贫水泥混凝土基层路面研究
项目简介：贫水泥混凝土，是由粗、细集料与一定的水泥和水配制而成的一种材料，其强度大大高于二灰稳定粒料、水泥稳定碎石等半刚性基层材料。贫混凝土具有较高的强度和刚度，水稳性好、抗冲刷能力强。贫混凝土由于胶结料含量少，空隙率一般较大，有利于界面水的排放。贫混凝土能缓和土基的不均匀变形，可消除对路面的不利影响。另外，贫混凝土还可以利用地方小泥窑生产的水泥，也可使用低标准的当地集料。贫水泥混凝土基层路面研究，2000年由河南省交通厅批准立项，经过近三年的研究，本课题创造性、先进性为：1．建立了以抗弯拉强度为指标的道路贫混凝土基层的材料组成设计方法2．完成了贫混凝土基层材料的抗压、抗弯拉强度特性的研究3．完成了贫混凝土基层材料的抗折弹性模量、抗压弹性模量、劈裂抗拉强度等力学特性的研究4．建立了贫混凝土基层材料疲劳特性的研究，建立了贫混凝土的疲劳方程，同时提出用于路面设计的荷载疲劳应力系数以及轴载换算公式。5．通过室内试验，研究分析了贫混凝土基层材料干燥收缩系数、温度收缩系数以及抗冻性能6．通过对贫混凝土基层水泥混凝土路面进行了荷载应力与温度应力分析，提出了贫混凝土基层水泥混凝土路面结构计算方法。7．通过对贫混凝土基层沥青路面进行了荷载应力和温度应力分析，提出了贫混凝土基层沥青路面结构计算方法。8．完成了大孔混凝土的组成设计、路用性能、排水结构以及施工方法的系统研究。 以上研究成果，使我国对贫水泥混凝土基层路面研究达到了新的高度，为我国贫水泥混凝土基层路面设计、施工等规范出台打下了坚实的基础； 通过查新报告表明：以上研究成果，使我国对贫水泥混凝土基层路面研究与其它国家（主要指美、法、英、意等研究、应用贫水泥混凝土较早的国家）相比更加系统、完善和深入。 贫水泥混凝土基层由于其便于就地取材，造价经济、合理，施工工艺不复杂，易于推广应用。
贫混凝土是一种新型的路面基层材料，它具有强度高、收缩小、耐冲刷性好、使用寿命长的优点。本工程贫混凝土作为集装箱停车场、堆货场地的场坪基层，规模大，质量要求高，贫混凝土拟由商品砼供应商按照试验中心配比设计进行混合料拌制，现场采用滑模摊铺法施工。
1、贫混凝土拌和料要求
① 贫混凝土拌和料由商品砼供应商提供出厂合格证明，到现场后由施工单位接受人员做坍落度测试。
② 贫混凝土原材料必须提供原材料合格证明。
③ 贫混凝土拌和料必须做不小于200m路段验证，满足试拌试铺的工作性28d(至少7d)配制弯拉强度、抗压强度和耐久性等要求的配合比，经监理或业主批准后方可确定为施工配合比。
④ 商品砼供应商在施工期间根据施工季节、气温等的变化，要对减水剂、引气剂等外加剂适当微调和控制，保持摊铺现场的坍落度始终适宜于铺筑，且波动最小。
2、施工准备 ① 施工机械选择
施工机械选用双车道滑模摊铺机，配备1台挖掘机辅助布料、拉毛养生机。 ② 施工组织
(1) 项目部根据摊铺方式、机械设备、施工条件等确定贫混凝土路面基层的施工工艺流程，进行详细的施工组织设计。
(2) 开工前，对施工、试验、机械、管理岗位的技术人员和各工种技术工人进行技术交底。
(3) 技术人员根据设计施工图，测量榇平面和高程控制桩，复测和恢复场坪中心、边缘全部基本标桩，测量精确度满足相应规范的规定。
(4) 施工时确保运送贫混凝土的路面基本平整、畅通，不得延误运输时间或碾坏基层。施工中的交通运输配备专人进行管制，保证施工有序、安全进行。 (5) 摊铺前材料与设备检查
(6) 对贫混凝土供应商所选择原材料进行考察，原材料必须有质检报告。 (7) 施工前，原材料宜储备正常施工10~15d的砂石料。
