淺談水泥穩(wěn)定與級配礫石的比較運(yùn)用

摘要：文中對水泥穩(wěn)定與級配礫石的比較運(yùn)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定；級配礫石

新疆地域遼闊，經(jīng)濟(jì)相對東部和中部落后，公路通車?yán)锍桃蚕鄬^少。目前正值西部大開發(fā)的機(jī)遇，公路與基礎(chǔ)設(shè)施要先行。大力發(fā)展公路交通是目前的大趨勢。在公路建設(shè)中，在資金有限地情況下，如何在保證設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不降低的情況下節(jié)約資金，是公路設(shè)計(jì)、施工應(yīng)該考慮的大問題。新疆自然條例（包括地質(zhì)、土質(zhì)、降水量、蒸發(fā)量、地下水、四季溫差、融雪期等）差異很大。因此，在選擇路面結(jié)構(gòu)層組合時(shí)，就應(yīng)因地制宜，應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而制宜。在保證設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的情況下最大限度地節(jié)約資金。經(jīng)過幾年的實(shí)踐水泥穩(wěn)定基層代替級配礫石基層就可以達(dá)到以上要求。下面我就水泥穩(wěn)定基層和級配礫石基層的比較運(yùn)用談一點(diǎn)個(gè)人看法。

1 何謂水泥穩(wěn)定基層和級配礫石基層

水泥穩(wěn)定基層是在級配礫石中，摻入適量水泥，按照一定技術(shù)要求將拌勻的混合料在最佳含水量時(shí)壓實(shí)，經(jīng)養(yǎng)護(hù)成型的基層稱為水泥穩(wěn)定土基層。其強(qiáng)度的形成是在土中滲入適當(dāng)?shù)乃?，并在最佳含水量下壓?shí)后，既發(fā)生了一系列物理學(xué)作用，也發(fā)生一系列化學(xué)作用。在這一系列作用發(fā)生的同時(shí)，形成了水泥穩(wěn)定基層的強(qiáng)度。級配礫石基層，是由礫石和土，按最佳級配原理修筑而成的基層。由于級配礫石是用大小不同的材料按一定比例配合、逐級填充空隙，并借粘土粘結(jié)，故經(jīng)過壓實(shí)后，能形成密實(shí)的結(jié)構(gòu)。級配礫石基層的強(qiáng)度是由摩阻力和粘結(jié)力構(gòu)成，且有一定的水穩(wěn)性和力學(xué)強(qiáng)度。

2 級配礫石的厚度和材料

級配礫石基層的厚度，一般為8-16cm，當(dāng)厚度大于16cm時(shí)應(yīng)分兩層鋪筑，下層厚度為總厚度的0.6倍，上層為總厚度的0.4倍。如基層和面層為同樣類型的結(jié)構(gòu)，其總厚度在16cm以下時(shí)，可分兩層攤鋪，一次碾壓。

級配礫石基層所用材料，主要為天然礫石或較軟的碎石。其形狀以接近立方體或圓球形為佳，石料強(qiáng)度應(yīng)不低于IV級。表1-1所示級配混合料的級配范圍標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以此為準(zhǔn)。

級配礫石基層應(yīng)密實(shí)穩(wěn)定。為防止凍脹和濕軟，應(yīng)注意控制小于0.5mm細(xì)料含量和塑性指數(shù)。級配砂礫要求顆粒尺寸在0.5-4cm之間，其中2.5-4cm含量不少于50%。

3 水泥穩(wěn)定的一些技術(shù)指標(biāo)

水泥的技術(shù)指標(biāo)，一般要求水泥的安定性好。無側(cè)限抗壓力強(qiáng)度：2.0mpa-3.0mpa?！八€(wěn)”料含水量：場拌的含水量一般控制在最佳含水量；路拌的含水量一般控制在最佳含水量的1.2倍； “水穩(wěn)”攤鋪時(shí)的松鋪系數(shù)1.2。

