水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝探討

馬高強(qiáng)

（山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030031）

水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝探討

馬高強(qiáng)

（山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030031）

水泥穩(wěn)定碎石基層屬于半剛性基層，廣泛用于各種路面的基層，論文結(jié)合“段純——梁家墕二級(jí)公路改建工程”施工實(shí)況，就水泥穩(wěn)定碎石基層的原材料檢驗(yàn)，配合比設(shè)計(jì)做了簡(jiǎn)單的介紹，對(duì)施工工藝進(jìn)行了探討，并且針對(duì)工程中的問(wèn)題提出一點(diǎn)自己的看法。

水泥穩(wěn)定碎石；基層；組成設(shè)計(jì)；施工工藝質(zhì)量控制

一、工程概況

由晉中時(shí)代工程機(jī)械有限公司承建的“段純——梁家墕二級(jí)公路改建工程”第一標(biāo)段，全長(zhǎng)2 3 7 5 m（道路樁號(hào)為K 0+0 0 0-K 2+5 0 0）。其中有1 2 5 m（道路樁號(hào)為K 0+0 0 0-K 0+1 2 5）原設(shè)計(jì)為中橋，后改線為沿原路與1 0 8國(guó)道相接。結(jié)構(gòu)層有：9 c m瀝青面層，分上下兩層設(shè)計(jì),2 0 c m水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石層基層，2 0 c m水泥穩(wěn)定砂礫基層，2 0 c m砂礫墊層兩層。其中水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層為5%的水泥，厚度2 0 c m。本工程是與1 0 8國(guó)道相接，直接連通段純與梁家墕的一條主道，路基寬10m，爆破工程量大，工期緊，任務(wù)重，施工放線難度大，危險(xiǎn)性高。

水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石的原材料主要是水泥和碎石，原材料的質(zhì)量，配合比設(shè)計(jì)和施工方案是保證水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要因素。因此水泥穩(wěn)定碎石基層對(duì)施工工藝和施工組織要求較高，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，簡(jiǎn)單談?wù)剬?duì)水泥穩(wěn)定碎石施工工藝的要求。

二、混合料組成設(shè)計(jì)

1.原材料的試驗(yàn)

1)水泥的試驗(yàn)

水泥是水泥穩(wěn)定碎石混合料的黏合劑，它的質(zhì)量尤為重要。施工時(shí)要選擇質(zhì)量好、各項(xiàng)指標(biāo)合格、初凝（3h以上）、終凝（6h以上）時(shí)間較長(zhǎng)的水泥，經(jīng)過(guò)比較，選用的是山西省靈石縣常青水泥廠生產(chǎn)的32.5號(hào)普通硅酸鹽水泥。安定性的檢測(cè)(試餅法)，結(jié)果無(wú)裂紋、無(wú)彎曲。質(zhì)量檢測(cè)見(jiàn)表1。

表1 常青32.5號(hào)普通硅酸鹽水泥檢測(cè)指標(biāo)

2)碎石的試驗(yàn)

碎石取自山西省靈石縣云儀河灘，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。我們確定采用 1-3cm，1-2cm，0.5-1cm，0-0.5cm，四種規(guī)格的碎石進(jìn)行摻配，碎石粒徑越大，混合料越容易產(chǎn)生粗細(xì)集料的離析現(xiàn)象，平整度越難達(dá)到要求，板結(jié)性也較差，因此，對(duì)粗集料的最大粒徑加以限制的同時(shí)，也應(yīng)適當(dāng)?shù)卦黾?.75mm篩孔以上的粒徑含量，以保證滿足強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求。根據(jù)級(jí)配設(shè)計(jì)要求及施工情況，決定摻配比例為：1-3cm：1-2cm：0.5-1cm：0-0.5cm=35∶15∶14∶16。經(jīng)檢驗(yàn)合格，合成級(jí)配如表3。

表2 水泥穩(wěn)定碎石混合料中的集料檢測(cè)指標(biāo)

