骨架密实型水泥稳定碎石基层施工质量控制

张晓军

摘要：由于骨架密实型水泥稳定碎石基层混合料易离析，石屑质量敏感，因此施工时要严格控制原材料，选择良好的级配，经过振动压路机合理压实，提高了水泥稳定碎石混合料的密实度，增强了基层的抗冲刷性能。施工过程中的拌和、运输、摊铺及碾压工艺要求也应有所提高。

关键词：骨架密实；半刚性基层；水泥稳定碎石；振动成型

中图分类号：U416.214文献标志码：B

Abstract： Given that the mixture with skeleton dense gradation for cement stabilized macadam base is prone to segregate and is sensitive to the quality of gravels， strict control of raw materials and favorable gradation are required. The density of cement stabilized macadam base is achieved by vibratory rollers， and reasonable compaction enhances the erosion resistance property. Meanwhile， the requirements for the mixing， transporting， paving and compacting procedures should be tougher.

Key words： skeletondense； semirigid base； cement stabilized macadam； vibratory compaction

0引言

现行沥青路面设计规范提出的各类无机结合料稳定粒料类基层材料，其级配是连续的，是根据最大密实原理，得出最大干密度及其对应的含水量、水泥用量等设计而成。级配结构类型的划分是借鉴沥青玛蹄脂稳定碎石级配设计原理，以粗骨料的间隙体积和细料的毛体积作比较。如果粗骨料之间的间隙体积小于细料的毛体积，那么这种结构类型称为悬浮密实型；反之，称为骨架空隙结构；如果二者体积相差不大，就称为骨架密实型结构。

《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）中推荐的水泥稳定碎石混合料的级配范围如表1所示。

半刚性基层的结构类型决定适用的工程环境和路用性能，要根据公路等级和工程对强度、抗裂性、抗冲刷能力及抗冻性的要求进行选择[12]。通过大量的试验和工程实践发现，符合《公路路面基层施工技术规范》中悬浮密实型混合料级配的水稳基层不仅强度能够满足设计要求，便于施工，而且能够有效避免混合料离析。若这种混合料细料太多，水泥稳定碎石基层容易开裂，且抗冲刷性能不好。为解决这个问题，很多有经验的工程技术人员开始研究骨架密实型水泥稳定碎石基层。由于骨架密实型水泥稳定碎石基层结构中粗集料比较多，故石子与石子之间产生了嵌挤作用，使得混合料强度提高；粗集料之间的空隙又由适当体积的细料填充，经过振动压路机合理压实，提高了水泥稳定碎石混合料的密实度，增强了基层的抗冲刷性能[3]。

1原材料质量控制

石料的优劣是水泥稳定碎石基层的抗裂功能能否充分发挥的最关键因素之一。但中国石料质量控制不严，骨架悬浮结构对石料的配比、细集料的砂当量要求相对较低；而骨架密实基层对石料的级配、细集料的砂当量要求较高，且粗集料的单粒石料最大粒径不得超过315 mm，压碎值控制在30%以内，有机质的含量不宜超过2%，硫酸盐含量不超过

025%。石料的颗粒组成满足设计要求，即单档石料的级配和合成级配均应满足设计要求。石屑往往是原材料质量控制中的薄弱环节，石屑粉尘含量过多，易使半刚性基层温缩、干缩开裂，路面运营中产生反射裂缝，造成路面早期损坏。建议工程中应加强对石屑质量的控制：0075 mm筛孔通过率不大于15%（水洗法）；小于06 mm的颗粒液限小于28%，塑性指数小于9；砂当量不小于50%。

2配合比控制

骨架密实型水泥稳定碎石由粗集料、细集料、水泥组成，优质的混合料具有良好的力学性能、抗冲刷能力、较小的温缩、干缩系数，并配有良好的施工。高品质的半刚性基层需要混合料合理的级配及良好的压实[4]。为提高路用性能，须采用现场有代表性的样品进行室内配合比设计（采用振动成型方法）。

配合比设计完成后，拌和站应严格按照设计级配控制原材料用量。水泥用量可以比设计用量高05%。用水量要根据天气、原材料含水量和现场情况进行调整，保证混合料表面湿润，碾压过程中混合料不粘轮，路面不产生弹簧现象。

施工季节对骨架密实结构基层的影响也很大，冬季施工温度最好不低于5 ℃，否则强度增长不均匀会导致取芯不完整，配合比不宜太粗。高温施工时，由于强度增长快，在同等水泥剂量下，如果施工能力跟得上，级配可适当粗一点。

