简析沛县城西绕城公路基层施工质量控制方法
2014-10-28张群
摘要：当前，水泥稳定碎石基层施工工艺被广泛应用于高速公路、国省干线等高等级公路建设工程当中，少量低等级公路也有所应用。水泥稳定碎石基层具备优秀的力学特性、稳定性和半刚性等优点，但是在施工质量控制方面存在着一定的难度。文章对沛县城西绕城公路基层施工质量控制方法进行了分析，仅供参考。
关键词：绕城公路；基层施工；质量控制；水泥稳定碎石基层；交通建设
中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）33-0098-03
1 概述
从2009年开始，国家开始加大交通建设投资力度，同时积极鼓励社会投资公路基础设施建设，有效推动了全国公路交通建设事业迈入快速发展的道路。大规模建设高等级公路对于缓解交通压力和拉动内需具有极其重要的意义，但同时也存在大量的施工质量问题。特别是水泥稳定碎石基层施工方面，存在着水稳层不成型、路面开裂、宽度和厚度不足、表面松散等大量的共性问题。本文旨在分析如何做好沛县城西绕城公路水稳碎石基层施工质量控制。
2 工程概况
沛县城西绕城公路是321省道沛县城区改线段，321省道起源于苏鲁交界二级坝船闸，经大屯、沛县城区、鹿楼、张五楼丰县城区、赵庄，止于苏鲁交界，先后穿经沛县和丰县两座区域中心节点城市，连接着沿线九个乡镇节点。目前此条干线公路过境沛县城区，走向不顺且绕行距离较长，随着沛县城区的扩大，现有道路已逐渐被合围到城区内，成为城市道路系统的一部分，平面交叉口较多，横向干扰较大，大量的过境交通造成公路交通流的堵塞和不连续，也对城市内部功能的完整性形成了分割，削弱了中心城市对周边的带动作用，干扰了城区正常的生产生活秩序。因此经省政府批准建设321省道沛县城区改线段工程。它的建成将有利于沛县城区的发展，带动县区域的经济快速提升，有效提升沛县公路主干道通行能力，有效解决沿线地区旅游观光、休闲娱乐交通不畅的问题，从而加快沿湖旅游资源开发，为打
造沛县滨湖生态城市提供基础条件，该工程年底完工。
该工程技术标准为一级公路，设计时速100公里/小时，基层材料采用水泥稳定碎石。本项目起自与253省道交叉处，沿现有路线向西，经马寺村，与徐沛铁路交叉后，跨徐沛运河，与张双楼铁路专用线交叉，经汪塘村、候楼村、三座楼村，与樊哙路交叉，跨丰沛运河，向南与在建丰沛铁路交叉，止于与济徐高速公路连接线交叉处，路线全长18.916公里，与既有省道形成城市环线。
3 作用原理及要求
水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度，强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高，并且强度随龄期而增加很快结成板体，因而具有较高的强度，抗渗度和抗冻性较好。水泥稳定碎石水泥用量一般为混合料3%～7%，7天的无侧限抗压强度可达5.0MPa，较其他路基材料高。水泥稳定碎石成活后遇雨不泥泞，表面坚实，是高级路面的理想基层材料。根据交通部《公路路面基层施工技术规范》内容规定，水泥稳定碎石均属中粒土，由于水稳中含有水泥等胶凝材料，因而要求整个施工过程要在水泥终凝前完成，并且一次达到质量标准，否则不易修整。因而施工中要求加强施工组织设计，增加现场施工人员的紧迫感和责任感，加快施工进度，加大机械化施工程度，提高机械效率。
4 原材料控制
