碾压式贫混凝土基层施工质量控制指南

碾压式贫混凝土基层施工质量控制指南

1、使用范围

在已完成并经过监理工程师验收合格的底基层上，铺筑碾压式贫混凝土基层。质量检测包括施工准备、所需设备、劳动力和材料，以及施工、试验、养护等全部作业。

2、材料

2.1水泥

（1）可使用各种硅酸盐水泥，不采用粉煤灰时，宜采用强度等级32.5的水泥．掺用粉煤灰时，只能使用道路硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，水泥应使用缓凝水泥，其抗压强度、合格强度、安定性和凝结时间必须检验合格。

（２）采用机械拌和时，宜采用散装水泥，散装水泥的夏季出厂温度不宜高于65℃，混凝土搅拌时的水泥温度不宜超过60℃，且不宜低于10℃。

（3）水泥进场时每批量应附有化学成分，物理、化学指标合格的检验证明。其化学成分、物理性能等路用品质应符合《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30-2003）的相关规定，见表1。

（4）选用水泥除满足上述的规定外，还应通过碾压式贫混凝土基层配合比试验，根据其配置弯拉强度、耐久性和工作性优先选用适宜的品种和强度等级。

2.2粗集料

（1）粗集料应选用质地坚硬、耐久、洁净的碎石、碎卵石和卵石，碾压式贫混凝土基层可使用III级粗集料。粗集料的技术指标应符合表1的规定。

应按公称最大粒径的不同采用不少于2个粒级的集料进行掺配，并应表2的合成连续级配的要求。碾压式贫混凝土土基层粗集料的碎石最大粒径不应大于31.5mm, 公称粒径不应大于26.5mm.碎石中粒径小于0.075mm的石粉含量不宜大于1％。

（1）细集料应采用质地坚硬、耐久、洁净的天然砂（河砂和沉积砂）、机制砂（宜采用石灰岩、玄武岩、辉绿岩等破碎的机制砂）或混合砂，细集料的技术要求应符合表3的规定，碾压式贫混凝土基层用砂标准见表3。

（2）细集料的级配要求应符合表4的规定。碾压式贫混凝土基层宜采用中砂，如果砂较粗，可使用干净的机制砂与粗砂掺和使用。同一配合比用砂的细度模数变化范围不应超过0.3，否则，应分别堆放，并调整配合比中的砂率后使用。

细集料技术要求表3

术规范》（JTG F30-2003）附录B。

细集料级配范围表4

碾压式贫混凝土基层掺用粉煤灰时应符合表5的规定。

粉煤灰分级和质量指标表5

换算系数约为2.4。

（2）混合砂的活性指数为掺粉煤灰的砂浆与水泥砂浆的抗压强度比的百分数，活性指数要求应满足28d括号中的数值。

2.5水

饮用水可直接作为碾压式贫混凝土搅拌和养护用水。对水质有疑问时，应检验下列指标，合格后方可使用。

（1）硫酸盐含量（按SO4计）应小于0.0027mg／cm3

（2）含盐量不得超过0.005mg／cm3

（3）PH值不得小于4

（4）不得含有油污、泥和其它有害物质。

2.6外加剂

在正常气候条件下，碾压式贫混凝土基层强度形成快，基层可不使用外加剂。如气温较高，可以使用减水剂、缓凝剂，掺量通过试验确定。

2.7碾压式贫混凝土集料级配范围

由于碾压式贫混凝土强度除靠水泥、砂浆胶结作用外，骨料之间的嵌锁起主导作用，所以骨料的级配十分重要。为防止混合料的离析，改善和易性，粗集料采用最大粒径为31.5mm，公称粒径不应大于26.5mm，所用骨料级配见表6。