3施工控制

结合商登高速商丘段土建各标水泥稳定碎石基层具体实施情况，总结出骨架密实型水泥稳定碎石基层施工控制的要点[56]。

本项目水泥稳定碎石基层设计厚度为52 cm，其中底基层18 cm，水泥剂量3.5%；基层34 cm，分2层摊铺，每层17 cm，水泥剂量4.5%。

3.1施工准备阶段控制要点

（1） 原材料应检验合格，堆放合理。

（2） 原材料含水量应实时监控，保证配比。

（3） 装载机取料、上料应均匀，防止串料。

（4） 拌和机流量控制应准确，定时进行配比检查。

（5） 拌和站生产能力应有富余。

3.2施工阶段的注意事项

（1） 控制水泥剂量、含水量、配比石屑用量等。

（2） 混合料应拌和均匀。

（3） 运输车数量应满足不间断摊铺作业，注意加盖蓬布。

（4） 摊铺机加橡胶挡板，避免收斗。

（5） 摊铺一定距离后应尽快完成碾压，机械组合合理，碾压遍数根据压实度调整。

（6） 碾压检测合格后立即进行洒水覆盖保湿养生。

3.3养生及取芯时的注意事项

（1） 刚刚碾压完成的结构层严禁大量洒水。

（2） 养生期间加强交通管制。

（3） 取芯时操作合理，防止污染，注意填补。

4施工过程

施工准备阶段应加强对石料的管理，石料的质量控制是基层施工的关键，也是最难控制的一个环节，要下大力气，否则无法发挥骨架密实结构的优势。控制含水量，石屑要搭大棚保护，以免受淋结块，含水量过大，影响混合料质量，如图1所示。要对石料的含水量进行实时监控，保证配比准确。拌和机流量控制检查：对混合料进行筛分检查，如发现配比偏差，应立即进行调整；拌和站生产能力应能保证现场连续施工，施工时运输车数量足够，避免摊铺机收斗。

施工阶段拌和站配料必须准确，调整好上料皮带轮的转速。水泥剂量控制在05%以内，用水量控制在05%以内，各档集料用量偏差不大于2%；混合料拌和要均匀，如发现拌和不均，可适当减少拌和量；运输车注意加盖蓬布，排除“距离近、天气阴就不用盖”的做法；为了防止混合料在摊铺过程中离析，应在摊铺机前挡板底部和卸荷口处增设橡胶档板；碾压机械合理组合，碾压工艺恰当，碾压遍数根据现场实测压实度进行调整。压路机吨位、数量应合理，保证在规定时间内完成碾压。碾压完成经检测合格后，应立即进行覆盖洒水保湿养生。

刚刚碾压完成的结构层严禁大量洒水，保持表面湿润即可；养生期间加强交通管制，除洒水车外其余车辆一律不准通行；取芯时应操作合理，防止污染，注意填补，且选择经验丰富的操作手，钻进速度均匀，钻入深度要达到前一层的表面，注意用海绵或抹布将取芯机的四周围住（图2），以免污水污染基层（图3），取芯后的芯洞应立即用基层混合料填补完整并夯实；半刚性基层芯样应尽量少取，因为取芯后留下的芯洞容易形成薄弱环节，引起基层的破坏。

5裂缝控制

经调查，发现水泥稳定碎石基层的裂缝存在一定的规律性[7]。平原区高速公路骨架密实型水泥稳定碎石基层的裂缝有3种：第1种裂缝长达6 m左右（单幅设计宽度11.9 m），这种裂缝集中出现在水泥剂量大、细集料多、含水量大的路段，是混合料自身引起的干缩裂缝，由于工程采用双机联铺，如果某车混合料出现异常，只会影响到半幅的宽度；第2种裂缝出现在横向排水管的位置，长度为单幅宽度，深度贯穿3层基层；第3种是双幅对应桩号同时出现的裂缝，这种裂缝是由于土基处理不当造成的。

因此，提高水泥稳定碎石基层的整体质量，不仅要从混合料入手，还要保证工程的每道工序都符合要求，这是环环相扣的。

6结语

骨架密实型水泥稳定碎石基层工程对施工单位要求很高，施工方必须要有足够的经验才能保证工程的顺利完成。骨架密实型混合料对原材料、含水量、水泥剂量等都很敏感，施工中任何一个环节的疏忽都会导致混合料质量不合格，包括混合料的运输和基层的养护工艺。这不仅对施工单位提出了更高的要求，也是对监理和业主的考验。因此，优秀的工程需要各方的共同努力，需要每个参与人员坚守岗位，各尽其责。

参考文献：

[1]沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面[M].北京：人民交通出版社，1998.

[2]沙爱民.半刚性路面材料结构与性能[M].北京：人民交通出版社，1988.

[3]张红春. 骨架密实路面理论及配套施工技术[M].北京：人民交通出版社，2010.

[4]王立久，刘慧.骨架密实型沥青混合料集料级配设计方法[J].中国公路学报，2008，21（5）：69.

[5]JTG F40—2004，公路沥青路面施工技术规范[S].

[6]刘志，袁景军.骨架密实型水沼稳定碎石基层施工质量控制[J].筑机机械与施工机械化，2011，28（10）：196198.

[7]蒋应军.水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治研究[D].西安：长安大学，2001.

[责任编辑：谭忠华]