表3 水泥穩(wěn)定碎石混合料中集料的級(jí)配范圍

3)水：取用飲用水。

2.混合料配合比的設(shè)計(jì)步驟

制備同一種土樣，不同的水泥劑量 (3%、4%、5%、6%、7%)的穩(wěn)定土石混合料,經(jīng)過(guò)中心試驗(yàn)室（榆次交通局試驗(yàn)室）的試驗(yàn)確定本工程試驗(yàn)室水泥劑量為5.1%，工地水泥劑量不小于5.2%，但不得大于5.6%。最大干密度為2.32g/cm3，最佳含水量4.6%。規(guī)定的壓實(shí)度為98%。

三、施工要點(diǎn)

本工程采用集中廠拌法施工，施工工藝流程如下：

準(zhǔn)備→拌和→運(yùn)輸→攤鋪→碾壓→接縫處理→養(yǎng)生→設(shè)備準(zhǔn)備、準(zhǔn)備下承層、施工放樣、備料

1.準(zhǔn)備

（1）設(shè)備準(zhǔn)備

根據(jù)工程進(jìn)度和質(zhì)量要求，項(xiàng)目部配備了一套水穩(wěn)拌和站，滿足施工進(jìn)度要求。該設(shè)備配有電子裝置，能夠準(zhǔn)確地控制各種材料用量，確保配合比準(zhǔn)確，拌和均勻，配有攤鋪機(jī)一臺(tái)，壓路機(jī)三臺(tái)（振動(dòng)一臺(tái)，靜壓兩臺(tái)），15t以上自卸汽車15輛，灑水車兩量，充分滿足工程質(zhì)量要求。

（2）準(zhǔn)備下承層、施工放樣

下承層表面應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)，具有規(guī)定的路拱、沒(méi)有松散材料和軟弱地點(diǎn)。下承層的高程、寬度、縱橫坡度、邊坡和平整度均應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求。水穩(wěn)砂礫要進(jìn)行徹底清掃，并適量灑水，保持下承層濕潤(rùn)。

在已經(jīng)清理成型的經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格的水穩(wěn)砂礫基層上復(fù)測(cè)中線樁，直線每25m設(shè)一個(gè)樁，平曲線每10m設(shè)一個(gè)樁，并打出主點(diǎn)樁，同時(shí)注意應(yīng)在對(duì)應(yīng)中樁的路面邊緣外側(cè)0.5m處設(shè)指示樁（邊樁），完成后,進(jìn)行水平測(cè)量(抄平),根據(jù)設(shè)計(jì)高程,實(shí)測(cè)高程以及試驗(yàn)段求得的松鋪系數(shù),在中樁、邊樁指示松鋪厚度處掛上鋼絲線。

（3）備料

各種不同規(guī)格的集料（碎石）應(yīng)隔離，分別堆放。在潮濕、多雨地區(qū)或其他地區(qū)的雨季施工時(shí)，應(yīng)采取措施，保護(hù)集料，特別是細(xì)集料（石屑、砂）應(yīng)有覆蓋，防止雨淋。

1）料場(chǎng)選擇將沿線所有料場(chǎng)的土料，用肉眼鑒別，初步選定一些備用料場(chǎng)。從每個(gè)用料場(chǎng)取有代表性的土料，送試驗(yàn)室進(jìn)行原土料及水泥混合料物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，選定準(zhǔn)備開(kāi)采使用的料場(chǎng)（同時(shí)確定水泥劑量）。最后把料場(chǎng)選在該標(biāo)段的中間。

2）計(jì)算材料用量根據(jù)路段水泥穩(wěn)定土層的寬度(平均寬度為10.5m)、厚度（0.2m）以及預(yù)定的干密度(2.32g/cm3)，計(jì)算各路段所需要的干燥集料數(shù)量，碎石總量7714m3（壓實(shí)方）。

根據(jù)料場(chǎng)集料的含水量和所有運(yùn)料車的噸位，計(jì)算每車料的堆放距離。

2.集中拌和

為確保水泥穩(wěn)定粒料拌和均勻，本工程采用中心站集中拌和法，拌和采用穩(wěn)定土拌和設(shè)備集中拌和,拌和時(shí)嚴(yán)格按照施工配合比計(jì)量。使用集中拌和時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