(8) 施工前对机械设备、测量仪器、基准线或模板、机具工具及各种试验等进行全面地检查、调试、校核、标定、维修和保养。主要施工机械的易损零部件有适量的储备。
③ 基层的检测与修整
(1) 基层水泥稳定碎石层经进行连续沉降观测，确定沉降曲线符合设计要求规定后，方可施工上层。同时基层要密实、均质，对上部结构提供均匀支承。 (2) 所有挤碎、隆起、空鼓的基层应清除，并使用相同的基层料重铺，同时设胀缝板横向隔开，胀缝板应与路面胀缝或缩缝上下对齐。
(3) 当基层产生非揙性温缩、干缩裂缝时，庆灌沥青密封防水，还应在裂缝上粘贴油毡、土工布，其覆盖宽度不小于1000mm；距裂缝最窄处不得小于300mm。 (4) 当基层产生纵向揙裂缝时，应分析原因，采取有效的路基稳固措施根治裂缝，且在纵向裂缝所在的整个面板内，距板底1/3高度增设补强钢筋网，补强钢筋网到裂缝端部不宜短于5m。
(5) 基层被碾坏成坑或破损面积较小的部位，要挖除并采用贫混凝土局部修复。对表面严重磨损裸露粗集料的部位，采用沥青封层处理。
3、贫混凝土基层铺筑
(1) 机械配备：施工机械选用三车道滑模摊铺机，摊铺宽度12.5~16.0m，摊铺厚度0~500mm，摊铺速度0~3m/min，并配备1台挖掘机辅助布料和1台拉毛养生机。 (2) 基准线设置：滑模摊铺按设计要求坡度设置基准线，基准线宽度除应保证摊铺宽度外，尚应满足两侧650~1000mm横向支距的要求。基准线桩间距不大于10m。线桩固定时，基层顶面到夹线臂的高度宜为450~750mm。基准线桩夹线臂夹口到桩的水平距离宜为300mm。基准线桩钉牢固。单根基准线最大长度不大于450m，拉力不小于1000N。基准线设置后，严禁扰动、碰撞和振动，一旦碰撞变位，要立即重新测量纠正正。多风天气，适当缩小基准线桩间距。
(3) 摊铺准备：所有施工设备和机具均处于良好状态，并全部就位。基层、封层表面及履带行走部位清扫干净。铺铺面板位置洒水湿润，但不得积水。
(4) 布料：滑模摊铺机前的正常料位高度在螺旋布料器叶片最高点以下，亦不得缺料。卸料、布料与摊铺速度相协调。布料松铺系数按试验段经验系数控制(一般在1.08~1.15之间)。
(5) 滑模摊铺机的施工参数设定及校准：振捣棒下缘位置在挤压板最低点以上，振捣棒的横向间距不宜大于450mm，均匀排列；两侧边缘振捣棒与摊铺边沿距离不宜大于250mm。挤压底板前倾角设置为3°左右。提浆夯板位置在挤压底板前缘以下5~10mm之间。两边缘超铺高程根据拌合物稠度在3~8mm间调整。搓平前沿调整到与挤压板后沿高程相同，搓平梁的后沿比挤压底板后沿低1~2mm，并与路面高程相同。滑模摊铺机首次摊铺路面，要挂线对其铺筑位置、几何参数和机架水平进行调整和校准，正确无误后，方可开始摊铺。在开始摊铺的5m内，在铺筑行进中对摊铺出的场坪标高、边缘厚度、中线、横坡度等参数进行复核测量。所摊铺的场坪标高满足设计要求。
4、铺筑作业技术要领：
(1) 操作滑模摊铺机要缓慢、匀速、连续不断地作业。严禁料多追赶，然后随意停机等待，间歇摊铺。摊铺速度控制在0.5~3.0m/min，一般控制在1m/min左右。拌合物稠度发生变化时，先调振频率，后改变摊铺速度。
(2) 要随时调整松方高度板控制进料位置，开始时宜略设高些，以保证进料。正常摊铺时应保持振捣仓内料位高于振捣棒100mm左右，料位高低上下波动控制在±30mm之内。