3.1设计要求

碾压式贫混凝土基层配合比设计应符合强度、工作性、耐久性等技术要求。

（1）强度：碾压式贫混凝土基层设计强度应符合表7的规定。

碾压式贫混凝土基层的设计强度标准值（Mpa）表7

碾压混凝土属于特干硬性混凝土，工作性指标的选择、检验与控制对于其压实度、弯拉强度及平整度至关重要，具体指标为：

[1]可压性：用改进VC 值评价，要求出搅拌口改进VC 值宜大于20s ±5s ，碾压时的改进VC 值宜控制在30s ±5s ，试验中的“试样表面出浆评分” 宜为4-5分，并不应低于4分。 [2]易压实性：要求20sRA 法压实度大于95％。RA 法是将2.5kg 的碾压式混凝土放入圆筒模具中，再把23.3kg 的重锤提进圆筒，振动台开动20s ，测定其压实度，来量度易压实性。（具体操作方法和步骤分别见附录1、附录2。） 3.2设计原理与方法

基层碾压式贫混凝土配合比，应使用正交设计法或建议采用日本建设部关东技术事务所与水泥协会共同推荐的碾压式混凝土配合比设计方法。这一方法显著的特点是将多个主要因素联系在一起，根据混凝土学原理，按照细骨料和粗骨料的空隙分别由水泥浆和砂浆填充的原则，引入水泥浆填充系数K p 和砂浆填充系数K m ，即：

K p =水泥净浆体积／细骨料空隙体积≥1 （1）

K m =砂浆体积／粗骨料空隙体积＞1 （2）

通过试验研究，在一定的密实功下当填充性良好时，K p 、

K m 值可分别取1.1-1.4和1.2-1.6。确定K p 、K m 值后，RCC

的各种材料用量可按下式计算：

（3）

G= 1000-10Va 10V G Km + 1

W G ρG

（4）

（5）

式中：V a —含气量（％）

W s 、W G —干细骨料、粗骨料在充分密实下的单位质量（kg

／m 3

）

V s 、V G —干细骨料、粗骨料在充分密实下的空隙率（％） ρs 、ρG 、ρc —分别为细骨料、粗骨料、水泥的密度（g

／cm 3

）

G 、S 、W 、C--分别为细骨料、粗骨料、水、水泥用量（kg

／m 3

） 根据日本提供的方法，关键就在于找出K p 、K m 值W ／C 。

K p （包含水泥用量）、K m （包含细骨料用量）、W ／C 和粉

煤灰用量是影响碾压混凝土可碾性、易压实性、强度、耐久性的主要因素，在碾压混凝土中加入其它材料，如减水剂、缓凝剂等，就应考虑添加材料对碾压混凝土性能的影响。 3.3设计步骤

（1）初步配合比设计 [1]进行原材料试验。

[2]根据经验选定K p 、K m ，计算砂、石用量，砂子越粗，事

K m 越大。K p 值的确定则相反，砂子越细，K p 越大。

S= 10V G KmG { 10VsKp + 1 }*W G

Ws ρs

W + C =

10VsKpS

ρC

Ws

a、依选定的K m由公式（3）计算石子用量G。

b、依选定的K p由公式（4）计算砂子用量S。

c、依计算的石子用量按级配要求确定粗集料组成比例。

d、掺配石屑时，依据计算的砂子用量按天然砂：石屑不小于4：

1（粗砂）或5：1（中砂）比例掺配。

e、确定砂率：依上述计算的砂石材料计算砂率，基层碾压式

贫混凝土砂率宜符合表8的规定。如果表8规定的砂率有差异，应以配合比计算砂率为准。

碾压式贫混凝土基层砂率表8

f、依上述组成集料验证合成级配，不符合要求时进行调整。

碾压式混凝土由矿质混合料组成为连续级配，又经振动压路机及轮胎压路机等的碾压，使混凝土中各种集料排列为骨架密实结构，粗骨料之间的嵌锁作用对混凝土的性能作用很大。日本提供的方法考虑到了混凝土的填充密实，而实际施工由于各批次材料变化较大，施工中不好控制。因此为了方便控制混凝土质量，可以在目标配合比材料组成的基础上回归一条级配曲线指导施工，如表6。

