定碎石底基层与基层施工的技术参考文件，如在某些方面（如施工监理程序、原材料验收程序等）与某某高速某某至某某段改扩建工程相关文件有冲突时，应以河南高速公路发展有限责任公司某某郑洛段改扩建工程项目部下达的正式文件为准。2 原材料要求2.1集料 首先必须把好料源头关，其次对所进每批材料都必须按规范要求的检测频率进行自检，自检合格后报监理组、业主抽检，经三方检测合格后才组织上料，同时留样备查。材料入库后，必须严格管理料场，集料堆放场地必须硬化，做到材料整洁无污染，对石料必须进行隔仓处理，插牌明示，集料进场应办理质量检验单和计量单，集料应采用分层堆放以避免离析，细集料采取必要的覆盖措施，采取加盖防水彩条布及防雨棚的办法。各档集料必须满足公路路面基层施工技术规范(JTJ034-2000)规定的物理力学性能要求，并满足粒径规格要求，用于水泥粉煤灰稳定碎石底基层与基层中的碎石应质地坚硬、耐久、洁净、有良好的级配，细集料质地应坚硬、耐久、洁净；用于底基层、基层的碎石最大粒径均不能超过31.5mm（原施工图说明上要求），其颗粒应接近立方体，其具体要求见表2.1。 表2.1 水泥粉煤灰稳定碎石底基层、基层用集料技术要求项 目最大粒径(m m)压碎值（%）有机质含量（%）硫酸盐含量（%）液 限（%）塑性指数技术要求底基层31.53020.25289基 层31.53020.25256水泥粉煤灰稳定碎石底基层与基层用碎石均应分四级备料，并应特别注意防止粗集料的离析及细集料的防潮，粗、细集料都应具有良好级配，具体要求见表2.2。表2.2 底基层与基层用的各级集料的规格要求规 格(mm)通过下列筛孔（mm）的质量百分比（%）31.526.51913.29.54.750.0751030100015102010090100015510100901000150510090100015水泥粉煤灰稳定碎石底基层与基层的合成级配应符合表2.3的要求。表2.3 水泥粉煤灰稳定碎石底基层与基层建议级配范围孔 径（mm）31.526.519.09.54.752.360.60.075通过百分率（%）10090100728947572939172781504图2.1 水泥粉煤灰稳定碎石基层、底基层建议级配2.2水泥可采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥，水泥的初凝时间不得短于4h，终凝时间不宜小于6h（原施工图说明要求），宜采用强度等级32.5级或42.5级的水泥，不得使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。水泥的技术指标应符合规范要求，详见表2.4。表2.4 水泥的基本技术指标要求检测项目技术指标凝结时间，min初 凝240终 凝360且600抗压强度，MPa3d 10.0抗折强度，MPa3d2.5安定性（饼 法） 合 格2.3粉煤灰水泥粉煤灰稳定碎石基层、底基层混合料所用粉煤灰不得低于级灰的技术标准。粉煤灰的技术指标应符合规范要求，详见表2.5。表2.5 粉煤灰的基本技术指标要求检测项目技术指标细 度(45 m方孔筛筛余)，不大于/%F、C类粉煤灰12.025.045.0需水量比，不大于/%F、C类粉煤灰95.0105.0115.0 烧失量，不大于/%F、C类粉煤灰5.08.015.0 含水量，不大于/%F、C类粉煤灰1.0三氧化硫，不大干/%F、C类粉煤灰3.0游离氧化钙，不大于/%F类粉煤灰1.0C类粉煤灰4.0安定性（雷氏夹沸煮后增加距离，不大于/mm）C类粉煤灰5.02.4水凡是饮用水（含牲畜饮用水）均可用于水泥稳定碎石底基层、基层的施工，遇到可疑水源时，应经过试验鉴定以确定是否可用。3 混合料组成设计3.1 一般规定3.1.1 水泥粉煤灰稳定碎石混合料的组成设计包括原材料质量检验、矿质混合料级配组成设计、确定必需的水泥、粉煤灰剂量和混合料的最佳含水量、最大干密度等。3.1.2 水泥粉煤灰稳定碎石的原材料质量检验试验，应按公路工程集料试验规程（JTG E42-2005）、公路工程水泥及水泥混凝土试验规程（JTG E30-2005）、公路土工试验规程(JTG E40-2007)等规程进行，原材料的试验包括水泥标号和终凝时间、粉煤灰技术指标、集料颗粒分析、细颗粒的液限和塑性指数、集料相对密度、碎石的压碎值试验等，必要时应测定有机质含量和硫酸盐含量。