1)拌和機(jī)與攤鋪機(jī)的生產(chǎn)能力應(yīng)互相匹配。拌和機(jī)的拌和能力應(yīng)不小于100t/h。

2)在正式拌制混合料之前，必須先調(diào)試所用的設(shè)備，使混合料的顆粒組成和含水量都達(dá)到規(guī)定的要求。原集料的顆粒組成發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)重新調(diào)試設(shè)備。

3)骨料必須分倉(cāng)配料、水泥和水自動(dòng)計(jì)量，拌和時(shí)配料應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)室配合比進(jìn)行配料。

4)拌和出來(lái)的混合料的含水量宜略大于最佳值的0.5%-1%，使混合料運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)攤鋪后碾壓的含水量不小于最佳值。因此，在拌和過(guò)程中應(yīng)根據(jù)集料和混合料含水量的大小及時(shí)調(diào)整加水量。

5)工地實(shí)際采用的水泥劑量可比試驗(yàn)室所確定的劑量適當(dāng)增加，但最多不超過(guò)0.5%。

6)若拌和不均勻會(huì)極大地影響水穩(wěn)的強(qiáng)度，水泥劑量小的地方，強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求，水泥劑量大的地方則裂縫增加。拌和過(guò)程中，要及時(shí)檢測(cè)水泥劑量、混合料的含水量和水泥穩(wěn)定碎石的級(jí)配，以便不符合要求時(shí)及時(shí)調(diào)整。拌和后的混合料應(yīng)色澤一致，顆粒分布均勻，沒(méi)有碎石的粗細(xì)顆?！案C”（離析），當(dāng)發(fā)現(xiàn)沒(méi)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.運(yùn)輸

拌和好的混合料盡快運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攤鋪，以減少水分損失，運(yùn)輸時(shí)間在30min內(nèi)?；旌狭辖M織15臺(tái)15t以上的自卸汽車運(yùn)輸，運(yùn)輸車裝載均勻。為了防止運(yùn)輸車在一鋪筑好的路面上行使、調(diào)頭，以免造成不均勻的碾壓和車轍，技術(shù)員從終點(diǎn)鋪向距離料場(chǎng)約50m的地方時(shí)停止鋪筑，料場(chǎng)門口空開(kāi)約100m，采用半幅施工，項(xiàng)目部配專人指揮車輛卸料，并做好相應(yīng)記錄，做到安全生產(chǎn)?；旌狭线\(yùn)輸車配置應(yīng)根據(jù)運(yùn)距、道路狀況、攤鋪能力等因素綜合確定，以滿足攤鋪要求為準(zhǔn)。若運(yùn)輸車等候時(shí)間稍長(zhǎng)時(shí)，車上的混合料應(yīng)加以覆蓋塑料薄膜，防止水分蒸發(fā)，保持裝載高度均勻，以防混合料的離析。

4.攤鋪

為了控制好水泥穩(wěn)定碎石基層的高程與平整度，采用自動(dòng)找平攤鋪機(jī)攤鋪。將水泥穩(wěn)定碎石混合料通過(guò)自卸汽車直接卸入攤鋪機(jī)料斗內(nèi)，由攤鋪機(jī)均勻攤鋪，攤鋪均勻的料應(yīng)立即碾壓，在攤鋪過(guò)程中要注意集料的離析。在攤鋪機(jī)后設(shè)專人消除粗細(xì)集料離析現(xiàn)象，特別應(yīng)該鏟除局部粗集料，并用新拌混合料填補(bǔ)。使用攤鋪機(jī)鋪筑水泥穩(wěn)定土混合料時(shí)，必須嚴(yán)格遵守操作技術(shù)規(guī)程，才能達(dá)到較好的平整度。為了得到一個(gè)平整的基層頂面，可以采取下列措施：保持整平板前的混合料高度不變；保持螺旋分料器有80%的時(shí)間處于工作狀態(tài)；減少停機(jī)或者開(kāi)動(dòng)次數(shù)，避免運(yùn)料卡車碰撞攤鋪機(jī)；一次鋪筑的厚度不超過(guò)25cm，分層攤鋪時(shí)，上層厚度取10cm；工程計(jì)劃應(yīng)盡量減少橫向接縫；做好橫向接縫，應(yīng)立即用直尺檢驗(yàn)；經(jīng)常檢驗(yàn)控高鋼絲和傳感器；經(jīng)常用直尺檢驗(yàn)表面；保持?jǐn)備仚C(jī)在良好的工作狀態(tài)。

