水泥稳定碎石掺加粉煤灰施工应用研究

・３００・　第３２卷第１２期　２　０　０　６年６月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３２　Ｎｏ　１２　Ｊｕｎ　２０ｏ６　文章编号：１００９—６８２５　Ｉ　２００６）１２—０３００—０２　水泥稳定碎石掺加粉煤灰施工应用研究　崔小艳摘何晨王泰霖　要：针对水泥稳定碎石基层常见的裂缝问题，从施工工艺上降低水泥稳定碎石基层裂缝，提出了实用的主要技术控　制指标，形成一套完整的施工方法，达到了降低水泥稳定碎石基层裂缝、提高道路承载能力的目的。　关键词：水泥稳定碎石基层，粉煤灰，路面裂缝，施工工艺　中图分类号：Ｕ４１６．２１４　文献标识码：Ａ　水泥稳定碎石结构作为半刚性路面的基层材料，具有强度形　得到越来越广泛的应用，并且取得了较为丰富的经验。　成快、受施工季节影响较小、板结性及整体性强、承载力高、水稳　水泥稳定碎石结构的主要缺点在于：１）由于水泥是一种快硬　性及抗冻性好、刚度大，相对其他半刚性材料早期强度高，且随着　性材料，因此它要求施工作业时序短；２）由于原材料的级配、水泥　含水量、压实度都将影响水泥的强度，施工控制具有一定的　时问的延伸其强度也不断地增长的特点，况且水泥和碎石采购方　剂量、便。由于水泥稳定碎石的强度高和水稳定性好等特点适应了交　难度；３）水泥稳定级配碎石较一般稳定土价格高，这种材料一般　通量较大的城市交通特征和重交通路段的汽车运输的需要，成为　只在高等级公路基层才采用，有局限性；４）结合料为水泥，施工工　城市主干路的沥青混凝土路面的基层，在我国高等级公路建设中　艺要求较高，而且需要较好的施工管理环境，否则就极易产生早期　土工格栅是具有较高抗拉强度和较低延伸率的一种土工合　（见表４）。１）设置隔离层法施工简单，效果也比较理想，但隔离层　成材料，其抗拉强度已接近于软钢，现已广泛应用于路基工程的　所需的材料（粗砂）较多，增加的材料费较多；另外采用时表层　加固。土工格栅对土的加固机理在于土工格栅与土的相互作用　４０（！ｍ厚封层土利用原土回填，原土回填前须翻晒，但粘土含水率　力之中：１）格栅表面与土的摩擦力；２）土对格栅的被动阻抗力；３）　降低的速度较慢，受天气影响也较大，如果遇到连续阴雨天气，往　翻晒时的施工质量也不易控制，容易造成局部含　格栅孔眼对土的镶嵌咬合力。上述三种作用均能充分约束土颗　往会延误工期，粒的侧向位移，从而大大增加土体的自身稳定性，达到提高地基　水率偏高。２）换土加铺土工格栅法施工简单，效果也比较理想，　承载力和减少沉降的目的。在Ｋ２６＋１２０～Ｋ２６＋１９０左侧采用　应用于路肩范围时，不但能提高路基承载力，减少弯沉，而且能限　对路基起加固防护　换土加铺土工格栅（３层）的方法进行处理，取得了较好效果，处理　制路基土体的侧向位移，提高边坡的稳定性，３　ｄ后，弯沉值达到设计要求（见表３）。施工时将处理范围内的表　作用。但该法所用土工格栅数量多，费用昂贵，不宜大面积使用，　层８０　ｃｒｌｆ过湿封层土挖除，换填合格土，土工格栅直接分层布设　般用于路肩范围小面积处理。３）消石灰外掺剂法施工较复杂，　一在路基土中。采用的土工格栅为单向抗拉土工格栅，抗拉力不小　施工前的试验工作也较繁琐，但费用较经济、效果也理想、达到处　于２５　ｋＮ／ｍ；断裂伸长率不大于１５％。　襄３加铺土工格栅后弯沉值检测结果　桩号　理效果所需时间较短，能满足赶工期的要求，是一种值得推广应　用的处理方法。　裹４　３种处理方法的技术经济指标对比表　备注　桩号　处理方法　处理范围　每１　ｍ２估　时间　效果　施Ｉ　难度　实测弯沉值（Ｏ．０１　ｍ）　左　右　处理前　３　ｄ后　１６８　１５６　３７６　３５８　算单价／元　ｄ　设计弯沉值　１８０×０．