3.1.3 水泥粉煤灰稳定碎石级配组成设计按现行公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ E51-2009）进行，采用振动压实法进行水泥粉煤灰稳定碎石配合比设计，并与重型击实法得出的最佳含水量和最大干密度试验结果进行对比，最后以振动压实法成型强度试件，其7d无侧限抗压强度应符合表3.1的标准(原施工图说明要求基层1.53.5MPa,底基层不小于1MPa)。3.1.4 拌合厂开始生产水泥粉煤灰稳定碎石混合料前，应根据现场集料进行设计配合比复验，复验合格的配合比作为标准配合比控制生产。表3.1 7d无侧限抗压强度标准层 位基 层底基层抗压强度（MPa）3.52.53.2 混合料配合比设计1、承包人应在所定料场中选取有代表性的石料进行下列项目的试验：（1） 筛 分；（2） 碎石的压碎值试验；（3） 水泥强度等级和初、终凝时间；（4） 粉煤灰细度、烧失量、安定性、游离氧化钙含量；（5） 振动击实试验和重型击实试验；（6） 有机质含量（必要时做）；（7） 硫酸盐含量（必要时做）；各项试验应按公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ E51-2009）、公路土工试验规程(JTG E40-2007)、公路工程水泥及水泥混凝土试验规程（JTG E30-2005）进行试验，样品必须经试验证明合格后，才能采用；并对料场的各级料进行筛分，确定合适的掺配比例，使水泥粉煤灰稳定碎石底基层、基层混合料级配达到表2.3的建议级配标准。2、水泥粉煤灰稳定碎石混合料配合比设计的试验步骤（1） 设计水泥用量的确定据有关研究表明，对于同一类型水泥稳定类材料，影响其干缩性能的主要因素是结合料剂量及混合料中0.6mm以下细料含量及其塑性指数。从仅考虑混合料干缩性能的角度出发，在进行水泥粉煤灰稳定碎石混合料配合比设计时，在保证混合料强度满足设计要求的情况下，水泥用量应越少越好。同时，经相关研究表明，水泥粉煤灰稳定碎石混合料抗冲刷能力随着水泥剂量的减少而减弱，但水泥含量下降到3%左右时，抗冲刷能力将急剧降低。因此，从仅考虑混合料抗冲刷性能的角度出发，水泥稳定类材料，水泥含量不宜过低，但也不宜过高，过高易使基层裂缝增加。经综合考虑水泥粉煤灰稳定碎石混合料的路用性能、经济效益、施工和易性等方面因素，同时考虑到底基层对抗冲刷性能要求略低，建议基层、底基层水泥用量分别为：底基层用水泥试配剂量：3.0%基层用水泥试配剂量：3.5%（2）设计粉煤灰用量确定水泥粉煤灰稳定碎石基层材料强度主要由骨料与骨料间嵌挤作用和水泥、粉煤灰的水化产物与骨料间的粘结作用所决定。根据粉煤灰在水泥粉煤灰稳定碎石中的作用机理分析得知，一旦其级配选定，混合料的强度取决于水泥、粉煤灰的综合效应，混合料中粉煤灰既有化学效应又有物理的微集料形态效应。粉煤灰的化学效应主要表现为，粉煤灰玻璃相组分的二次水化反应对水泥水化反应有辅助作用，且只有到硬化的后期，才能明显地显示出来。同时其活性成分能与水泥水化产物氢氧化钙反应，生成硅酸钙等矿物，减少了混凝土与空气中二氧化碳反应的机会，即降低了碳化收缩的可能。粉煤灰的物理微集料形态效应主要表现为，在混合料中粉煤灰起着填充粗集料骨架的作用。在进行水泥粉煤灰稳定碎石基层、底基层级配设计时，应考虑粉煤灰的填充作用，适量的粉煤灰能较好的填充粗骨架空隙，而当粉煤灰掺量进一步增加，超过了最佳掺量，则使粗颗粒相互分开，从而使骨架密实型结构转变成了悬浮密实型结构。混合料中0.6mm以下细料含量过多，会引起混合料抗裂性能的急剧衰减。在水泥稳定碎石中掺入适量的粉煤灰，可以改善水泥稳定碎石的路用性能，尤其是极大地提高了抗裂性能和后期强度。经综合考虑水泥粉煤灰稳定碎石混合料的路用性能、经济效益、施工和易性等方面因素，建议在进行水泥粉煤灰稳定碎石基层、底基层配合比设计时，将1030mm、1020mm、510mm、05mm四档集料按给定的推荐级配范围进行混合料级配设计，保证掺配出的级配曲线在给定的级配范围内，尽量使2.36mm关键筛孔通过率贴近中值，0.6mm、0.075mm通过率尽量贴近推荐级配范围下限。在此前提下，用粉煤灰代替4%的05mm的细集料。严格控制2.36mm、0.6mm、0.075mm关键筛孔的通过百分率。建议在底基层、基层配比设计时，将粉煤灰用量控制在: 粉煤灰：碎石 = 4：96 。（3）击实（振动压实）试验根据所选用的水泥剂量，进行振动压实试验，并采用图解法确定其混合料的最佳含水量和最大干（压实）密度，按设定的压实度分别计算设计规定水泥剂量的试件对应的干密度。（4）无侧限抗压强度试验现行规范用7d无侧限抗压强度单指标控制材料设计，必然忽视其他性能要求，如抗裂、抗冲刷、疲劳特性等。建议在水泥粉煤灰稳定碎石混合料强度（模量）满足要求的前