水稳碎石基层原材料包括水泥、碎石和砂料，施工单位积极配合监理工程师取样抽检，按照规定要求对水泥的凝结时间、标号，碎石压碎值、塑形指数进行抽样检验。经批准合格后进场和使用，未经监理方同意的严禁进场。
4.1 水泥
该工程水泥采用当地生产普通硅酸盐水泥，并且为保证对混合料有充足的时间铺摊和碾压，水泥的凝结时间要达到6小时以上，这是因为凝结时间短的快硬水泥和早强水泥不适用于水稳碎石基层施工工艺，同时禁止使用受潮变质水泥。另外在拌和水泥稳定碎石时实际水泥用量要进行严格控制，如果用量太少将减少胶凝作用；如果用量太大将加大水化热反应温度，极易形成裂缝，在振动式压路机振动时，极易形成一层水泥浆覆盖在水稳表面，阻止水稳水化热的挥发，不利于压路机作业。
4.2 碎石
选用棱角分明、干净整洁、硬度高且耐磨性好的碎石，泥土量超标的碎石不允许进场使用。高等级公路和一级公路水稳碎石基层的碎石压碎值一般不超过30%，单颗最大粒径不超过30mm。考虑到施工作业的需要，该工程选取碎石时分成粗集料、中级料和石屑细集料三个档次。同时还增加介于粗集料和中级料中间值的集料，一般取值为10～20mm，具体标准需要结合工程实际需要而确定。
表1 水泥稳定土用作底层时的颗粒组成范围
1 2 3
筛孔尺寸（mm） 37.5 100 100
31.5 90～100 100
26.5 90～10
19 67～90 72～89
9.5 45～68 47～67
4.75 50～100 29～50 29～49
2.36 18～38 17～35
0.6 17～100 8～22 8～22
0.075 0～30 0～7 0～7
液限（%） <28
塑性指数 <9
5 混合料的组合实验要点
遵循强度不同使用不同的混合料进行配比的原则，控制好粉料使用量和水泥剂量，保持水泥剂量采用5%。为了防止基层开裂和减少经济投资，在满足强度要求的情况下，可以通过适量减少水泥剂量来达到目的。但是水泥剂量不能过低，避免出现水温基层强度不够而导致施工质量问题。关于试件的无侧限抗压实验条件要达到如下要求：一是温度要求，18℃～22℃；二是时间要求，保湿养生6天，浸水养生1天。
6 水稳碎石基层施工工艺要点
6.1 施工工序
施工工序如图1所示：
图1 水稳碎石拌和
6.2 水泥含量控制
水稳碎石是通过水泥、碎石、砂石和水搅拌塑形而成，作为非均匀建筑材料具有一定的离析性，强度值会在一定范围内浮动。因此，施工作业过程中使用的水泥剂量较混合料实验时设计的确定值要上浮0.5%左右，搅拌现场的专职人员注意调整水泥剂量。为确保混合料拌和过程顺畅，试验人员经常性地观察搅拌后水泥碎石的外观呈色，使试件在强度达到技术要求的前提下水泥剂量达到最小化。该工程水泥用量经试验最终采用混合料质量的4.5%。
6.3 含水量控制
含水量是影响混合料成型效果的一项重要因素。搅拌现场应以混合料实验时确定的最佳含水量为依据，根据季节、雨水和温度等因素进行浮动调整。夏季是复杂多变的季节。在气温偏高时期，水分蒸发量较大，结合以往的施工经验，每天上午九时到下午五时要增加含水量，同实验最佳含水量相比向上浮动1%～1.5%左右。具体浮动标准以搅拌现场实验人员测试计算的数据为准；在多雨期间，砂石自身的含水量有所提高，应该以最佳含水量为基础刨除砂石含水量进行搅拌。该工程水含量经试验最终采用混合料质量的5%。
6.4 混合料摊铺
