浅谈水泥稳定碎石基层施工控制与质量管理

翟长林

【摘 要】水泥稳定碎石基层具有强度高、水稳定性好、易操作、抗疲劳能力强等优点，在公路工程建设中得到了广泛应用。但也暴露出了诸如强度不足、局部松散破碎、干缩裂缝等质量问题。本文结合工程实践经历，就其施工工艺及质量控制进行探讨。

【关键词】水稳碎石；基层；施工控制；质量管理

目前我市经济高速发展，为了适应新形势的需求，针对车辆交通量大、吨位大的问题，公路建设部门在积极采取措施，提高公路等级，推广使用高强度稳定结构。近几年，我市二级以上道路中水泥稳定碎石基层得到了广泛应用，本文就参与水稳基层施工与质量控制提出几点看法。

1 水泥稳定碎石基层的特性

1）强度高：在基层混合料水泥剂量下不超过6%的情况下，强度能达到6MPa以上。

2）水稳定性好：这种结构一旦水化成型，便不怕水长期侵蚀。它具有水泥混凝土的一些性质。

3）易操作：基层混合料易生产，拌和容易。水泥剂量、含水量在级配一定的情况下，易控制，根据监测情况随时可以调整。

4）抗疲劳能力强：因为强度高，比其他结构更稳定、持久。

5）远期成本低：使用寿命长，相应减少了建设成本。

2 材料的质量控制

水泥稳定基层这种结构对原材料要求较高，严把材料质量关是保证工程质量的基础和重要环节。水泥稳定碎石路面基层的原材料主要有水泥、粗集料、细集料、矿粉。水泥应选用初凝时间3h以上和终凝时间较长的低标号水泥，且不应采用快硬水泥、早强水泥及受潮变质的水泥。各项技术指标应满足技术规范的要求，水泥初凝时间是水泥稳定碎石的施工控制时间的重要依据；粗集料的质量控制指标主要是根据结构层性能决定的碎石压碎值和颗粒组成，确定出碎石的强度和级配；细集料是主要控制好石屑的颗粒组成和掺加量，保证级配连续。为了把好原材料质量关，应加强对各类原材料的料源进行提前确定和检查，在使用过程中按规定频率抽样检验，不合格的材料不能用于工程中，并应及时清除出场。

3 配合比设计

配料准确是保证水泥稳定碎石内在质量的关键环节，其基本前提是原材料质量合格。通过对工程实际应用的矿料分别进行筛分试验和测定其相对密度，根据各种矿料的颗粒级配和计算用量比调配出合理的级配曲线。由于水泥剂量对干缩性的影响，随集料平均粒径的增大而减少，集料平均粒径越大，水泥剂量对干缩性的影响越小；在相同条件下，水泥稳定中粗粒土的收缩性要小得多；对大多数混合料而言，随水泥剂量的增加，收缩性逐渐减少，并达到最小值，随水泥剂量的增加，收缩性逐渐增大，水泥剂量过大，同样会产生收缩裂缝。配料准确的施工控制是：①碎石的级配要严格控制，在粗集料中单个颗粒最大粒径不应超过37.5mm；②水泥稳定碎石混合料的比例要严格控制。即通过一定料斗门开启高度下的给料皮带机电机转速比实现既定的混合料比例，具体调试时，碎石比例宜控制在80%～85%之间。根据不同设计强度的要求，确定水泥用量，确定各种混合料的最佳含水量、最大干密度；以此初步确定各料仓的供料比例。应考虑各地材料性能不同而引起的差异，注意混合料的强度应能满足7d钻芯取样检测完整的要求。

