公路路面骨架密實型水泥穩(wěn)定碎石基層振動拌和施工技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)編制說明（征求意見稿）

-1-《公路路面骨架密實型水泥穩(wěn)定碎石基層振動拌和施工技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)編制說明一、編制背景我國是一個發(fā)展中國家，經(jīng)濟(jì)條件有限，又要大力發(fā)展公路建設(shè)，選擇半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)無疑是一個技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的技術(shù)方案。幾十年來，半剛性基層的應(yīng)用及研究雖然取得了豐碩的成果，但遠(yuǎn)未達(dá)到完美的程度。半剛性基層瀝青路面路用性能并不是都獲得了預(yù)期的效果，主要表現(xiàn)為存在收縮裂縫，當(dāng)有水滲入后可能出現(xiàn)唧漿現(xiàn)象；當(dāng)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計不合理或半剛性基層自身存在質(zhì)量問題時，往往會發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞。以上問題的存在并不表明半剛性基層路用性能差，更不表明半剛性材料不適宜作高等級路面的基層。但是，工程實踐中出現(xiàn)的一些問題卻反映出目前采用的半剛性基層混合料設(shè)計、評價指標(biāo)及試驗方法等方面尚需進(jìn)一步研究并改進(jìn)。1．半剛性基層的優(yōu)點半剛性基層瀝青路面在中國公路建設(shè)中具有重大的歷史意義，直至目前，這種路面結(jié)構(gòu)形式仍被廣泛采用。據(jù)統(tǒng)計，我國高等級公路路面基層90%以上采用半剛性基層。半剛性基層具有以下特點：一般來說，半剛性基層具有較高的強(qiáng)度，且具有強(qiáng)度隨齡期不斷增長的特性，因此半剛性基層瀝青路面通常具有較小的彎沉和較強(qiáng)的荷載分布能力。已有工程證明，半剛性基層瀝青路面的承載能力完全可由半剛性基層分擔(dān)，瀝青面層可僅起功能層的作用。半剛性基層材料具有較高的水穩(wěn)性和抗凍穩(wěn)定性，因此在水的作用及多次凍融反復(fù)作用下而不影響半剛性基層的承載能1800MPa，因而其上的瀝青面層彎拉應(yīng)力相應(yīng)減少，從而提高了-2-瀝青面層的耐久性。（4）建設(shè)成本低半剛性基層由于可以就地取材，水泥、石灰、粉煤灰、石料等筑路材料當(dāng)?shù)匾话愣寄芄?yīng)，所以成本較低，可節(jié)約高速公路造價。2．半剛性基層路面的缺點《國外瀝青路面設(shè)計方法總匯》中對半剛性基層的缺陷描述如下：（1）半剛性基層的收縮裂縫及由此引起瀝青路面的反射裂縫不同程度存在；（2）半剛性基層非常致密，水從各種途徑進(jìn)入路面并到達(dá)基層后，不能從基層迅速排走，只能沿瀝青層和基層的界面擴(kuò)散、積聚，造成路面破壞；在反復(fù)荷載的作用下因疲勞而逐漸衰減；（4）半剛性基層瀝青路面對重載車來說具有更大的軸載敏（5）半剛性基層損壞后沒有自愈能力，且無法進(jìn)行修補(bǔ)。包括歐洲發(fā)達(dá)國家的中低交通路面一直在使用半剛性基層，并沒有發(fā)生類似我國的高速公路早期破壞現(xiàn)象，所以把目前我國高速公路的早期破壞現(xiàn)象完全歸咎于半剛性基層是不客觀的。目前半剛性基層的突出問題是裂縫，其他的問題大都是由于裂縫衍生出來的。如“半剛性基層非常致密，水從各種途徑進(jìn)入路面并到達(dá)基層后，不能從基層迅速排走”就是說如果沒自愈能力”說明如果沒有裂縫也不存在需要自愈的問題了。我們必須抓住問題的本質(zhì)，在解決裂縫上下功夫，只要解決了裂縫問題半剛性基層仍具有強(qiáng)大的生命力，完全可以與柔性基層、全厚式瀝青路面抗衡，仍將繼續(xù)為我國的高速公路發(fā)展作出貢綜上所述，我們要用客觀的眼光看問題，不能因為半剛性基層存在問題就全盤否定，在全厚式瀝青路面沒有研究成熟前，半剛性基層路面仍將是主流，所以半剛性基層挖潛是當(dāng)務(wù)之急。道路科研工作者對我國的半剛性基層技術(shù)進(jìn)行了深入的研-3-究，提出了能解決當(dāng)前半剛性基層突出問題的振動成型技術(shù)、振動攪拌技術(shù)和骨架密實結(jié)構(gòu)基層理論。1．水泥穩(wěn)定碎石基層混合料振動成型技術(shù)的誕生，有效解決了水泥穩(wěn)定碎石基層壓實度超百等現(xiàn)場施工標(biāo)準(zhǔn)問題。2．骨架密實結(jié)構(gòu)研究和應(yīng)用日趨成熟。研究表明，骨架密實結(jié)構(gòu)基層的路用性能全面優(yōu)于懸浮結(jié)構(gòu)基層。3.振動攪拌技術(shù)的使用大大減少了水泥劑量。長期以來我國在半剛性基層抗裂方面的研究主要從材料入手，也取得了一些成績，但總體來講應(yīng)用于實體工程后并沒有取得突破性的進(jìn)展。