摊铺前做好充分的准备工作，包括摊铺机选用型号、夯打频率设定以及螺旋送料器调整。同时，做好底层清洁处理和洒水。混合料到达施工现场时，前场专职人员检查混合料的离散情况，并组织人员将离散混合料清理干净。定期检查混合料的含水量变化情况，及时通知搅拌现场工作人员进行调整。摊铺机施工作业期间确保运转速度不变，速度根据现场施工情况确定。同时，掌握搅拌现场混合料的每日产出量确保满足摊铺机所需使用量。摊铺机的夯捣速率应结合实验施工段取出稳定值不变，应用于剩余施工段当中。
6.5 混合料碾压
按要求配备两台同型号大吨位压路机和小型压实机具。首先，碾压应采用振动压路机静压1～2次，再震动碾压3～4遍；其次，使用脚轮压路机静压1～2遍，收光压轮痕迹。最后，实际的压实遍数应根据现场施工情况，达到压实度为准。关于碾压速度，在静压时期、压实时期和收光时期均根据实验施工段给出的确定值匀速碾压，不随意更改速度。另外，压路机起车和刹车时要低速行使、慢刹车，确保已经完成或者正在碾压的基层面受到破坏。
7 粉煤灰的效果
拌合水泥稳定碎石掺加了一定数量的粉煤灰，从掺加粉煤灰的效果来看，水稳施工后期强度较高，这是因为只加砂的混合料需水量较大，干缩也大，在夏天高温干旱条件下施工极易出现裂缝，另外在振动式压路机碾压过程中极易翻浆，不利于压路机作业。而粉煤灰混合料对改善其和易性，降低水化热温升均有显著效果。掺加粉煤灰，可提高水温的后期强度，粉煤灰的活性及球形颗粒表面光滑，在水稳中可减少骨料之间摩阻力，相应减少拌合物用水量，可改善水泥稳定碎石的和易性。粉煤灰使水泥稳定碎石产生强度的同时也发生一部分热量，但为数甚微，从而起到减少温度裂缝的作用。
8 洒水养生
水稳碎石基层的洒水养生工作安排专人负责，检查洒水车的施工作业情况，确保基层表面始终维持湿润，养生时间不少于7天，这期间禁止车辆通行，每日洒水车洒水养护4～6遍，保持湿润洒水车作业期间，保持匀速行使，确保洒水量均匀，尤其是水基层两侧部位要洒水到位。受季节影响，如果进入雨季或者气温潮湿期间可以根据情况减少洒水遍数。一般养生7天后，可以进行透层油洒布施工。养生期间，进行交通管制，设置禁行标识，安排专人负责疏导车辆，禁止车辆在水温基层上行使。但是有必须通过的车辆，监督车辆低速通行，避免基层的碎石出现松动脱落和造成坑洼的情况出现。
9 质检标准
压实度：最佳密实度的98%
平整度：3m直尺检查不超过10mm，每40m一个断面
终断高程：5，-10每20m一个断面
宽度：不小于设计值每20m一个断面
厚度：0，-10
横坡：±0.3
强度：0∽0
水泥稳定碎石表面平整密实、无坑洼，施工接茬平整、稳定。
10 结语
当前，我国公路基础建设迅猛发展，水泥稳定碎石基层已经占据了重要地位。因此，控制施工质量至关重要。水泥稳定碎石基层施工工程要严格遵守施工工序和工艺，把握好水泥、碎石和砂石等原材料质量关口。在混合料实验设计阶段，实验人员加强责任意识，严格控制水泥用量和含水量，选配最佳组合应用于后期施工当中，确保节约成本投资和水稳基层施工质量。施工期间，必须加强作业车辆的管理，降低施工作业车辆对路面的不必要碾压和污染，杜绝超载车辆在未成型路面上行使。本文希望通过加强施工关键环节的技术管理，不断提高公路建设工程质量，为我国公路基础设施又快又好地发展提供有力、可靠的技术保障。
参考文献
[1] 公路路面基层施工技术规范（JTJ 034-2000）[S].北京：人民交通出版社，2000.
[2] 公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ 057-1994）[S].北京：人民交通出版社，1994.
[3] 王在星，吕风云.浅谈市政施工中水泥稳定碎石基层的施工方法[J].科技致富向导，2013，（17）.