[3]依照碾压混凝土强度公式和最大水灰比要求确定W／C：

f cc=0.2156f s{c/w +0.798} （6）

式中:f s—水泥实测28d抗折强度(Mpa)

f cc—碾压混凝土配制28d弯拉强度均值(Mpa)

f cc=(1.1-1.5)f d f.28

f d f.28为碾压混凝土28d设计弯拉强度。

由式（6）可得水灰比式（7）

（7）

[4]按W ／C 与公式（5）计算单位水泥用量与用水量。 如上述砂石材料为干燥状态时，则用水量W ′

=W+W 饱

式中：W ′

--集料干燥状态时配合比试验加水量

W--集料饱和面干状态时配合比计算用水量 W 饱--集料饱和面干状态时含水量

由上述公式计算的水泥用量还应符合以下要求：

碾压式混凝土比配制相同强度普通水泥混凝土水泥用量要

少20-50kg ／m 3

，因此，不掺粉煤灰的贫混凝土的单位水泥用

量宜控制在190-240kg ／m 3

之间，掺粉煤灰时，单位水泥用量

宜控制在180-220kg ／m 3

之间。单位胶材总量宜控制在

210-260kg ／m 3

之间。

[5]根据水泥用量和外加剂掺量计算外加剂用量。 [6]粉煤灰用量计算：

粉煤灰可按“超量取代法”计算，掺量取代系数以1.5-2.0为宜，粉煤灰掺量通过试验确定，一般不宜大于25％。 [7]室内工作性和强度试验，依上述计算材料试拌混凝土，验证配合比，确定初步配合比。 （2）初步配合比验证

试验室的基准配合比应通过搅拌楼试拌和检验及不小于200m 试验路段的验证，并根据料场砂石料含水量、拌和物实测视密度、改进VC 值、RA 值，调整单位用水量、砂率。调整时，水灰（胶）比、单位水泥用量不得减少。考虑到施工中原材料含泥量、含水量、泥块含量变化和施工便异性等因素，单位水泥用量应比试验室的基准配合比适当增加5-10kg 。满足试拌、试铺的工作性、28天（至少7天）配制弯拉强度、抗压强度和耐久性等要求的配合比，经监理工程师及业主批准后方可确定为施工配合比。

W

= 0.2156f s

C f cc -0.798*0.2156f s

（3）施工配合比

[1]根据现场粗、细集料条件（含水量及超、逊径波动等）、天气（气温、风速等）及施工情况（混凝土运送距离等），确定施工配合比。

[2]确定施工配合比的原则是：在理论配合比水泥用量不变的条件下适当调整混凝土用水量，使现场摊铺机口混合料的稠度达到设计要求。

[3]降雨后，应根据每天不同时间大气温及砂石料实际含水量变化，微调加水量，同时微调砂石料称量，其它配合比掺数不得变更，维持施工配合比基本不变。雨天或砂石料变化时应加强控制，保持现场拌和物工作性始终适宜于摊铺和稳定。[4]在每次施工前一天，应得到石料筛分结果，使级配始终保持与施工配合比设计级配一致。

已批准的基层碾压式贫混凝土混合料的生产方法和材料，未经监理工程师同意不得改变，如需要改变时，承包人应重新做试验试拌报批。

4、碾压式贫混凝土的拌和、运输

4.1承包人应根据图纸、机械设备、施工条件及摊铺方式拟定碾压式贫混凝土基层的施工方案及施工工艺流程，编制详细的施工组织计划，在开工前28d报请监理工程师批准。

4.2开工前，承包人应对施工、试验、机械、管理等岗位的技术人员和其它各种技术人员进行培训。未经培训的人员不得单独上岗操作。

4.3施工前必须对施工机械、测量仪器、机具及各种仪器等进行全面的检查、调试、标定、维护和保养。对主要施工机械的易损件部分，应分别有适当储备。

4.4施工前应对进场材料进行全面检验，其检验项目及频率应满足《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30-2003）表

5.4.4的要求。砂石料堆应全部覆盖防雨，堆底严防浸水。由于多数上、下基层使用同一个拌和场，砂石料堆并没有覆盖，要使混合料得到好的工作性，就要多加强混合料含水量的控

制，并安排专人观察混合料的情况，发现有变化时就及时调整用水量。

4.5基层碾压式贫混凝土的拌和楼应采用间歇式搅拌楼。应根据拌和物的粘聚性、均质性及强度稳定性试拌，其最短纯拌和时间应比普通混凝土延长15-20s。一般情况下单立轴式搅拌机总拌和时间宜为95-140s，全部原材料到齐后的最短纯拌和时间不宜短于60s。