5.碾壓

對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石混合料碾壓，應(yīng)以振動(dòng)壓路機(jī)為主，根據(jù)路寬、壓路機(jī)的輪寬和輪距不同，制訂碾壓方案，以求各部分碾壓到的次數(shù)盡量相同（通常路面的兩側(cè)應(yīng)多壓2-3遍）：先用振動(dòng)壓路機(jī)穩(wěn)壓一遍，其速度為1.5-2.0km/h（壓路機(jī)掛一擋），再用振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)碾壓三遍，其速度為2.0-2.5km/h（壓路機(jī)掛二擋），最后用（18t-21t）光輪壓路機(jī)碾壓三遍，其速度為1.5-2.0km/h（壓路機(jī)掛一擋）。碾壓時(shí)應(yīng)遵循先輕后重，先慢后快，先兩邊后中間，先低后高的原則。壓路機(jī)后輪重疊1/2-1/3輪寬，壓路機(jī)折回不應(yīng)在同一橫斷面上，碾壓層厚度控制在15-20cm之間，相鄰兩段的接頭處碾壓，壓路機(jī)成橫向45度的碾壓狀態(tài)，碾壓速度設(shè)定在1.5 km/h左右，以防擁包、起皮等不良現(xiàn)象，對(duì)于靠近縱縫部分，必須碾壓到位。從拌和完成到碾壓完成，一般控制在2h完成，不能延誤時(shí)間，影響強(qiáng)度。

6.接縫處理

施工中應(yīng)盡量避免縱向工作縫，減少橫向工作縫，工作逢應(yīng)采用與表面垂直的接縫，嚴(yán)禁采用斜接縫。

1）同日施工的兩工作段，應(yīng)采用搭接。前一段鋪筑后，留5-8m不進(jìn)行碾壓，后一段施工時(shí)，前段留下未壓的部分，應(yīng)加水泥重新拌和，并與后一段一起碾壓。

2）經(jīng)過(guò)拌和、整形的水泥穩(wěn)定土，應(yīng)在試驗(yàn)確定延遲時(shí)間內(nèi)完成碾壓。

3）應(yīng)注意每天最后一段末端（橫向）工作縫的處理。

4)由于在施工中，有半幅施工的水泥穩(wěn)定碎石基層，因此還要對(duì)縱向工作縫進(jìn)行處理，縱縫必須垂直相接，不應(yīng)斜接。

7.養(yǎng)生及交通管制

養(yǎng)生是水泥穩(wěn)定碎石非常重要的一道工序，它直接影響結(jié)構(gòu)層的成型強(qiáng)度和表觀質(zhì)量，水泥穩(wěn)定土經(jīng)過(guò)拌和、壓實(shí)后，應(yīng)做好養(yǎng)生工作。養(yǎng)生的時(shí)間段內(nèi)，使穩(wěn)定土層表面經(jīng)常濕潤(rùn)，防止水泥穩(wěn)定土中的水分蒸發(fā)，以保證水泥充分發(fā)揮作用?？梢杂贸睗竦姆肌⒋致榇?、稻草麥秸或其他合適的潮濕材料覆蓋，但不能用潮濕的有黏性的土覆蓋，因這種土?xí)Y(jié)合黏結(jié)在穩(wěn)定土層表面，難以清除干凈。

四、質(zhì)量控制

1.原材料的質(zhì)量控制

為了控制好混合料的質(zhì)量，工程的總體質(zhì)量，原材料要加強(qiáng)檢測(cè)頻率，工程中，原材料至少一天一檢測(cè)，有時(shí)（進(jìn)料速度快）原材料的檢測(cè)就變的更為頻繁。原材料質(zhì)量控制主要包括（1）水泥品種，水泥強(qiáng)度，凝結(jié)時(shí)間，體積安定性：每罐水泥，進(jìn)廠前進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后方可進(jìn)廠。（2）拌和用水水質(zhì)：所有拌和用水都是飲用水。（3）集料的含泥量，軟弱顆粒，針片狀含量，含水量：集料的檢驗(yàn)頻率較大，每次運(yùn)輸料車進(jìn)廠前均要進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)，卸料后，對(duì)每堆料都要取有代表性的集料試驗(yàn)。

