(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010672987.7
(22)申请日 2020.07.14
(71)申请人 河北工业大学
地址 300401 天津市北辰区西平道5340号
(72)发明人 于仲慧 赵宏良 刘翠 陈光
杭争强 康爱忠 马士宾 王艳荣
陈俊成 汲港升
(74)专利代理机构 天津翰林知识产权代理事务
所(普通合伙) 12210
代理人 付长杰
(51)Int.Cl.
E01C 3/00(2006.01)
E01C 3/02(2006.01)
E01C 3/04(2006.01)
E01C 7/22(2006.01)
(54)发明名称
工新方法
(57)摘要
本发明为一种填充式超大粒径水泥稳定碎
工前通过室内试验模拟施工环境，获取将要施工
的配合比的填充式超大粒径水泥稳定碎石基层
微裂施工的微裂程度的确切参数，在填充式超大
粒径水泥稳定碎石基层摊铺完成后经过一定的
裂程度，相比不经过微裂施工的填充式超大粒径
水泥稳定碎石基层，有效防止了收缩裂缝的产
生，
显著提高了道路的使用寿命。权利要求书2页 说明书4页CN 111794034 A 2020.10.20
C N 111794034
A
1.一种填充式超大粒径水泥稳定碎石基层施工新方法，该方法的步骤是：
步骤一、从料场选取即将施工场地所需的超大粒径水泥稳定碎石原料样本，按设计配合比进行配料并制作无侧限抗压回弹模量试验所需试件，利用制作好的试件进行微裂实验，确定该配料应在养护的第几天后进行微裂施工、微裂施工的最佳微裂程度及该最佳微裂程度下所对应的微裂时长；
步骤二、进行路面施工，包括准备底层、超大粒径碎石的摊铺、填隙料的拌和与摊铺、翻拌、整平及碾
压、养护过程；
步骤三、微裂施工
(1)对步骤二养护中的基层进行微裂施工，根据步骤一中确定的该配料应在养护的第几天后进行微裂施工、微裂施工的最佳微裂程度及该最佳微裂程度下所对应的微裂时长进行；
(2)清理作业面，对将要进行微裂施工的超大粒径水泥稳定碎石基层表面进行施工前清理，去除浮层、碎石，覆盖土工布养护的路面要去除土工布；
(3)打开振动压路机的振动，进行振动碾压，振动轮轮迹重叠宽度应为1/2，行驶速度为0.6～0.8m/s以确保振动到位且不过度，碾压时长控制为步骤一中确定的最佳微裂程度下所对应的微裂时长，公路的两侧碾压次数保持一致，接缝处也应确实碾压到位；
(4)碾压时长达到规定后由专人测定路面的抗压回弹模量并记录，若抗压弹性模量下降程度不合格，应当继续使用振动压路机进行碾压，使抗压回弹模量下降百分率达到步骤一所确定的最佳微裂程度；
(5)达到施工要求后压路机关闭振动，缓慢有序离开作业面；
(6)在微裂施工结束后直接进行下一基层的摊铺；
步骤四、表面处理与封层
(1)在摊铺沥青面层前，应尽量清除基层表面的浮层，做到基层表面稳定、不松散且主骨料不外露；
(2)摊铺沥青面层前，应在超大粒径水泥稳定碎石基层上铺筑封层，为提高基层和沥青面层的粘结，封层沥青材料采用热沥青。
2.根据权利要求1所述的施工新方法，其特征在于，所述微裂实验的具体过程是：
(1)采用振动压实仪制作110个长×宽×高为400mm×4000mm×200mm的试件；
(2)对110个试件进行标准养护，使试件初步形成强度；
(3)对试件进行微裂，将试件每36个为一批，共分为3批和2个冗余试件，其中每批4组，每组中9个试件，第一批在养护1天后进行微裂，对其中3组进行微裂，程度分别为抗压弹性模量下降20％、30％、40％并记录达到该程度所使用的时长，第4组不做微裂处理；第二批在养护第2天后进行微裂，对其中3组进行微裂，程度分别为抗压弹性模量下降20％、30％、40％并记录达到该程度所使用的时长，第4组不做微裂处理；第三批在养护第3天后进行微裂，对其中3组进行微裂，程度分别为抗压弹性模量下降20％、30％、40％并记录达到该程度所使用的微裂时长，第4组不做微裂处理；