4 混合料的拌和

在水泥稳定碎石混合料拌和过程中，均匀性是影响水泥稳定碎石结构强度的关键因素。基层水泥稳定碎石必须采用集中厂拌混合料，混合料的拌制可从以下方面控制：

4.1 厂拌设备的选择

拌和设备的性能决定了混合料的配料精度和均匀性，应选用带有电子计量装置的高性能稳定土拌和机，以保证混合料的级配符合配合比要求，保证拌和料的稳定性。

4.2 水泥剂量控制

水泥的用量对水泥稳定层质量起着关键作用，剂量太小，不能确保水泥稳定碎石施工质量，而剂量太大，既不经济、还会使基层的裂缝增多、增宽，从而引起面层相对应的反射裂缝。考虑施工时各种损耗，工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量增加0～0.5%，以确保水泥稳定基层的质量，但应控制不超过6%，以减少混合料的收缩性。

4.3 含水量控制

根据路面基层施工技术规范及国内外施工经验，一般情况下拌和含水量应比最佳含水量略高0.5%～1%，若气温较高或距离较长时应高1%～2%，以弥补混合料运输、摊铺和碾压过程中水分的损失。含水量过大，既会出现“弹软”、“波浪”等现象，影响混合料可能达到的密度和强度，也会增加混合料的干缩性，使结构层容易产生干缩裂缝；含水量过小，混合料易松散，不容易碾压成型，也会影响混合料的密度和强度。施工过程中要根据气温情况及运输距离及时调整含水量的大小，根据规范、经验及现场摊铺碾压的效果确定。

5 混合料的运输和摊铺

长距离运输，混合料含水量容易损失，产生离析，造成摊铺碾压后，基层局部平整度差。应通过试验，采取措施，及时摊铺。在水泥的终凝时间内，完成运输、摊铺、碾压、整平等工序。

5.1 摊铺现场的准备工作

1）摊铺前必须清除垫层上的浮土、杂物清理干净，以免产生松散、起皮现象。开始摊铺时，要在垫层上洒水使其表面湿润。

2）准确施工放样。在全线路面施工前，要对全线的导线点、水准点进行复测。为了避免由于基准钢丝绳的垂度影响摊铺的平整度，其钢立柱纵向间距不宜过大，直线宜为10m，曲线宜为5m，并用紧绳拉紧。

3）由于水泥稳定碎石受摊铺时间的限制，在摊铺前必须认真检查摊铺及碾压设备，确保其完好状态，以免由于机械故障造成中途停机，造成不必要的经济损失，同时要加强摊铺现场与拌和厂之间的联系，以应付紧急情况。

4）摊铺设备的选型。公路的基层宜采用摊铺机摊铺混合料。应选择摊铺性能好的全自动找平摊铺机，尽可能整幅一次摊铺，可很好地控制摊铺厚度和表面平整度。摊铺机的摊铺效果必须满足摊铺料不离析、级配良好、稳定、平整度、横坡度均符合规范要求。

5.2 混合料的摊铺

拌和好的成品料运至现场应及时按确定的松铺厚度均匀、匀速的摊铺，摊铺过程中尽可能少收料斗。为确保摊铺机行走方向的准确性，可在路槽或底基层上洒白灰线，以控制摊铺机行走方向，摊铺机要保持适当的速度均匀行驶，不宜间断，以避免出现“波浪”和减少施工缝，在摊铺机后面设专人消除局部细集料离析现象。用点补的方法掺撒新混合料或铲除局部粗集料搭窝之处，用新拌混合料填补。

6 混合料的压实

用振动压路机配合重型轮胎压路机紧跟混合料的摊铺机面进行碾压。开始用振动压路机不挂振动进行碾压1～2遍，然后挂振碾压。直线段由两侧路边向路中心或自横坡度低的一侧向高的一侧碾压，碾压范围应较基层边缘宽出10cm，碾压时重叠1/2轮宽，碾压速度1.5～1.7km/h。重型压路机碾压速度2.0～2.5km/h，碾压顺序同前，碾压至要求的压实度为止。碾压过程中如气温高或大风天气，基层表面易风干，可利用轮胎压路机自动喷水装置边喷水边碾压。在操作中应做到三快，即快运输、快摊铺、快碾压，以确保从向拌和机内加水拌和到碾压终了延迟时间不超过两小时。

7 施工缝处理

两工作段搭接部分应严格按照规范要求的横向施工缝处理的方式进行处理，施工过程中如出现因故造成施工中断2h以上，也应该按照横缝的方式进行搭接处理。横缝与路中线垂直，其设置方法为：