成型方式的變革、級配的優(yōu)化、振動攪拌技術(shù)的使用使半剛性基層抗裂性能取得了突破性的進(jìn)展，這三大技術(shù)已成功應(yīng)用于約1萬公里高速公路實體工程，經(jīng)檢驗抗裂效果十分顯著，越冬的基層平均裂縫間距均不小于100m，有的段落長達(dá)數(shù)公里沒用裂縫。所以有必要制訂自治區(qū)振動攪拌技術(shù)的地方性標(biāo)準(zhǔn)，以提高我區(qū)公路路面基層質(zhì)量，規(guī)范水泥穩(wěn)定碎石基層的施工工藝。二、編制的目的及意義國外情況：由于國外發(fā)達(dá)國家基本上沒用水泥穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)，加上振動攪拌技術(shù)又是新技術(shù)，所以國外沒用振動攪拌技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)情況：由于振動攪拌技術(shù)是新技術(shù)，國內(nèi)沒用相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但個別省份出臺了這方面的地方標(biāo)準(zhǔn)，如河北省、四川省、江西省等。通過本標(biāo)準(zhǔn)的制定，以期達(dá)到解決水泥穩(wěn)定碎石基層的裂縫問題，從而有效提高我區(qū)公路路面質(zhì)量。三、編制過程傳統(tǒng)的攪拌設(shè)備攪拌時間太短，穩(wěn)定土微觀勻質(zhì)性差，攪拌速度較低，攪拌強(qiáng)度和攪拌效率低，存在速度梯度和攪拌低效區(qū)等問題。振動攪拌設(shè)備：穩(wěn)定土受振動作用，內(nèi)部各個顆粒將圍繞某種不穩(wěn)定平衡的中間位置作連續(xù)不斷的運動，并且使相鄰粒子振動發(fā)生位移，物料顆粒間的相對運動頻率增加，攪拌室內(nèi)穩(wěn)定土流動的形式及能量分布必然發(fā)生變化，改善了穩(wěn)定土的微觀結(jié)構(gòu)；所產(chǎn)生的能量場將使顆粒間的摩擦力和粘-4-著力在短時間內(nèi)急劇減小，物料作用于攪拌裝置上的運動阻力顯著降低，物料的循環(huán)流動和擴(kuò)散運動得到加強(qiáng)，從而消除了低效區(qū)；在振動作用下，水泥顆粒處于顫動狀態(tài)，破壞了水泥和水顆粒團(tuán)聚，為水泥充分水化提供了可能，加強(qiáng)了粉料與水的彌散，以及水與水泥的水化反應(yīng)速度，凈化了骨料表面，增加了顆粒間碰撞次數(shù)，使粗骨料表面被細(xì)集料及水泥的水化產(chǎn)物緊密包裹，不僅會提高水泥穩(wěn)定碎石的宏觀均勻性，而且會增強(qiáng)穩(wěn)定土的微觀均勻性。通過振動強(qiáng)化加工過程，減少水泥用量，改善穩(wěn)定材料微觀均勻性與結(jié)構(gòu)，發(fā)揮材料本身潛能，實現(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石路面基層“高強(qiáng)度、少裂縫、耐水沖刷”等耐久性目標(biāo)，是提高路面耐久抗裂性能與路面壽命的一種新方法和新技術(shù)，同意立項。于是，由許昌德通混凝土產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司牽頭，新疆德通科技有限公司、太平洋建設(shè)集團(tuán)有限公司、新疆金正建投工程集團(tuán)有限公司具體實施，成立《振動拌和骨架密實水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)規(guī)范》編寫組。2024年新疆德通科技有限公司向新疆混凝土工程技術(shù)學(xué)會提交了《振動拌和骨架密實水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)規(guī)范》年第二批團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)修訂計劃的通知》（新砼標(biāo)發(fā)復(fù)立項。在標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，規(guī)范編寫組經(jīng)充分調(diào)研，在充分吸收國內(nèi)、外高速公路建設(shè)的規(guī)范、規(guī)程或指南先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合我區(qū)公路建設(shè)振動拌和技術(shù)的應(yīng)用情況，2024年10月完成了《振動拌和骨架密實水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)規(guī)定碎石基層施工技術(shù)規(guī)范》初稿進(jìn)行討論，規(guī)范編寫組按專家的意見進(jìn)行修改形成了《振動拌和骨架密實水泥穩(wěn)定碎石基層四、編制原則及依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)在編制方面，堅持了以下幾項原則：1.