(3) 正常摊铺时，振捣频率可在6000r/min~11000r/min之间调整，采用9000r/min左右。防止混凝土过振、欠振或漏振。根据贫混凝土稠度大小，随时调整摊铺的振捣频率或速度。摊铺机起步时，先开启振捣棒振捣2~3min，再缓缓平稳推进。摊铺机脱离混凝土后，立即关闭振捣棒组。
(4) 贫混凝土表面砂浆层厚度控制在4mm左右。滑模摊铺过程中采用自动抹平板装置进行抹面。对少量局部麻面和明显缺料部位，在挤压板后或搓平梁前补充适量拌和物，由搓平梁或抹平板机构修整。养护5~7d后，方可摊铺相邻场坪。 (5) 滑模摊铺结束后，必须及时清洗滑模摊铺机，进行当日保养。并宜在第二天硬切横向施工缝，也可当天软作施工横缝。端部的贫混凝土和振动仓内遗留下的纯砂浆全部丢弃，两侧模板向内各收进20~40mm，收口长度比滑模摊铺机侧模板略长。施工缝部位设置传力杆，同时满足场坪的平整度、高程、坡度要求。 (6) 贫混凝土基层按《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30-2003)的要求，锯切与面板接位置和尺寸相对的纵、横向接缝，切缝浓度不小于1/4板厚，最浅不小于50mm，并使用沥青灌缝。基层设封层时，混凝土面板的横向缩缝在行车前进方向可前错300~500mm。
(7) 贫混凝土基层纵、横向缩缝中可不设拉杆和传力杆，胀缝中设传力杆和胀缝板，胀缝位置与面层胀缝对齐，板顶与贫混凝土基层表面齐平。
(8) 在铺设面层联锁小块时，若一块贫混凝土板上纵、横向断板缝仅为一条，不不挖除重铺，可采用摊铺土工布(要求同上)的方法进行处理；但当一块板上的断板缝多于2条或分叉，则要挖除重铺。 3.5.3.5高强混凝土联锁小块铺砌
1、基层要求平整，密实，表面理出排水坡度，基层以下的80cm压实度为93%，回弹模量≥20MPa。
2、预制铺砌完成后的表面高程误差不得超过±10mm，平整度为：用3m直尺测误差不得5mm，纵、横缝直线误差分别为10mm/20m，10/20m(测一点)。
3、砌块垫层采用中粗砂，中粗砂含泥量小于3%，砂的含水率为4%~8%，厚度30mm，用刮刀刮平，厚度要求均匀平整(中粗砂经筛选)。
4、铺砌前丫在砌块上作业，不可站在砂垫层上以保证砂垫层平整度，砌块间隙不得大于5mm。
5、铺砌转弯处，需用特殊规格尺寸砌块，或采用切割机切割。
6、铺砌后再用压路机碾压2~3遍，以达到所需平整度，排水坡度和标高必须符合设计要求，用扫刷工具将黄砂填满小块间隙处，然后再稳压一次，最后将多余黄砂扫除干净。
7、砌块材料为50MPa，成品需养护七天，并保证在七天内使成品抗压强度不低于80%标准抗压强度方能使用。
8、填缝砂料为干砂，其级配为
筛孔尺寸 (mm) 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 0.075 通过百分率(%) 100 90~100 60~90 30~60 15~30 5~10
9、砂垫层(30mm厚)级配为
筛孔尺寸 (mm) 5.0 2.5 1.25 0.63 0.3 0.075 通过百分率(%) 100 95~100 50~80 30~60 10~15 0~10
水泥稳定碎石基层厂拌法施工
本标段车行道砾石砂垫层上设计为40cm水泥稳定碎石层，水泥掺量选用不少于6%。水泥稳定碎石混合料采用厂拌法施工，生产基地集中拌和后运至现场摊铺施工。混合料自卸汽车运输，现场配备二台挖掘机与二台推土机摊铺，人工整修，二台15T压路机碾压，每台压路机配备一个测量员跟踪路基标高。
拌和设备采用一台WCQ200型稳定土厂拌设备，生产能力达200t/h以上，由配料斗、分料仓、搅拌机、皮带输送机、成品储仓、供水系统、电气控制系统等组成，具有拌和均匀性好、配合比稳定、自动化程度高等优点。