(4)对110个试件继续进行养护；
(5)在每批养护到第7、14、28天时，均在4组中各取3个试件进行无侧限抗压回弹模量试验，分别记录实验数据，并对三批试件的实验数据进行对比；
(6)根据实验对比数据，确定应在养护的第几天后进行微裂施工，微裂施工的最佳微裂程度及其所对应的微裂时长。
3.根据权利要求1所述的施工新方法，其特征在于，步骤二进行路面施工的具体过程是：
(1)准备底层：彻底处理底层的表面病害并报监理工程师验收，按设计图纸施工放样；
(2)超大粒径碎石的摊铺：严格按照设计工艺参数控制其摊铺厚度，超大粒径碎石基层摊铺速度为每分钟2至3米，过程中随时检查质量并及时处理，接缝的施工确保充分压实；
(3)填隙料的拌和与摊铺：按照设计工艺参数和用超大粒径碎石与填隙料比例计算出的填隙料厚度摊铺，控制施工流程并记录。填隙料的厚度根据超大粒径碎石的厚度随时调整，Ⅰ型填隙料采用湿拌法且首先摊铺，Ⅱ型填隙料采用干拌且其次摊铺；
(4)翻拌：待填隙料按规定均匀摊铺在主骨料后，将其均匀地翻拌一遍，不得有遗漏处，拌和时要保证填隙料填充至超大粒径碎石基层层底，且横、纵向接缝及边缘部位确保翻拌到位；
(5)整平及碾压：翻拌后对表面进行人工整平，之后先使振动轮在不振动的状态下静压填充式超大粒径水泥稳定碎石基层1至3遍，然后在振动状态下振压碾压2至6遍，静压和振压时轮迹重叠宽度均为1/2，，行驶速度为0.7m/s，并在过程中对表面骨料暴露过多的进行填补；碾压结束后进行压实度测试，压实度应达到98％以上，并对不符合要求的及时进行修整以确保密实；
(6)养护：碾压结束后，即可开放交通，但需限制车速，并洒水养生，准备进行微裂施工，雨天应封闭交通。
一种填充式超大粒径水泥稳定碎石基层施工新方法
技术领域
[0001]本发明涉及交通土建工程技术领域，特别是一种填充式超大粒径水泥稳定碎石基层施工新方法。
背景技术
[0002]目前，国内90％以上的高等级公路路面结构采用的是沥青路面。水泥稳定碎石基层因具有承载能力强、耐久性好、稳定性能高等突出优点，多年来一直是我国沥青路面结构中最主要的基层类型。水泥稳定碎石材料由于早期失水和温度变化产生的干缩和温缩等原因，会使得水泥稳定碎石基层在铺筑不久后便会产生收缩型微裂缝。裂缝的存在与扩展是水泥稳定碎石基层强度、刚度和使用寿命降低的主要原
因之一，严重影响沥青路面的使用寿命。一般建议的提高水泥稳定碎石材料自身抗裂性能、基层预锯缝、采用厚优质沥青面层和设置级配碎石中间层等对抗基层开裂的方法，虽然在理论上具有一定的可行性，但在实际施工操作中却增加了设计难度，提升了对工人的水平要求，同时造成比较大的成本上升，可行性较差。
[0003]填充式大粒径水泥稳定碎石基层是由大粒径碎石主骨料组成框架，水泥稳定碎石填充料填充骨料空隙，填充料起到稳固主骨料框架作用。其现行工艺施工工艺为：首先处理底基层。清理表面病害并报监理工程师验收放样。之后进行主骨料摊铺，主骨料摊铺完成并确保质量达标，接缝充分压实后，进行填隙料拌和及均匀摊铺。待填隙料按规定均匀摊铺在主骨料后，将其均匀地翻拌一遍，不得有遗漏处，拌和时要确保填隙料填充至结构层底，且横、纵向接缝及临空的边部确保翻拌到位。最后进行整平及碾压。碾压结束后，即可开放交通，但需限制车速，并洒水养生。这种施工方法不能杜绝施工后收缩裂缝的产生，也就无法从根本上提高基层的抗裂性能，因此，本专利发明了一种基于微裂技术的填充式大粒径水泥稳定碎石施工新方法。
发明内容
[0004]本发明的目的就是解决现有技术中所存在的问题，提出一种填充式超大粒径水泥稳定碎石基层施工技术的新方法，其核心是通过在施工中引进微裂技术来防止裂缝的产生。在原有的施工工艺基础上，