作者简介：张群（1971-），男，沛县公路管理站工程师，研究方向：公路工程施工管理。
6 水稳碎石基层施工工艺要点
6.1 施工工序
施工工序如图1所示：
图1 水稳碎石拌和
6.2 水泥含量控制
水稳碎石是通过水泥、碎石、砂石和水搅拌塑形而成，作为非均匀建筑材料具有一定的离析性，强度值会在一定范围内浮动。因此，施工作业过程中使用的水泥剂量较混合料实验时设计的确定值要上浮0.5%左右，搅拌现场的专职人员注意调整水泥剂量。为确保混合料拌和过程顺畅，试验人员经常性地观察搅拌后水泥碎石的外观呈色，使试件在强度达到技术要求的前提下水泥剂量达到最小化。该工程水泥用量经试验最终采用混合料质量的4.5%。
6.3 含水量控制
含水量是影响混合料成型效果的一项重要因素。搅拌现场应以混合料实验时确定的最佳含水量为依据，根据季节、雨水和温度等因素进行浮动调整。夏季是复杂多变的季节。在气温偏高时期，水分蒸发量较大，结合以往的施工经验，每天上午九时到下午五时要增加含水量，同实验最佳含水量相比向上浮动1%～1.5%左右。具体浮动标准以搅拌现场实验人员测试计算的数据为准；在多雨期间，砂石自身的含水量有所提高，应该以最佳含水量为基础刨除砂石含水量进行搅拌。该工程水含量经试验最终采用混合料质量的5%。
6.4 混合料摊铺
摊铺前做好充分的准备工作，包括摊铺机选用型号、夯打频率设定以及螺旋送料器调整。同时，做好底层清洁处理和洒水。混合料到达施工现场时，前场专职人员检查混合料的离散情况，并组织人员将离散混合料清理干净。定期检查混合料的含水量变化情况，及时通知搅拌现场工作人员进行调整。摊铺机施工作业期间确保运转速度不变，速度根据现场施工情况确定。同时，掌握搅拌现场混合料的每日产出量确保满足摊铺机所需使用量。摊铺机的夯捣速率应结合实验施工段取出稳定值不变，应用于剩余施工段当中。
6.5 混合料碾压
按要求配备两台同型号大吨位压路机和小型压实机具。首先，碾压应采用振动压路机静压1～2次，再震动碾压3～4遍；其次，使用脚轮压路机静压1～2遍，收光压轮痕迹。最后，实际的压实遍数应根据现场施工情况，达到压实度为准。关于碾压速度，在静压时期、压实时期和收光时期均根据实验施工段给出的确定值匀速碾压，不随意更改速度。另外，压路机起车和刹车时要低速行使、慢刹车，确保已经完成或者正在碾压的基层面受到破坏。
7 粉煤灰的效果
拌合水泥稳定碎石掺加了一定数量的粉煤灰，从掺加粉煤灰的效果来看，水稳施工后期强度较高，这是因为只加砂的混合料需水量较大，干缩也大，在夏天高温干旱条件下施工极易出现裂缝，另外在振动式压路机碾压过程中极易翻浆，不利于压路机作业。而粉煤灰混合料对改善其和易性，降低水化热温升均有显著效果。掺加粉煤灰，可提高水温的后期强度，粉煤灰的活性及球形颗粒表面光滑，在水稳中可减少骨料之间摩阻力，相应减少拌合物用水量，可改善水泥稳定碎石的和易性。粉煤灰使水泥稳定碎石产生强度的同时也发生一部分热量，但为数甚微，从而起到减少温度裂缝的作用。
8 洒水养生
水稳碎石基层的洒水养生工作安排专人负责，检查洒水车的施工作业情况，确保基层表面始终维持湿润，养生时间不少于7天，这期间禁止车辆通行，每日洒水车洒水养护4～6遍，保持湿润洒水车作业期间，保持匀速行使，确保洒水量均匀，尤其是水基层两侧部位要洒水到位。受季节影响，如果进入雨季或者气温潮湿期间可以根据情况减少洒水遍数。一般养生7天后，可以进行透层油洒布施工。养生期间，进行交通管制，设置禁行标识，安排专人负责疏导车辆，禁止车辆在水温基层上行使。但是有必须通过的车辆，监督车辆低速通行，避免基层的碎石出现松动脱落和造成坑洼的情况出现。