拌和现场设一名试验员控制拌和时的含水量和各种材料的配比，随时抽查配比情况并记录。拌和时的含水量应较最佳含水量大1～2%。
混合料摊铺前做好准备工作，首先进行施工放样，道路中心每20m 用短钢筋棍钉桩及边桩，在钢筋上标明标高位置及松铺高度，拉线控制设计标高和横坡。
灰土拌合机拌好的混合料用汽车运至现场，因工作量较大采用挖掘机与推土机配合摊铺，人工辅助摊铺，15T重型压路机紧跟碾压。每台压路机配备一个测量员跟踪测量路基的标高、坡度。 水泥稳定碎石层分二层摊铺、碾压，每层20cm厚，第一层摊铺后养护3~4天后摊铺第二层。第二层养护时时不少于7天，然后用摊铺机浇一层乳化沥青稀浆封层，厚度0.6cm。
从拌合至摊铺、碾压一般要控制在水泥初凝前结束，所有密实检测采用快速测定法，一旦密实达不到要求，要及时补压。
施工中要随时抽检水泥含量和级配，一旦级配与标准曲线不符，要及时调整料仓进料速度，并按规范规定制作无侧限抗压强度试件。
水泥稳定层碾压成型的时限：水泥活化反应直接影响水泥稳定土层最终强度，因此水泥稳定层施工有很大的时效性。水泥稳定层拌合完成后搁置时间过长，会使水泥丧失活性，从而降低水泥稳定层的强度。从水泥稳定土拌合到最后压实成型，总时间应控制在2.5h 以内。为此，施工流水段长度不应超过50ｍ，成型时间严禁超过3.5h。拌合完成后，超过3.5h 仍未摊铺完成的水泥混合料应视作普通素砼，运回拌合站重新拌合。 混合料辗压头两遍用3Y12/15三轮重型压路机静态辗压。头两遍辗压速度采用1档1.5~1.7km/h，其后用2档，速度为2.0~2.5 km/h。水泥稳定土的摊铺、振实、整平工作，要连续进行，不得中断。摊铺间隔时间不得超过30min，超过30ｍin 时，应将已卸车的水泥稳定土及时整平、碾压，设置临时施工缝，临时施工缝留设：已压实段的前面留5~8m段不碾压，搭接时，搭接段加水泥重新拌和后碾压；隔天工作缝处理：在接头上放一与半刚性基层厚度等高的方木（枕木的外侧用钢钎加固），并铺一厚纸保护，纸上用土覆盖压住。等第二天施工时，清除当天的枕木，以保证接头平顺。
碾压要控制在水泥初凝之前完成，摊铺成型后，当混合料的含水量大于或等于最佳含水量时，进行碾压。直线段由两侧向中心碾压，平曲线段由内向外碾压，碾压时重叠1/2轮宽。严格控制碾压速率，保证压实遍数，达到规范要求的压实度为止。碾压结束之前，用平地机再终平一次，使其纵向顺适，路拱符合要求。
养生及交通管制：成型后的基层在7天内保湿养护，并实行交通管制，禁止一切车辆在其上通过。养护期满后，摊铺一层厚度0.6cm的乳化沥青稀浆封层。工程用车尽可能在施工便道上行驶，在封层上行驶时须限速在15Km/h。
封层的施工包括准备工作、浇洒沥青、撒铺矿料、碾压、初期养护等工序，洒布前对基层表面清扫至无尘埃，对构筑物加以保护以防污染。施工时应封闭交通。
沥青洒布车和集料撒布机联合作业。沥青洒布速度与集料撒布速度相协调，并洒布（撒布）均匀，局部用人工扫匀集料和嵌缝料。沥青洒布在正常温度下进行，若气温较低或稠度较大时，适当加热沥青。洒布均匀不滑移、流淌，保证洒布连续性。集料撒布机撒布砂，砂均匀撒布，不堆积，无松散、露黑。集料撒布一段，使用6-8t轻型钢轮压路机碾压，从两侧向中间进行，碾压速度不超过2km/小时。如有泛油现象，由人工补撒集料，用轻型压路机碾压两遍。下封层施工完，若有损坏现象，及时修补。洒布汽车无法作业的路段或部位，以及漏洒的部位，均用手提式喷洒器进行人工喷洒或补洒。