4.6碾压式贫混凝土的拌和技术要求必须满足《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30-2003）第6.2节的各项要求。其中拌和楼的混凝土拌和计量允许偏差应符合以下规定：水泥：±1％；粗、细集料：±3％；水：±1％。拌和过程中，拌和物质量检验与控制应符合下表9的规定。低温或高温天气时施工，拌和物出料温度宜控制在10-35℃。并应测定原材料温度、拌和物温度、改进VC值和RA值。

技术规范》（JTG F30-2003）第6.3、6.4节的各项有关规定，其中混合料拌和物出料到运输、铺筑完成允许的最长时间应符合表10的要求，不能满足表10要求时，应采取变更拌和场位置或经试验采取加大缓凝剂剂量等措施。碾压式混凝土含水量少，易离析，应尽可能做到运输距离短，运料时间少，以利于施工。当运输时间在15min以上时，运输过程中要采取遮盖措施，防止和减少水分的散失；减少混合料在装卸过程中产生的

离析，在运料车选型上应注意底盘高度与拌和机卸料口匹配。运料车驾驶员应在施工前培训。

允许最长作业时间的要求表10

5.1铺筑前必须在边部安装牢固的钢侧模，清扫底基层，并同时洒水湿润。

（1）对于破碎稳固段，应先在正式施工前采用同等级贫混凝土修补坑洞。

（2）对于集中挖除段，应先清扫水泥稳定碎石底基层上的浮料，无需清除粘附在底基层上保湿膜，保湿膜可作为底基层与基层之间的隔离层，并同时洒水湿润，将保湿膜修正平整。5.2碾压式贫混凝土基层铺筑采用与沥青混合料相同的机械铺筑。

5.3碾压式贫混凝土基层的铺筑除满足《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30-2003）第七章的技术要求外，还应符合下列规定：

（1）纵、横向缩缝间距应符合设计要求，切缝深度不宜小于1／4板厚，最浅不宜小于50mm，并应使用符合设计文件要求的材料和方法灌缝。

（2）碾压式贫混凝土松铺系数应根据混凝土配合比、施工机械由试铺确定。面层采用高密实度摊铺机，松铺系数宜在

1.25-1.35范围内。

5.4施工过程中应连续供料、均匀摊铺，摊铺速度应按公式计算。若摊铺停顿时间超过规定，则应按施工接缝处理。

6、碾压

6.1压路机械配置

基层水泥和水用量都较少，相应水泥浆也较小，如果振动压路机吨位小，混凝土很难提浆。提不出浆混凝土内部不能充分液化，成型后不密实，强度大受影响。振动压路机吨位也不宜过大，吨位大会压碎粗集料，改变混合料的设计级配。经过实践表明碾压式贫混凝土振动压路机吨位以13-16T较为合适，若为16-18T，则压实遍数可适当减少。碾压式贫混凝土混合料质量控制较面层差，拌和料的含水量变化较面层大，如果使用吨位较大的轮胎压路机，轮迹较深，影响平整度。因此，用作碾压式贫混凝土基层的轮胎压路机吨位应较小。吨位也不能太小，太小光不了面。轮胎压路机的吨位以16-20T较为合适。为了保证表面质量，宜配置一台6-12T钢轮压路机收光。压路机配置的数量由摊铺的宽度及速度决定。

6.2碾压作业段长度

碾压作业段长度应与摊铺速度、压路机配置数量、强度损失的允许最大长度等因素联系起来。作业段太短，压路机调头太多，不利于路面平整度。作业段太长，压路机要增加数量，并且要考虑混凝土的强度损失问题。碾压式贫混凝土碾压作业段长度以30-50m较为合适。

6.3碾压作业方式

碾压作业应遵循“先轻后重、先低后高、先慢后快、先边后中”的原则。在实践中发现虽用轮胎压路机可以弥合表面微裂纹和消除轮迹，但因其含水量差异较大，使得局部轮迹可能很深，平整度较差。出现这种情况应使用吨位低的钢轮压路机再收迹一次或延缓适当时间再行碾压。具体碾压作业方式参见表14。

