水泥稳定碎石基层施工工艺探讨

马高强

（山西交通职业技术学院，山西 太原 030031）

水泥稳定碎石基层施工工艺探讨

马高强

（山西交通职业技术学院，山西 太原 030031）

水泥稳定碎石基层属于半刚性基层，广泛用于各种路面的基层，论文结合“段纯——梁家墕二级公路改建工程”施工实况，就水泥稳定碎石基层的原材料检验，配合比设计做了简单的介绍，对施工工艺进行了探讨，并且针对工程中的问题提出一点自己的看法。

水泥稳定碎石；基层；组成设计；施工工艺质量控制

一、工程概况

由晋中时代工程机械有限公司承建的“段纯——梁家墕二级公路改建工程”第一标段，全长2 3 7 5 m（道路桩号为K 0+0 0 0-K 2+5 0 0）。其中有1 2 5 m（道路桩号为K 0+0 0 0-K 0+1 2 5）原设计为中桥，后改线为沿原路与1 0 8国道相接。结构层有：9 c m沥青面层，分上下两层设计,2 0 c m水泥稳定级配碎石层基层，2 0 c m水泥稳定砂砾基层，2 0 c m砂砾垫层两层。其中水泥稳定级配碎石基层为5%的水泥，厚度2 0 c m。本工程是与1 0 8国道相接，直接连通段纯与梁家墕的一条主道，路基宽10m，爆破工程量大，工期紧，任务重，施工放线难度大，危险性高。

水泥稳定级配碎石的原材料主要是水泥和碎石，原材料的质量，配合比设计和施工方案是保证水泥稳定碎石结构质量的重要因素。因此水泥稳定碎石基层对施工工艺和施工组织要求较高，根据施工现场实际情况，简单谈谈对水泥稳定碎石施工工艺的要求。

二、混合料组成设计

1.原材料的试验

1)水泥的试验

水泥是水泥稳定碎石混合料的黏合剂，它的质量尤为重要。施工时要选择质量好、各项指标合格、初凝（3h以上）、终凝（6h以上）时间较长的水泥，经过比较，选用的是山西省灵石县常青水泥厂生产的32.5号普通硅酸盐水泥。安定性的检测(试饼法)，结果无裂纹、无弯曲。质量检测见表1。

表1 常青32.5号普通硅酸盐水泥检测指标

2)碎石的试验

碎石取自山西省灵石县云仪河滩，试验结果见表2。我们确定采用 1-3cm，1-2cm，0.5-1cm，0-0.5cm，四种规格的碎石进行掺配，碎石粒径越大，混合料越容易产生粗细集料的离析现象，平整度越难达到要求，板结性也较差，因此，对粗集料的最大粒径加以限制的同时，也应适当地增加4.75mm筛孔以上的粒径含量，以保证满足强度的设计要求。根据级配设计要求及施工情况，决定掺配比例为：1-3cm：1-2cm：0.5-1cm：0-0.5cm=35∶15∶14∶16。经检验合格，合成级配如表3。

表2 水泥稳定碎石混合料中的集料检测指标

表3 水泥稳定碎石混合料中集料的级配范围

3)水：取用饮用水。

2.混合料配合比的设计步骤

制备同一种土样，不同的水泥剂量 (3%、4%、5%、6%、7%)的稳定土石混合料,经过中心试验室（榆次交通局试验室）的试验确定本工程试验室水泥剂量为5.1%，工地水泥剂量不小于5.2%，但不得大于5.6%。最大干密度为2.32g/cm3，最佳含水量4.6%。规定的压实度为98%。

三、施工要点

本工程采用集中厂拌法施工，施工工艺流程如下：

准备→拌和→运输→摊铺→碾压→接缝处理→养生→设备准备、准备下承层、施工放样、备料

1.准备

（1）设备准备

根据工程进度和质量要求，项目部配备了一套水稳拌和站，满足施工进度要求。该设备配有电子装置，能够准确地控制各种材料用量，确保配合比准确，拌和均匀，配有摊铺机一台，压路机三台（振动一台，静压两台），15t以上自卸汽车15辆，洒水车两量，充分满足工程质量要求。

（2）准备下承层、施工放样

下承层表面应平整、坚实，具有规定的路拱、没有松散材料和软弱地点。下承层的高程、宽度、纵横坡度、边坡和平整度均应符合有关技术规范的要求。水稳砂砾要进行彻底清扫，并适量洒水，保持下承层湿润。

在已经清理成型的经监理工程师验收合格的水稳砂砾基层上复测中线桩，直线每25m设一个桩，平曲线每10m设一个桩，并打出主点桩，同时注意应在对应中桩的路面边缘外侧0.5m处设指示桩（边桩），完成后,进行水平测量(抄平),根据设计高程,实测高程以及试验段求得的松铺系数,在中桩、边桩指示松铺厚度处挂上钢丝线。