4 級配礫石施工與水泥穩(wěn)定施工的比較

4.1 級配礫石路面基層施工

級配礫石基層的施工，一般按下列工序進(jìn)行：開挖路槽；備料運(yùn)料；鋪料；拌和與整型；碾壓；鋪封層。

若施工方法采用和機(jī)集中拌制，則第（3）、（4）兩工序分別改為拌和與攤鋪整型兩工序。

開挖路槽開挖路槽可使用機(jī)械或人工，路槽開挖整修后，用重型壓路機(jī)滾壓數(shù)遍，使達(dá)到95%以上密實(shí)度。

備料運(yùn)料按施工路段長度（與拌和方法有關(guān)）分段備運(yùn)料。礫石可直接堆放在路槽內(nèi)，砂及粘土可堆放在路肩上。

鋪料：先鋪礫石，再鋪粘土，最后鋪砂。

拌和與整形可采用平地機(jī)或拖拉機(jī)牽引多鏵犁進(jìn)行。拌和時(shí)邊拌邊灑水，使混合料的濕度均勻，避免大小顆粒分離?；旌狭系淖罴押考s為50%-90%?；旌狭习韬途鶆蚝蟀刺摵瘢▔簩?shí)系數(shù)1.3-1.4）攤平并整理成規(guī)定的路拱橫坡度。

碾壓：先用輕型壓路機(jī)壓2-3遍，繼用中型壓路機(jī)碾壓成型。碾壓工作應(yīng)注意在最佳含水量下進(jìn)行，必要時(shí)可適當(dāng)灑水，每層太實(shí)度不得超過16mm，超過時(shí)需分層鋪筑碾壓。

4.2 水泥穩(wěn)定基層的施工

水泥穩(wěn)定的施工有兩種方法，一是場拌攤鋪；二是路拌攤鋪，兩種方法都各有優(yōu)缺點(diǎn)，一般情況下可以通用，下面就兩種不同的施工方法進(jìn)行闡述。

場攔攤鋪：一般比較適合高等級公路或路幅超過十二米的路，在拌和場將符合技術(shù)指標(biāo)的水穩(wěn)集料、水泥、水按施工配合比，在水穩(wěn)拌和機(jī)內(nèi)攪拌均勻，然后運(yùn)輸?shù)綌備伮范?，由水穩(wěn)攤鋪機(jī)攤鋪，攤鋪前應(yīng)在原墊層上灑適量的水（如果墊層是級配則灑濕即可，如果是天然砂礫則須多灑一點(diǎn)），攤鋪時(shí)攤鋪機(jī)前面攤鋪，緊跟著6-8噸兩輪壓路機(jī)碾壓，而后用振動壓路機(jī)靜壓，最后振壓，直到達(dá)到壓實(shí)度為止。第二天，繼續(xù)攤鋪時(shí)，須將接頭處挖除5米左右，目的是防止由于膨脹造成的臃包。另外，接頭處直接暴露，水份蒸發(fā)快，初凝速度快，技術(shù)指標(biāo)達(dá)不到。

“路拌”攤鋪法顧名思義“路拌”就是在路上拌料，然后攤鋪。這種方法一般用于三級路，或一些需要特殊處理的路，一般不適用高等級公路，也不適用于路幅超過十二米的路，具體操作是：

①先在已經(jīng)交驗(yàn)的路基或墊層上挖厚度、寬度，計(jì)算好水穩(wěn)集料的方數(shù)，再乘以松鋪系數(shù)，均勻地倒料，然后用平地機(jī)刮平，打好灰點(diǎn)，以確認(rèn)料足夠，然后按面積將每袋水泥擺好，一袋水泥所撒面積按下列公式計(jì)算：S=50/hrq

h-水穩(wěn)設(shè)計(jì)厚度

r-最大干密度

q-水穩(wěn)設(shè)計(jì)水泥用量

在檢查水泥袋確實(shí)按計(jì)算的面積擺好后，用人工將水泥均勻?yàn)㈤_。

用翻鏵犁干翻三遍，然后一邊灑水一邊翻，水灑到最佳含水量，最后濕翻三遍，即可碾壓，方法如前所述。

每車水的灑水長度：L=G/（1.2Bhrq）

G-一車水的重量

B-路幅寬度

h-水穩(wěn)設(shè)計(jì)厚度

r-集料最大干密度

g-施工最佳含水量

②水泥穩(wěn)定基層的養(yǎng)生。水泥穩(wěn)定基層碾壓成形后，還必須養(yǎng)生，由于水泥固有的特性，養(yǎng)生是非常重要的，在水穩(wěn)強(qiáng)度未達(dá)到1兆帕?xí)r，不允許重車碾壓，在養(yǎng)生期間要保持水穩(wěn)表面潮濕，三天后灑透層油封面，就不再灑水了，七天后開始做面層。

