水泥稳定碎石振动法配合比设计与施工

□文/张 静

水泥稳定级配碎石作为路面基层具有强度高、稳定性好、刚性大等特点，因此在我国高等级公路的路面建设中被广泛应用。虽然其优点很多、使用范围广泛，但在工程实践中也会出现一些问题，比如早期破坏和大量的裂缝。这些问题的发生和水泥剂量过高、压实度标准偏低、级配不良等有密切关系。以往施工过程中，采用标准击实和静压成型的方法进行配合比设计，这种配合比的结果反映出重型击实法确定的最佳含水量及最大干密度作为控制施工质量的技术指标已不适用；以静压成型的试件物理力学性质与施工中的振动方式不同，不能用其得到的抗压强度来控制现场质量。根据不断研究与改进，为模拟现场碾压方式对材料的作用，采用自上而下振动的振动压实和成型方法进行试验，确定材料的最佳含水量、最大干密度及无侧限抗压强度。

工程概况

天津大道为城市快速路，西起外环线，东至中央大道，全长36.745 km，双向8车道，主线标准段全宽107 m，路面结构为4 cm细粒式沥青混凝土（AC-13C，SBS改性沥青，GTM方法设计）+6 cm中粒式沥青混凝土AC-20C，SBS改性沥青，GTM方法设计）+8 cm粗粒式沥青混凝土（AC-25C，A级沥青，Super pave方法设计）+下封层+18 cm水泥稳定碎石上基层 (≥4.0 MPa/7d，水泥剂量≤4.0%，骨架密实型，振动法设计)+18 cm水泥稳定碎石下基层(≥3.0 MPa/7d，水泥剂量≤3.5%，骨架密实型，振动法设计)+18cm水泥石灰土（4∶8∶88），总厚度72 cm。

配合比设计

原材料

（1）水泥。采用矿渣硅酸盐水泥，强度等级32.5，经检测主要指标符合标准要求，见表1。

表1 水泥试验结果

（2）集料。工程所用的4种集料规格分别为19～31.5 mm、9.5～19 mm、4.75～9.5 mm、0～4.75 mm，经检测主要指标符合标准，见表2。

表2 集料技术指标

配合比

混合料筛分及配合比设计，见图1。

图1 水泥稳定碎石级配曲线

最大干密度及最佳含水量

按照重型击实和振动击实的方法分别进行击实试验，确定混合料的最大干密度和最佳含水量，见表3。

表3 击实试验结果

7 d无侧限抗压强度

按照静压成型和振动成型的方法分别进行无侧限抗压强度试验，试件尺寸为φ15 cm×15 cm，结果见表4。

表4 7 d无侧限抗压强度试验结果

含灰量标准曲线

按照JTJ 057-94《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中T0809-94进行含灰量标准曲线检测，见表5和表6。

表5 上基层4%水泥剂量标准曲线

表6 下基层3%水泥剂量标准曲线

施工控制

按照配合比中的碎石掺配比例、最大干密度、最佳含水量及水泥剂量等技术指标作为水泥稳定碎石层的施工质量控制参数进行施工，见表7和表8。

表7 水泥稳定级配碎石掺配比例

表8 水泥稳定级配碎石主要技术指标

拌和

开机前检测各种集料的含水量；调整拌和机各料仓皮带转速，以保证混合料的颗粒组成最大限度的接近级配中值；水泥剂量随时取样检测；加水拌和均匀，根据具体的天气情况和各种原材料含水量的变化及时调节拌和楼的加水量，保证施工现场混合料含水量大于最佳含水量1%～2%。

摊铺

采用2台ABG423摊铺机摊铺，摊铺机自动找平，采用一侧钢丝绳引导的高程控制方式，依据试验段得出的松铺系数1.39，确定虚铺厚度25 cm，从而确定挂线的高程。2台摊铺机并列成梯队前进，中间搭接宽度为20 cm，2台摊铺机前后距离在15 m以内，摊铺时保持速度一致，摊铺厚度一致，振动频率一致，夯锤和振动振级设定为五级。

碾压

采用2台振动压路机在混合料接近最佳含水量时立即碾压，由两侧路肩向路中心碾压，3遍强振3遍弱振，然后胶轮压路机碾压1遍，最后用3Y18/21压路机和徐工220压路机静压1遍。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车，保证稳定层不受破坏且表面没有明显的轮迹。

养护

对已完成碾压并经压实度检测合格后的路段立即进行养护，加盖土工布，再用洒水车经常洒水。养护期不少于7 d，在养护期间有专人负责限制车辆行驶，除洒水车外，绝对禁止重型车辆行驶。

质量检测

水泥稳定级配基层的质量检测：水泥剂量采用ED TA滴定法进行测定；压实度采用灌砂法检测；平整度用3 m直尺检测，各项检测结果见表9。

表9 质量控制结果

结语

对已完成的天津大道水泥稳定碎石基层进行测试，表面平整、无轮迹或隆起，横纵断面正确，满足设计要求。采用振动法进行配合比设计并施工，对于控制水泥稳定级配碎石层施工质量取得了一定的成效。