1）人工将混合料末端整理整齐，紧靠混合料放两根木方，高度应与混合料的压实度厚度相同，整平紧靠木方的混合料。

2）木方的另一侧采用沙砾或碎石回填约3m长，其高度应略高于混合料。

3）将混合料碾压密实。

4）在重新摊铺混合料前，将木方与砂石料除去，并将作业面清理干净。

8 养生

碾压完成并经压实度检测合格后，应立即开始养生，养生期不宜少于7d，并应封闭交通，除洒水车辆外，严禁其他车辆通行，保温养生至下一层施工前（一般采用土工布覆盖后洒水养生）。合理的养生既是保证水泥稳定碎石强度的需要，又是减少和避免干缩裂缝的措施。新铺水泥稳定碎石基层随着混合料水分的减少产生干缩应力，水分减少的越快，产生的干缩应力越大。所以，充分的湿度及保养措施对基层强度增长及减少裂缝十分重要。

9 常见质量问题及解决措施

水泥稳定基层易出现4个质量问题：①平整度差；②厚度不够；③压实度不够；④强度不够。如何消除这些质量问题，要搞清它们的形成原因。

1）平整度差：主要是由于水泥稳定基层混合料含水量不一致，级配变化，再一个就是摊铺机履带轮下有垫物，这几个原因导致混合料压实度系数不一致。因此应保持混合料的各种指标一致性，提高碾压工艺水平。压路机的操作水平高低，也可影响基层的平整度。

2）厚度（或高程）不够：这也是混合料含水量、级配变化造成的。含水量和级配的改变，使压实系数相应改变，测量人员不可能不断改变压实系数。最终致使基层厚（薄）不均，高程超过容许偏差。

3）压实度不够：许多人认为主要是碾压的问题，通过多次检测发现，造成基层压实度不够，还是混合料含水量、级配的问题，在同等碾压条件下（以含水量为例），以一段混合料含水量低于最低含水量1%，对比另一段混合料含水量高于最佳含水量1%，混合料含水量低的一段基层的压实度为97%，而另一做段能达到99%。

4）强度不够：直接表现为取不出样芯，或取得出但表面粗糙、不密实，试压强度低。造成基层强度不够的因素很多，主要是混合料水泥剂量和级配不够、不合理造成的。因混合料水泥剂量偏小，起粘作用的细颗粒偏少，导致基层成型、水化后有一定的空隙，不密实。在基层混合料中，水泥主要起到水化的作用，细颗粒起着粘结的作用。因此在混合料配比中，控制细颗粒的通过百分比，以减少空隙增大密度。通过几次对比试验，发现基层密度、强度同时提高了。

10 必须重视的几个方面

1）严格控制混合料的水泥剂量、含水量、级配范围；

2）调整好摊铺设备，不得在工作中停车检修，以免混合料长时间放置，影响碾压密实度和强度；

3）必须在混合料可塑状态下，即水泥的终凝时间之前完成碾压成型；

4）派专人跟机找平、处理基层平整度；

5）碾压成型后及时洒水养生，使基层混合料始终保持在潮湿的状态下。

11 结束语

水泥稳定碎石基层有诸多优点，但也不能忽视它的缺陷，这种结构如果控制不好，容易出现松散及裂缝，影响整体强度。施工时一定要注意控制基层混合料的水泥剂量、含水量和级配范围，完善施工工艺，加强组织管理，才能够确保工程质量。

【参考文献】

[1]龚伟.浅析水泥稳定碎石基层施工的质量控制[J].扬州大学学报·工程研究与实践，2015（1）.

[2]杨元平，等.水泥稳定碎石基层缩缝因素及防裂措施浅析[J].扬州大学学报·工程研究与实践，2012（2）.

[3]顾小荣.浅析施工中水泥稳定碎石基层的质量控制[J].扬州大学学报·工程研究与实践，2013（5）.

[责任编辑：杨玉洁]