兩者施工工序除“水穩(wěn)”需養(yǎng)生外，沒有質(zhì)的區(qū)別，僅從施工角度分析，水穩(wěn)的養(yǎng)生要求是比較嚴(yán)格的，每天灑水至少4-6次，而且要7天以后才能進(jìn)行下一道工序--路面的鋪筑，在工期要求比較緊的條件下是制約工期的一個(gè)因素。

5 水泥穩(wěn)定與級配礫在其他方面的比較

5.1水泥穩(wěn)定與級配礫石在抗病害方面的比較

水泥穩(wěn)定和天然砂礫級配強(qiáng)度是不同的，水泥穩(wěn)定的彈性模量為300-400mpa，級配礫石的彈性模量為110-170mpa。另外，水泥穩(wěn)定土適應(yīng)各種條件，對絕大多數(shù)的土類（高塑性土和含有機(jī)酸較多的土除外），用水泥穩(wěn)定都能顯著地改善其物理力學(xué)性質(zhì)，獲得良好的整體性、足夠的力學(xué)強(qiáng)度、抗水性和耐凍性，所以水泥土的使用范圍很廣。因此，水泥穩(wěn)定抗病害的能力比天然砂礫級配要好。

5.2 水泥穩(wěn)定層與級配礫石對路面面層的設(shè)計(jì)要求

由于“水穩(wěn)”和天然礫石級配本身強(qiáng)度、抗水性等特性所知，他們兩者對面層的要求是不一樣的，水穩(wěn)強(qiáng)度高，抗水性好，面層一般設(shè)計(jì)為4cm中粒式瀝青混凝土路面；或3-4cm粗粒式瀝青混凝土加2cm細(xì)粒式的結(jié)構(gòu)路面；而天然砂礫級配由于其抗水性不好和強(qiáng)度不如水穩(wěn)，因此面層的封水一定要做到好。即，先用3-4cm的瀝青灑鋪成貫入，再做3cm的粗粒式瀝青混凝土加1cm的細(xì)粒式封面，或者，用3-4cm瀝青灑鋪或貫入，再做5cm的中粒式攤鋪。

5.3 水泥穩(wěn)定和級配礫石在經(jīng)濟(jì)方面的比較

僅從水泥穩(wěn)定土要加4%的水泥分析，似乎水泥穩(wěn)定比天然砂礫配貴，但是天然砂礫級配做基層，其面層的總厚度都在7-8cm之間，它的面層厚度要比水泥穩(wěn)定做基層時(shí)面層的厚度要厚2cm-3cm。如此算，整體上用水泥穩(wěn)定土做基層的路并不比用天然砂礫做基層的路的造價(jià)貴，甚至要低。

6 在設(shè)計(jì)路面基層時(shí)，如何合理選擇水泥穩(wěn)定和級配礫石

經(jīng)過以上諸多的比較，知道了水泥穩(wěn)定和級配石礫石的強(qiáng)度、特性、施工工藝及造價(jià)，那么在設(shè)計(jì)路面層時(shí)就應(yīng)該根據(jù)諸多因素綜合考慮，最終選擇較好的適應(yīng)結(jié)構(gòu)的類型。一般說，南疆干旱少雨，應(yīng)該選擇天然砂礫級配，北疆比南疆雨多，地下水位高，春天凍融交替明顯，應(yīng)該選擇水穩(wěn)。97年路網(wǎng)工程南北疆的路面損壞普遍嚴(yán)重，而南疆卻全都沒有破損。另，路兩邊是農(nóng)田的一定選擇水穩(wěn)；而在戈壁灘，水泥方便的地方選擇水穩(wěn)，而粘土方便的地方選擇級配。

總之，無論選擇水穩(wěn)還是天然級配都要因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⒌叵滤鹊纫蛩鼐C合考慮，合理科學(xué)地選擇，以便減少損失，更好地為交通事業(yè)服務(wù)。

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