０１　ｒｍ　Ｋ２６＋１２０　Ｋ２６＋１４０　Ｋ２６＋１６０　Ｋ２６＋１８０　Ｋ２６＋１　９（）　４１２　４２６　３８０　３８６　２７２　２４６　２３０　２２４　１７６　１７０　１５４　１２６　１３０　１４２　１０８　１１４　Ｋ２３＋５ｏ０～Ｋ２３＋６００　设置隔离层法　右侧　Ｋ２４＋１００～Ｋ２４＋１８０　消石灰外　右侧　掺剂法　４５０　８００　７　８　４．７　２ｌ　２　２　５　合格　较复杂　３结语　Ｋ２６＋１２０～Ｋ２６＋１９０　换土加铺土　左侧　工格栅法　４２０　１８　２　３　合格　简单　注：石灰单价９０元／ｔ；土１　格栅６元／Ｉｌ１２　弯沉值不合格是路基工程的一个常见问题，应该及时处理，　参考文献：　防止工程隐患。处理时可以结合施工实际，认真分析比较，灵活　［１］ＪＴＪ　０５１—９３，公路土工试验规程［ｓ］　运用上述３种措施。对以上３种措施的技术经济指标进行比较　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｒｏａｄｂｅｄ　ｗｉｔｈ　ｕｎｑｕａｌｉｆｉｅｄ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｖａｌｕｅ　ＺＩｔＡＮＧ　Ｚｈｉ－ｐｉｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｗｏｒｋ　ｏｆ　Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ　ｒｏａｄ　ｉｎ　１０５　ｎａｔｉｏｎａｌ　ｍａｉｎ　ｈｉｇｈｗａｙ　ａｎｄ　ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ　ｓｉｔｕａｔｉｏｒｒ￣ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｉｚ￣ｃａｕｓ（ｄ　ｔｈｅ　ｕｎｑｕａｌｉｆｉｅｄ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｖａｌｕｅｏｆｍａｄｔ￣ｄｉｎｌｏｃａｌ　ｓｅｃｔｉｏｎｓａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ；ａｔｔｈｅ　８８１＂Ｄ．ｅｔｉｍｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ　ａｒｅ　ｐｒｏ—　ｐ。ｓｅｄ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｆｏｒ　ｏｎ—ｓｉｔｅ　ｃｏｎｓｔｕｃｒｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｏａｄｂｅｄ，ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｖａｌｕｅ，ｕｎｑｕａｌｉｆｉｅｄ　ｒｏａｄ　ｓｅｃｔｉｏｎ，ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　收稿日期：２００５　ｌ１　２７　作者简介：崔小艳（１９７７一），女，助工，河南高速公路发展有限责任公司，河南郑州４５００００　何晨（１９７４．），男，东南大学工程硕士，河南省交通学校，河南郑州４５００００　４５００００　王泰霖（１９８０．），男，助工，河南叶信高速公路建设有限公司，河南郑州维普资讯 http://www.cqvip.com