碾压是保证路面最终密实成型的关键工序，在摊铺作业完成后立即进行。碾压作业均匀、速度稳定，并按初压、复压和终压三个阶段进行。初压采用钢轮压路机或振动压路机静压，静压重叠为1／3钢轮宽度，初压遍数为2遍；复压采用振动压路机振动碾压，重叠量为1／2振动碾宽度，经过试验确定，按现场施工压路机吨位，小振2遍，大振2遍能取得较好的压

实效果；终压采用轮胎压路机静压，一般压3遍就能弥合表面微裂纹和消除轮迹，局部含水量较少的区域压4遍。有时含水量没有控制好，局部区域含水量较大，由于轮胎吨位较大，轮迹较深，平整度较差，最后再用钢轮压路机静压1遍，能获得很好的效果。初压、复压和终压作业密切衔接配合、一气呵成；中间没有停顿、等候和拖延，也没有相互干扰，全部碾压作业完成时间较短。局部出现了晒干和风干迹象，及时喷雾。

6.4碾压厚度

碾压厚度直接影响到压实度，厚度过大会产生压实度不足问题，最大厚度为25cm，过厚时可分层摊铺，分层压实，每层压实厚度不少于10cm。

7、接缝及养生

7.1工作缝应设置成垂直接缝，即再次摊铺前用刀切割，切割平面应垂直于路面。碾压式贫混凝土基层由于水泥用量较少，温缩率小，缩缝间距可以适当增长，其横向缩缝间距及布置应符合设计要求。碾压式贫混凝土切缝缝宽宜为5mm，深度约为板厚的四分之一。

7.2水泥混凝土锯缝不应啃边。水泥混凝土锯缝太早，缝的位置，容易啃边，太迟锯缝难度加大，经验表明混凝土抗压强度达到10Mpa时适宜锯缝。面层水泥标号高，用量大，强度形成快，一般碾压式贫混凝土铺筑24-48h左右锯缝。碾压式贫混凝土基层强度试验表明，标准养护3d时混凝土抗压强度在15Mpa左右，通过实践，碾压式贫混凝土基层锯缝时机与气温的对应关系如下表11。

碾压式贫混凝土基层锯缝时机与气温的对应关系表11。

水后必须及时覆盖保湿膜养生，以防止水份蒸发，应保证保湿膜必要的搭接宽度，而且压实后的基层边部都应受到覆盖，养护期间应注意保持保湿膜覆盖严密，局部暴露时应及时补料覆

盖，养护期间基层应保持湿润，切缝后应补贴切缝部位损坏的保湿膜，养护时间不少于7d，在场期间禁止车辆通行。

8、碾压式贫混凝土基层的质量验收

8.1基本要求

（1）集料应符合设计和施工规范要求，并应根据当地料源选择质坚干净的粒料。

（2）水泥用量和矿料级配应按设计控制准确。

（3）摊铺时应注意消除离析现象。

（4）混合料的工作性应符合本指南要求，既保证可压性又易于达到要求的压实度。从拌和到碾压终了的时间符合本指南的要求。

（5）碾压完成后不得出现轮迹。

8.2实测项目见表12

碾压式贫混凝土基层质量要求表12

（1）混凝土板的断裂块数，不得超过评定路段混凝土板总块数的0.4％，不符合要求时每超过0.1％减2分，同时应采取适当措施予以处理。

（2）混凝土板表面的离析缺陷的面积不得超过受检面积的0.5％，不符合要求时每超过0.1％减2分。

（3）接缝应顺直，不符合要求时，累计长度每200m减2分。

（4）边线应顺直整齐，不符合要求时，每处减2分。

9、工程实例

京珠广韶高速公路01合同段，经专家论证在上基层使用碾压式贫混凝土。由广东省长大公路工程有限公司承担该试验段施工任务。该公司采用了常规拌和设备拌和、摊铺机摊铺、压实机械碾压的施工工艺，对碾压式贫混凝土基层铺筑施工技术进行了探讨，取得了一些施工经验。