9 质检标准
压实度：最佳密实度的98%
平整度：3m直尺检查不超过10mm，每40m一个断面
终断高程：5，-10每20m一个断面
宽度：不小于设计值每20m一个断面
厚度：0，-10
横坡：±0.3
强度：0∽0
水泥稳定碎石表面平整密实、无坑洼，施工接茬平整、稳定。
10 结语
当前，我国公路基础建设迅猛发展，水泥稳定碎石基层已经占据了重要地位。因此，控制施工质量至关重要。水泥稳定碎石基层施工工程要严格遵守施工工序和工艺，把握好水泥、碎石和砂石等原材料质量关口。在混合料实验设计阶段，实验人员加强责任意识，严格控制水泥用量和含水量，选配最佳组合应用于后期施工当中，确保节约成本投资和水稳基层施工质量。施工期间，必须加强作业车辆的管理，降低施工作业车辆对路面的不必要碾压和污染，杜绝超载车辆在未成型路面上行使。本文希望通过加强施工关键环节的技术管理，不断提高公路建设工程质量，为我国公路基础设施又快又好地发展提供有力、可靠的技术保障。
参考文献
[1] 公路路面基层施工技术规范（JTJ 034-2000）[S].北京：人民交通出版社，2000.
[2] 公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ 057-1994）[S].北京：人民交通出版社，1994.
[3] 王在星，吕风云.浅谈市政施工中水泥稳定碎石基层的施工方法[J].科技致富向导，2013，（17）.
作者简介：张群（1971-），男，沛县公路管理站工程师，研究方向：公路工程施工管理。
6 水稳碎石基层施工工艺要点
6.1 施工工序
施工工序如图1所示：
图1 水稳碎石拌和
6.2 水泥含量控制
水稳碎石是通过水泥、碎石、砂石和水搅拌塑形而成，作为非均匀建筑材料具有一定的离析性，强度值会在一定范围内浮动。因此，施工作业过程中使用的水泥剂量较混合料实验时设计的确定值要上浮0.5%左右，搅拌现场的专职人员注意调整水泥剂量。为确保混合料拌和过程顺畅，试验人员经常性地观察搅拌后水泥碎石的外观呈色，使试件在强度达到技术要求的前提下水泥剂量达到最小化。该工程水泥用量经试验最终采用混合料质量的4.5%。
6.3 含水量控制
含水量是影响混合料成型效果的一项重要因素。搅拌现场应以混合料实验时确定的最佳含水量为依据，根据季节、雨水和温度等因素进行浮动调整。夏季是复杂多变的季节。在气温偏高时期，水分蒸发量较大，结合以往的施工经验，每天上午九时到下午五时要增加含水量，同实验最佳含水量相比向上浮动1%～1.5%左右。具体浮动标准以搅拌现场实验人员测试计算的数据为准；在多雨期间，砂石自身的含水量有所提高，应该以最佳含水量为基础刨除砂石含水量进行搅拌。该工程水含量经试验最终采用混合料质量的5%。
6.4 混合料摊铺
摊铺前做好充分的准备工作，包括摊铺机选用型号、夯打频率设定以及螺旋送料器调整。同时，做好底层清洁处理和洒水。混合料到达施工现场时，前场专职人员检查混合料的离散情况，并组织人员将离散混合料清理干净。定期检查混合料的含水量变化情况，及时通知搅拌现场工作人员进行调整。摊铺机施工作业期间确保运转速度不变，速度根据现场施工情况确定。同时，掌握搅拌现场混合料的每日产出量确保满足摊铺机所需使用量。摊铺机的夯捣速率应结合实验施工段取出稳定值不变，应用于剩余施工段当中。