（3）备料

各种不同规格的集料（碎石）应隔离，分别堆放。在潮湿、多雨地区或其他地区的雨季施工时，应采取措施，保护集料，特别是细集料（石屑、砂）应有覆盖，防止雨淋。

1）料场选择将沿线所有料场的土料，用肉眼鉴别，初步选定一些备用料场。从每个用料场取有代表性的土料，送试验室进行原土料及水泥混合料物理力学性质试验。根据试验结果，选定准备开采使用的料场（同时确定水泥剂量）。最后把料场选在该标段的中间。

2）计算材料用量根据路段水泥稳定土层的宽度(平均宽度为10.5m)、厚度（0.2m）以及预定的干密度(2.32g/cm3)，计算各路段所需要的干燥集料数量，碎石总量7714m3（压实方）。

根据料场集料的含水量和所有运料车的吨位，计算每车料的堆放距离。

2.集中拌和

为确保水泥稳定粒料拌和均匀，本工程采用中心站集中拌和法，拌和采用稳定土拌和设备集中拌和,拌和时严格按照施工配合比计量。使用集中拌和时应注意以下事项：

1)拌和机与摊铺机的生产能力应互相匹配。拌和机的拌和能力应不小于100t/h。

2)在正式拌制混合料之前，必须先调试所用的设备，使混合料的颗粒组成和含水量都达到规定的要求。原集料的颗粒组成发生变化时，应重新调试设备。

3)骨料必须分仓配料、水泥和水自动计量，拌和时配料应根据试验室配合比进行配料。

4)拌和出来的混合料的含水量宜略大于最佳值的0.5%-1%，使混合料运到现场摊铺后碾压的含水量不小于最佳值。因此，在拌和过程中应根据集料和混合料含水量的大小及时调整加水量。

5)工地实际采用的水泥剂量可比试验室所确定的剂量适当增加，但最多不超过0.5%。

6)若拌和不均匀会极大地影响水稳的强度，水泥剂量小的地方，强度不能满足设计要求，水泥剂量大的地方则裂缝增加。拌和过程中，要及时检测水泥剂量、混合料的含水量和水泥稳定碎石的级配，以便不符合要求时及时调整。拌和后的混合料应色泽一致，颗粒分布均匀，没有碎石的粗细颗粒“窝”（离析），当发现没有充分拌和的材料需要重新拌和才能使用或把材料剔除到一旁。

3.运输

拌和好的混合料尽快运至现场进行摊铺，以减少水分损失，运输时间在30min内。混合料组织15台15t以上的自卸汽车运输，运输车装载均匀。为了防止运输车在一铺筑好的路面上行使、调头，以免造成不均匀的碾压和车辙，技术员从终点铺向距离料场约50m的地方时停止铺筑，料场门口空开约100m，采用半幅施工，项目部配专人指挥车辆卸料，并做好相应记录，做到安全生产。混合料运输车配置应根据运距、道路状况、摊铺能力等因素综合确定，以满足摊铺要求为准。若运输车等候时间稍长时，车上的混合料应加以覆盖塑料薄膜，防止水分蒸发，保持装载高度均匀，以防混合料的离析。

4.摊铺

为了控制好水泥稳定碎石基层的高程与平整度，采用自动找平摊铺机摊铺。将水泥稳定碎石混合料通过自卸汽车直接卸入摊铺机料斗内，由摊铺机均匀摊铺，摊铺均匀的料应立即碾压，在摊铺过程中要注意集料的离析。在摊铺机后设专人消除粗细集料离析现象，特别应该铲除局部粗集料，并用新拌混合料填补。使用摊铺机铺筑水泥稳定土混合料时，必须严格遵守操作技术规程，才能达到较好的平整度。为了得到一个平整的基层顶面，可以采取下列措施：保持整平板前的混合料高度不变；保持螺旋分料器有80%的时间处于工作状态；减少停机或者开动次数，避免运料卡车碰撞摊铺机；一次铺筑的厚度不超过25cm，分层摊铺时，上层厚度取10cm；工程计划应尽量减少横向接缝；做好横向接缝，应立即用直尺检验；经常检验控高钢丝和传感器；经常用直尺检验表面；保持摊铺机在良好的工作状态。

5.碾压

对于水泥稳定碎石混合料碾压，应以振动压路机为主，根据路宽、压路机的轮宽和轮距不同，制订碾压方案，以求各部分碾压到的次数尽量相同（通常路面的两侧应多压2-3遍）：先用振动压路机稳压一遍，其速度为1.5-2.0km/h（压路机挂一挡），再用振动压路机振动碾压三遍，其速度为2.0-2.5km/h（压路机挂二挡），最后用（18t-21t）光轮压路机碾压三遍，其速度为1.5-2.0km/h（压路机挂一挡）。碾压时应遵循先轻后重，先慢后快，先两边后中间，先低后高的原则。压路机后轮重叠1/2-1/3轮宽，压路机折回不应在同一横断面上，碾压层厚度控制在15-20cm之间，相邻两段的接头处碾压，压路机成横向45度的碾压状态，碾压速度设定在1.5 km/h左右，以防拥包、起皮等不良现象，对于靠近纵缝部分，必须碾压到位。从拌和完成到碾压完成，一般控制在2h完成，不能延误时间，影响强度。