9.1施工设备配置

施工机械配置见表13。

（1）拌和运输

碾压式贫混凝土基层采用了集中厂拌法进行拌和，拌和设备、场地和材料与底基层一致。拌和的混合料均匀，级配较好，并不间断地检测工作度（VC值），根据工地砂石料的含水率、气候、压实、提浆情况，适当调整用水量。考虑到运输过程中水分的蒸发、水泥水化，拌和料的实际含水率比试验室确定的

含水率增大0.5％，为了保证混合料的均匀性，拌和楼的产量不得超过250t／h。

干硬性混凝土易离析，试验段施工时运输距离短，运料时间少。考虑到含水量的变异性，运输过程中采取覆盖设施。

（2）摊铺是整个施工过程中的主要工序，使用强力熨平板的高密度沥青摊铺机。摊铺前洒水湿润基层，施工过程中连续供料，均匀摊铺，摊铺过程中速度均匀，较少出现停顿等料现象。松铺系数取1.30，摊铺速度取2m／min。在摊铺层的两旁有人工配合摊铺。

（3）碾压

碾压机械组合见表14。

碾压机械组合表14。

施工时气温较低，在施工当天下午就进行了养生工作，采用塑料薄膜养生，保持养生期间长期湿润。养生期间根据强度增长情况确定，不应少于7天，养生期间禁止车辆通行，在碾压完成后48h进行切缝，切缝深度为板厚的四分之一，缩缝间距与面层混凝土一致，长度为5m，缝宽为3mm。灌缝前从底横缝内的杂物，灌缝时槽缝壁处于干燥，在开放交通前已把灌缝封好。

附录1：

碾压式贫混凝土RA值测试方法

由于碾压式贫混凝土作为基层，在《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30-2005）、《公路工程水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30-2003）中没有单独的试验方法，碾压式贫混凝土非常干硬，规范中改进维勃法的准确性很低，因此，本次试验建议采用国外RA法，见图1、图2。

碾压式贫混凝土拌和物工作性试验方法（RA法）

1、引用标准

JG 3043-1997《维勃稠度仪》

JG 3021-1994《水泥混凝土塌落度度仪》

JG 0521-2005《水泥混凝土拌和物的拌和与现场取样方法》2、仪器设备

RA法测定装置：该仪器由以下各部分组成（见上图1）。（1）振动台：工作频率50Hz±3Hz，空载（含筒）振幅0.5mm±0.1mm。（2）容量筒：金属制成，内圆直径140mm，内高200mm。（3）压重铁块：金属制成，圆直径136mm，圆柱高：260mm，重13.3kg。

（4）捣棒：直径16mm，长600mm，一端为弹头形；橡皮锤、镘刀等符合T0522中第2条的要求。

（5）秒表：分度值为0.5s。

（6）电子秤：量程大于3kg，精度不低于0.1g。

3、试验步骤

（1）试验前用湿布擦拭容量筒内壁及振动台上、下面。（2）取质量均匀、有代表性的水泥混凝土试样约2.5kg。（3）用铁勺等工具将试样轻轻装入容量筒内，装料时应避免自由下倒，以防试样离析，最后用金属镘刀将表面抹平。（4）将压重铁块放入筒内，并在铁块上等分4小格，做好标记，记下重锤初始高度H0。

（5）开动振动台，同时按下秒表，振动台开动20s后，记下重锤在4个方向下沉的程度，取平均值为H1。

（6）提起圆铁锤观看表面出浆情况，并做评分，评分标准参考附表1。

试样表面评分标准值附表1

下重锤在4个方向下沉的程度，取平均值分别为H2。

H3、H4、H5、H6。

4、试验结果

每个试样重复两次试验，以两次测值的平均值为试验结果，精确至0.1mm。如果两次测值与平均值的误差均超过20 ％，试验结果无效。

5、试验报告

试验报告应包括以下内容：

（1）要求检测的项目名称、执行标准。

（2）原材料的品种、规格和产地以及混凝土配合比。

（3）试验日期及时间

（4）仪器设备的名称、型号及编号。

（5）环境温度和温度

（6）搅拌方式