6.5 混合料碾压
按要求配备两台同型号大吨位压路机和小型压实机具。首先，碾压应采用振动压路机静压1～2次，再震动碾压3～4遍；其次，使用脚轮压路机静压1～2遍，收光压轮痕迹。最后，实际的压实遍数应根据现场施工情况，达到压实度为准。关于碾压速度，在静压时期、压实时期和收光时期均根据实验施工段给出的确定值匀速碾压，不随意更改速度。另外，压路机起车和刹车时要低速行使、慢刹车，确保已经完成或者正在碾压的基层面受到破坏。
7 粉煤灰的效果
拌合水泥稳定碎石掺加了一定数量的粉煤灰，从掺加粉煤灰的效果来看，水稳施工后期强度较高，这是因为只加砂的混合料需水量较大，干缩也大，在夏天高温干旱条件下施工极易出现裂缝，另外在振动式压路机碾压过程中极易翻浆，不利于压路机作业。而粉煤灰混合料对改善其和易性，降低水化热温升均有显著效果。掺加粉煤灰，可提高水温的后期强度，粉煤灰的活性及球形颗粒表面光滑，在水稳中可减少骨料之间摩阻力，相应减少拌合物用水量，可改善水泥稳定碎石的和易性。粉煤灰使水泥稳定碎石产生强度的同时也发生一部分热量，但为数甚微，从而起到减少温度裂缝的作用。
8 洒水养生
水稳碎石基层的洒水养生工作安排专人负责，检查洒水车的施工作业情况，确保基层表面始终维持湿润，养生时间不少于7天，这期间禁止车辆通行，每日洒水车洒水养护4～6遍，保持湿润洒水车作业期间，保持匀速行使，确保洒水量均匀，尤其是水基层两侧部位要洒水到位。受季节影响，如果进入雨季或者气温潮湿期间可以根据情况减少洒水遍数。一般养生7天后，可以进行透层油洒布施工。养生期间，进行交通管制，设置禁行标识，安排专人负责疏导车辆，禁止车辆在水温基层上行使。但是有必须通过的车辆，监督车辆低速通行，避免基层的碎石出现松动脱落和造成坑洼的情况出现。
9 质检标准
压实度：最佳密实度的98%
平整度：3m直尺检查不超过10mm，每40m一个断面
终断高程：5，-10每20m一个断面
宽度：不小于设计值每20m一个断面
厚度：0，-10
横坡：±0.3
强度：0∽0
水泥稳定碎石表面平整密实、无坑洼，施工接茬平整、稳定。
10 结语
当前，我国公路基础建设迅猛发展，水泥稳定碎石基层已经占据了重要地位。因此，控制施工质量至关重要。水泥稳定碎石基层施工工程要严格遵守施工工序和工艺，把握好水泥、碎石和砂石等原材料质量关口。在混合料实验设计阶段，实验人员加强责任意识，严格控制水泥用量和含水量，选配最佳组合应用于后期施工当中，确保节约成本投资和水稳基层施工质量。施工期间，必须加强作业车辆的管理，降低施工作业车辆对路面的不必要碾压和污染，杜绝超载车辆在未成型路面上行使。本文希望通过加强施工关键环节的技术管理，不断提高公路建设工程质量，为我国公路基础设施又快又好地发展提供有力、可靠的技术保障。
参考文献
[1] 公路路面基层施工技术规范（JTJ 034-2000）[S].北京：人民交通出版社，2000.
[2] 公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ 057-1994）[S].北京：人民交通出版社，1994.
[3] 王在星，吕风云.浅谈市政施工中水泥稳定碎石基层的施工方法[J].科技致富向导，2013，（17）.
作者简介：张群（1971-），男，沛县公路管理站工程师，研究方向：公路工程施工管理。