第３２卷第ｌ２期　２　Ｏ　０　６年６月　崔小艳等：水泥稳定碎石掺加粉煤灰施工应用研究　・３０１－　裂缝，水泥稳定级配碎石存在干缩裂缝和温缩裂缝的缺陷，基层　均为３．５　ｍｉｎ，其中含对料车覆盖时间。摊铺采用双机摊铺，　裂缝会影响到面层。　ｗ【ｒｒ．７５在前，摊铺左边；ｗ【ｒｒ一９５在后，摊铺右边，两机相距５　ｍ　虽然水泥稳定级配碎石有一定的缺点，但它的优点是其他稳　８　ｍ。根据每机摊铺时间、摊铺长度，计算两机平均摊铺速度为　定材料所不及的。因此，从发展趋势来看，对于重型交通道路结　１．３　ｍ／ｍｉｎ。对于每一碾压段落，双机都是在摊铺完该段落才能　～构的承重层，水泥稳定级配碎石可以说是首选材料，许多高等级　不影响下道工序，这样实际的碾压段落摊铺速度为０．９３　ｍ／ｍｉｎ，　公路都选用或接近这种材料作为路面基层。通过公路工作者们　见表３。　的悉心研究、施工过程不断摸索、总结经验教训，积累更多的资　料，使水泥稳定级配碎石作为高等公路基层材料，充分发挥优势。　裹３碾压段落平均速度　段落长度　平均摊铺　平均摊铺　平均碾压　平均摊铺　平均实际　时间／ｒａｉｎ　速度／Ｉｎ・ｒａｉｎ一１　时间／ｍ　总时间／ｍ　总时间／ｒｎ　３０　４０　５０　３１　３７．３　３８．３　１　１　０．９　０．８　１１４　２　ｌ３９　３　１５５．０　１２５．６　ｌ３５．４　ｌ５０．０　１１６，９　１３１．１　１４４．０　１　工程概述　本试验路段位于Ｓ３２２与Ｓ３２１连接线路改造工程上，南起　Ｓ３２２省道华山谢集镇，向北止于丰城镇西Ｓ３２１，桩号。ＬＫＯ＋０００　～Ｋ２＋６９５。该路段始建于２０世纪９０年代，原路面宽度２３　ｍ，　３松铺系数的确定　路基宽度２４．５　ｍ，按照一级公路设计。老路基经处理后加铺水泥　试验路进行了８　ｄ的松铺系数测定，测量距离路中心线２　ｍ，　稳定碎石补强层。连接线改造后路面宽度为１５．００　ｍ，路基全宽　４ｍ，６　ｍ，８　ｍ的摊铺前、摊铺后、碾压后的高程，分别计算了　２５．５０　ｍ，两侧分隔带各宽１．５　ｍ，两侧非机动车道各宽３．０　ｍ，三　ｗ］ｒＩ『＿７５，ＷＴＵ－９５两机的松铺系数见表４。松铺系数按下式计算：　块板形式。本路段为在老路基础上补强改造，采用二灰碎石调平　层后，上铺１８　ｃｍ水泥稳定碎石。二灰碎石采用的配比为石灰：　Ｓ＝（Ｈ１一Ｈ０）／（Ｈ２　Ｈ０）。　其中，ｓ为松铺系数；Ｈ０为原地面高程；Ｈｌ为摊铺后高程；　粉煤灰：碎石＝６％：１２％：８２％。为了研究碎石级配、水泥剂　Ｈ２为压实后高程。　量、外掺剂等对无侧限抗压强度、抗震效果的影响，探讨水泥稳定　裹４水稳碎石松铺系数　碎石的施工工艺，在室内实验的基础上进行试验路铺筑。　试验路采用两种级配，详见表１，级配Ａ偏粗。级配Ｂ偏细。　水泥剂量采用三种组合：１）水泥５％和粉煤灰０．０％；２）水　泥４．２５％和粉煤灰０．７５％；３）水泥４％和粉煤灰１％。　裹１试验路级配　３ｌ　５　２６　１９　９．５　４　７５　２　３６　０　６　０　０７５　施工日期　级配类型　水泥剂量　粉煤灰剂量　４／８　５／８　６／８　８／８　９／８　１０／８　ｌ１／８　Ａ　Ａ　Ａ　Ａ　Ａ　Ｂ　Ｂ　５．０　５．０　５．０　４．２５　４．０　５．０　４．２５　０．０　０．０　０．０　０．７５　１．０　０．０　０．７５　平均松铺系数　ＷＵＴ．７５　１　２４５　１．３０　１．２９８　１　２７５　１　２８６　１．３０５　１．３１０　、Ⅳ１　ｒｒ．９５　１．２４２　１．２７３　１．３１１　１．２７７　１　２６４　１　２７６　１．２９３　试验路级配范围　１Ｏ０　９０～１０ｏ　７２～８９　４７～６７　２９～４９　１７～３５　８～２２　０～７　试验路级配Ａ　１０ｏ　９７＋４　８１　８　５５　５　３８　８　２３　４　１０．８　３　１　试验路级配Ｂ　１０ｏ　９７　４　８１　８　５９　５　４５　４　２９　１　１３　４　３　９　平均　１　２８８　１．２７７　注：　、矾盯．７５为液压式压路机。　ＷＵＴ－９５为机械式压路机　养护方案见表２。　表２养护方案　养护方案　养护内容　４表面状况及裂缝观察　试验路经历第一个冬季后，次年春天的雨后对试验路裂缝情　况进行调查，表明外掺粉煤灰等量替代水泥比例１５％，２０％的裂　方案１　麻袋湿润状态养生７　ｄ，７　ｄ后拆除麻袋，至２８　ｄ内正常养生　方案２　麻袋湿润状态养生１４　ｄ，１４　ｄ后拆除麻袋。至２８　ｄ正常养生　方案３　麻袋湿润状态养生７　ｄ，然后正常养生，至１５　ｄ后做下封闭　缝率比相应级配未掺粉煤灰的裂缝率低。　