6.接缝处理

施工中应尽量避免纵向工作缝，减少横向工作缝，工作逢应采用与表面垂直的接缝，严禁采用斜接缝。

1）同日施工的两工作段，应采用搭接。前一段铺筑后，留5-8m不进行碾压，后一段施工时，前段留下未压的部分，应加水泥重新拌和，并与后一段一起碾压。

2）经过拌和、整形的水泥稳定土，应在试验确定延迟时间内完成碾压。

3）应注意每天最后一段末端（横向）工作缝的处理。

4)由于在施工中，有半幅施工的水泥稳定碎石基层，因此还要对纵向工作缝进行处理，纵缝必须垂直相接，不应斜接。

7.养生及交通管制

养生是水泥稳定碎石非常重要的一道工序，它直接影响结构层的成型强度和表观质量，水泥稳定土经过拌和、压实后，应做好养生工作。养生的时间段内，使稳定土层表面经常湿润，防止水泥稳定土中的水分蒸发，以保证水泥充分发挥作用。可以用潮湿的帆布、粗麻袋、稻草麦秸或其他合适的潮湿材料覆盖，但不能用潮湿的有黏性的土覆盖，因这种土会结合黏结在稳定土层表面，难以清除干净。

四、质量控制

1.原材料的质量控制

为了控制好混合料的质量，工程的总体质量，原材料要加强检测频率，工程中，原材料至少一天一检测，有时（进料速度快）原材料的检测就变的更为频繁。原材料质量控制主要包括（1）水泥品种，水泥强度，凝结时间，体积安定性：每罐水泥，进厂前进行质量检验，合格后方可进厂。（2）拌和用水水质：所有拌和用水都是饮用水。（3）集料的含泥量，软弱颗粒，针片状含量，含水量：集料的检验频率较大，每次运输料车进厂前均要进行检验，同时，卸料后，对每堆料都要取有代表性的集料试验。

2.混合料的质量控制

水泥稳定碎石混合料的质量控制主要是混合料室内配合比和施工配合比的控制，混合料的配合比应按以下几点予以控制：（1）碎石的级配要严格控制，在粗料中，单个颗粒的最大粒径不超过37.5mm；（2）水泥稳定碎石混合料的比例要严格控制；（3）混合料的拌和均匀，无粗细集料离析的现象；（4）混合料的拌和时，含水量略大于最佳含水量，一般不超过0.5%-1%；（5）水泥剂量不得超过0.5%。

3.施工现场的质量控制

施工现场要及时检测混合料的水泥剂量，含水量，摊铺厚度，压实度，平整度，7d无侧限抗压强度。水泥剂量用EDTA二钠标准溶液滴定，根据EDTA溶液的耗量对比标准曲线得到水泥剂量；含水量的检测一般在施工现场用酒精燃烧法，也可以带回试验室进行烘干从而得到含水量，但要注意的是，在用烘干法时，应先将烘干箱的温度加到105℃；摊铺厚度在摊铺机前用水准仪测定，根据设计高程、实测高程、虚铺系数等确定摊铺厚度；压实度用灌砂法测定，在施工碾压完一个小时后进行检测，若压实度不合格，应重新碾压，施工现场测定压实度；平整度用3米直尺检测，由路拱分别向两边检测；无侧限抗压强度是取施工现场的集料，制6个试件（每个试件约6kg混合料），养生6d，浸水1d后测定无侧限抗压强度。

4.完工检测

外观平整密实、无坑洼，无明显离析、松散、软弹现象，边线整齐。钻芯（15cm的钻刀）取样检验水泥稳定碎石的整体性，水泥稳定基层在7d-10d时，应能取出完整的试件。经过监理检验后，确定工程无侧限抗压强度合格；水准仪进行高程的检验的同时检查水泥稳定碎石层的厚度，每50m一个点进行检测，结果符合设计要求；压实度用灌砂法测定，平均压实度达到98.7%；测定基层宽度用钢尺检查,每200m四个点，结果符合设计要求；横坡用水准仪进行检测，每200m检测四个断面。

五、施工总结

在整个基层施工过程中，施工控制严谨，效果较好，均达到规范要求的指标，没有出现返工等现象。水泥剂量的控制在整个过程中也一直比较稳定，现场的摊铺、碾压均符合要求。监理在现场、现场试验室检验后认定各项指标符合规范要求。在工程完工的钻芯取样中，试件厚度完整，符合规范要求。其余的检测指标均符合规范要求。整个工程得到质检部门和监理的一致认可和好评。

［1］中华人民共和国行业标准.公路路面基层施工技术规范（JTJ034-2000）［M］.北京：人民交通出版社，2000.

［2］陈晓明编著.道路材料［M］.北京：人民交通出版社，2005.

TU

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1673-0046（2010）6-0177-03