以國家規(guī)范為主導(dǎo)原則本標(biāo)準(zhǔn)在編寫中一直遵照以國家規(guī)范為主導(dǎo)的原則，吸取-5-的精髓，但又不盲從國家規(guī)范，根據(jù)河南省高速公路的特點，結(jié)合河南省振動拌和的應(yīng)用現(xiàn)狀，制定了適合我區(qū)公路建設(shè)的振動拌和技術(shù)要求和骨架密實水泥穩(wěn)定碎石基層施工管理措2.堅持可操作性原則本標(biāo)準(zhǔn)在編寫中一直堅持可操作性原則，標(biāo)準(zhǔn)中涉及的水泥劑量、最佳含水量、裂縫間距等均不過度撥高，以經(jīng)過努力可以達(dá)到為原則，使規(guī)范更具人性化和可操作性。3.堅持系統(tǒng)性與創(chuàng)新原則本規(guī)范堅持創(chuàng)新，使用已經(jīng)成熟的新技術(shù)。需要說明的是本標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用了多項新技術(shù)如振動拌和、骨架密實結(jié)構(gòu)、振動成型等，但不是為創(chuàng)新而創(chuàng)新，不是標(biāo)新立異，而是這些新技術(shù)均是經(jīng)過多個工程檢驗，效果可靠、技術(shù)成熟、便于操作的新技術(shù)和新工藝。五、關(guān)鍵指標(biāo)的確定和依據(jù)說明詳見《振動拌和骨架密實水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)規(guī)范》條文說明。六、關(guān)于引用試驗、檢測方法標(biāo)準(zhǔn)本標(biāo)準(zhǔn)中涉及到公路路面基層技術(shù)指標(biāo)的檢測方法等，均有相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)直接引用。七、與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)沒有沖突。八、標(biāo)準(zhǔn)在編寫過程中意見分歧情況本標(biāo)準(zhǔn)在編寫過程中沒有重大分歧。九、標(biāo)準(zhǔn)實施的意義在探索材料攪拌而形成新拌水泥穩(wěn)定碎石過程中的宏觀及微觀現(xiàn)象、機(jī)理和變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用振動作用下水泥穩(wěn)定碎石材料的運動和狀態(tài)變化規(guī)律及其與材料性能變化的關(guān)系，設(shè)計合理的振動器，通過對振源合理分布和振動參數(shù)的優(yōu)化研究，明確水泥穩(wěn)定碎石材料與振動攪拌裝置在宏觀與微觀層面上的相互作用機(jī)理與規(guī)律，最終實現(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石混合料的振動攪拌。-6-振動攪拌技術(shù)為國內(nèi)外首創(chuàng)，振動攪拌耐久性水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)就是通過振動強(qiáng)化加工過程，減少水泥用量，改善穩(wěn)定材料微觀均勻性與結(jié)構(gòu)，發(fā)揮材料本身潛能，實現(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石路面基層“高強(qiáng)度、少裂縫、耐水沖刷”等耐久性目標(biāo)，是提高路面耐久抗裂性能與路面壽命的一種新方法和新技術(shù)。通過本標(biāo)準(zhǔn)的制定，以期達(dá)到解決水泥穩(wěn)定碎石基層的裂縫問題，從而有效提高我省高速公路路面質(zhì)量。使用骨架密實水泥穩(wěn)定碎石振動攪拌技術(shù)能節(jié)約水泥用量，提高水泥穩(wěn)定碎石混合料的均勻性，提高混合料生產(chǎn)效率和混合料質(zhì)量，減少基層裂縫，進(jìn)而減少反射裂縫，從而提高整個道路的質(zhì)量，減少病害的發(fā)生，節(jié)約養(yǎng)護(hù)費用，能產(chǎn)生大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。1.直接經(jīng)濟(jì)效益使用骨架密實水泥穩(wěn)定碎石振動攪拌技術(shù)能節(jié)約水泥用量計算，約需水泥穩(wěn)定碎石混合料250萬噸，使用骨架密實水泥穩(wěn)定碎石振動攪拌成套技術(shù)能節(jié)約水泥用量1.2萬噸，能節(jié)約施工成本400萬元。2.間接經(jīng)濟(jì)效益使用骨架密實水泥穩(wěn)定碎石振動攪拌技術(shù)能提高水泥穩(wěn)定碎石混合料的均勻性，提高混合料生產(chǎn)效率和混合料質(zhì)量，減少基層裂縫，進(jìn)而減少反射裂縫，從而提高整個道路的質(zhì)量，減少病害的發(fā)生，大大節(jié)約了養(yǎng)護(hù)資金。據(jù)測算，使用骨架密實水