通过试验路段的试铺，可以得出如下结论：　１）以水泥稳定碎石代替二灰碎石，水泥稳定碎石回弹模量值　２初步分析成果　可减薄路面结构层的厚度。２）在设计水泥剂量为５％的情况下，　拌合场地选择在半幅老路上，虽然节省租地费用，但地方狭　粉煤灰等量替代水泥１５％～２０％，有利于降低水泥稳定碎石的　窄，作业场面小，原材料堆放距离长，运输混合料进出困难，影响　刚度，有利于提高水泥稳定碎石的抗裂性能。３）碾压长度以３０　ｍ　了生产效率。每天的生产量按１０．９０×０．１８×工作日长度×０．９８　～３５　ｍ为宜，能保证在２　ｈ延迟时间内碾压完成。４）水泥稳定碎　×日Ｒｗ计算，平均拌合能力３４７　ｔ／ｈ。后台用砂锅法快速检测　石松铺系数因碾压设备不同而异，ｗＴｕ一７５机为１．２８７，ＷＴＵ－９５　含水量，用ＥＤＴＡ滴定检测水泥剂量，经验表明，含水量用手动阀　机为１．２７６。５）碾压设备组合中振动压路机的方案优于胶轮压路　门开启度控制会造成混合料含水量大；水泥剂量按设计水泥剂量　机的方案。６）养护方案采用方案二为宜，即麻袋湿润状态下养生　加０．５％高限控制，但由于水泥破拱器电机运转不正常，造成水　１４　ｄ，拆除麻袋后及时封闭，或正常养生２８　ｄ。　泥剂量偏大；集料不稳定，尤其石灰偏粗。含有大量的０．３～０．８　参考文献：　料，造成混合料的级配偏差较大。　［１］ＪＴＪ　０３４—２０００，公路路面基层施工技术规范［Ｓ］．　拌合场地到摊铺现场平均运距５　ｋｍ，加水拌和至出厂时间平　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ－ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　ｇｒａｖｅｌ　ｂｙ　ａｄｕｌｔｅｒａｔｉｎｇ　ｆｌｙ－ａｓｈ　ＣＵＩＸｉａｏ－ｙａｎ　ＨＥＣｈｅｎ　ＷＡＮＧＴａｉ－Ｉｉｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｒａｃｋｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　ｍａｃａｄａｍ　ｂａｓｅ，ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｏｓｅ　ｃｒａｃｋｓ　ｆｒｏｍ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｓｐｅｃｔ　ｏｎｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏ￣，ｗｈｉｃｈ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｒｅｄｒｉＣｅＳ　ｔｈｅ　ｃｒａｃｋｓ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｃ￣ｎｎｅｎｔ　ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　ｍａｃａｄａｍ　ｂａｓｅ　ｂｕｔ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｒｏａｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｅｍｅｎｔ　ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　ｍａｃａｄａｍ　ｂａｓｅ，ｆｌｙ　ａｓｈ，ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｃｒａｃｋ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