增加了施工前进行室内试验模拟和养护后微裂的步骤，体现在在施工前利用料场的原料样本，在室内实现模拟室外施工环境的试验，得到试样最佳的微裂效果和微裂施工时长，从而指导实际施工过程人工微裂的效果，来减少裂缝，提高道路使用寿命，节约道路维护成本。
[0005]为达到以上的目的，本发明采用的技术方案是：
[0006]一种填充式超大粒径水泥稳定碎石基层施工新方法，该方法的步骤是：
[0007]步骤一、从料场选取即将施工场地所需的超大粒径水泥稳定碎石原料样本，按设计配合比进行配料并制作无侧限抗压回弹模量试验所需试件，利用制作好的试件进行微裂实验，确定该配料应在养护的第几天后进行微裂施工、微裂施工的最佳微裂程度及该最佳
微裂程度下所对应的微裂时长；
[0008]步骤二、进行路面施工，包括准备底层、超大粒径碎石的摊铺、填隙料的拌和与摊铺、翻拌、整平及碾压、养护过程；
[0009]步骤三、微裂施工
[0010](1)对步骤二养护中的基层进行微裂施工，根据步骤一中确定的该配料应在养护的第几天后进行微裂施工、微裂施工的最佳微裂程度及该最佳微裂程度下所对应的微裂时长进行；
[0011](2)清理作业面，对将要进行微裂施工的超大粒径水泥稳定碎石基层表面进行施工前清理，去除浮层、碎石，覆盖土工布养护的路面要去除土工布；
[0012](3)打开振动压路机的振动，进行振动碾压，振动轮轮迹重叠宽度应为1/2，行驶速度为0.6～0.8m/s以确保振动到位且不过度，碾压时长控制为步骤一中确定的最佳微裂程度下所对应的微裂时长，公路的两侧碾压次数保持一致，接缝处也应确实碾压到位；[0013](4)碾压时长达到规定后由专人测定路面的抗压回弹模量并记录，若抗压弹性模量下降程度不合格，应当继续使用振动压路机进行碾压，使抗压回弹模量下降百分率达到步骤一所确定的最佳微裂程度；
[0014](5)达到施工要求后压路机关闭振动，缓慢有序离开作业面；
[0015](6)在微裂施工结束后直接进行下一基层的摊铺；
[0016]步骤四、表面处理与封层
[0017](1)在摊铺沥青面层前，应尽量清除基层表面的浮层，做到基层表面稳定、不松散且主骨料不外露；
[0018](2)摊铺沥青面层前，应在超大粒径水泥稳定碎石基层上铺筑封层，为提高基层和沥青面层的粘结，封层沥青材料采用热沥青。
[0019]与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0020]本发明方法引入微裂技术，在施工前通过室内试验模拟施工环境，获取将要施工的配合比的填充式超大粒径水泥稳定碎石基层微裂施工的微裂程度的确切参数(包括微裂施加时机、最佳微裂程度及到达该程度所需时长)，在填充式超大粒径水泥稳定碎石基层摊铺完成后经过一定的养护进行微裂施工，使其达到实验所得的目标微裂程度，相比不经过微裂施工的填充式超大粒径水泥稳定碎石基层，有效防止了收缩裂缝的产生，显著提高了道路的使用寿命。
[0021]本发明专利突破了理论研究与实际施工运用之间的屏障，使微裂技术从理论成果转化成为可以在实际施工中进行大规模应用的技术，提供了施工现场条件可以满足的施工方案，精简了施工流程，放宽了对施工人员的文化要求，降低了施工难度。在一阶段的施工结束后，可以不经养护马上进行下一层的施工，即在微裂施工后不需养护直接进行表面处理，节约了工期和成本，提高了施工效率。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例进一步解释本发明，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。[0023]本发明填充式超大粒径水泥稳定碎石基层施工新方法，该方法针对一级以上(含一级)公路进行铺设，在整条公路的铺设中，不同地域或跨省位置所选用的原料不同，该方
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