2.混合料的質(zhì)量控制

水泥穩(wěn)定碎石混合料的質(zhì)量控制主要是混合料室內(nèi)配合比和施工配合比的控制，混合料的配合比應(yīng)按以下幾點(diǎn)予以控制：（1）碎石的級(jí)配要嚴(yán)格控制，在粗料中，單個(gè)顆粒的最大粒徑不超過(guò)37.5mm；（2）水泥穩(wěn)定碎石混合料的比例要嚴(yán)格控制；（3）混合料的拌和均勻，無(wú)粗細(xì)集料離析的現(xiàn)象；（4）混合料的拌和時(shí)，含水量略大于最佳含水量，一般不超過(guò)0.5%-1%；（5）水泥劑量不得超過(guò)0.5%。

3.施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量控制

施工現(xiàn)場(chǎng)要及時(shí)檢測(cè)混合料的水泥劑量，含水量，攤鋪厚度，壓實(shí)度，平整度，7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。水泥劑量用EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)EDTA溶液的耗量對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)曲線得到水泥劑量；含水量的檢測(cè)一般在施工現(xiàn)場(chǎng)用酒精燃燒法，也可以帶回試驗(yàn)室進(jìn)行烘干從而得到含水量，但要注意的是，在用烘干法時(shí)，應(yīng)先將烘干箱的溫度加到105℃；攤鋪厚度在攤鋪機(jī)前用水準(zhǔn)儀測(cè)定，根據(jù)設(shè)計(jì)高程、實(shí)測(cè)高程、虛鋪系數(shù)等確定攤鋪厚度；壓實(shí)度用灌砂法測(cè)定，在施工碾壓完一個(gè)小時(shí)后進(jìn)行檢測(cè)，若壓實(shí)度不合格，應(yīng)重新碾壓，施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定壓實(shí)度；平整度用3米直尺檢測(cè)，由路拱分別向兩邊檢測(cè)；無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度是取施工現(xiàn)場(chǎng)的集料，制6個(gè)試件（每個(gè)試件約6kg混合料），養(yǎng)生6d，浸水1d后測(cè)定無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

4.完工檢測(cè)

外觀平整密實(shí)、無(wú)坑洼，無(wú)明顯離析、松散、軟彈現(xiàn)象，邊線整齊。鉆芯（15cm的鉆刀）取樣檢驗(yàn)水泥穩(wěn)定碎石的整體性，水泥穩(wěn)定基層在7d-10d時(shí)，應(yīng)能取出完整的試件。經(jīng)過(guò)監(jiān)理檢驗(yàn)后，確定工程無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度合格；水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程的檢驗(yàn)的同時(shí)檢查水泥穩(wěn)定碎石層的厚度，每50m一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求；壓實(shí)度用灌砂法測(cè)定，平均壓實(shí)度達(dá)到98.7%；測(cè)定基層寬度用鋼尺檢查,每200m四個(gè)點(diǎn)，結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求；橫坡用水準(zhǔn)儀進(jìn)行檢測(cè)，每200m檢測(cè)四個(gè)斷面。

五、施工總結(jié)

在整個(gè)基層施工過(guò)程中，施工控制嚴(yán)謹(jǐn)，效果較好，均達(dá)到規(guī)范要求的指標(biāo)，沒(méi)有出現(xiàn)返工等現(xiàn)象。水泥劑量的控制在整個(gè)過(guò)程中也一直比較穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)的攤鋪、碾壓均符合要求。監(jiān)理在現(xiàn)場(chǎng)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室檢驗(yàn)后認(rèn)定各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求。在工程完工的鉆芯取樣中，試件厚度完整，符合規(guī)范要求。其余的檢測(cè)指標(biāo)均符合規(guī)范要求。整個(gè)工程得到質(zhì)檢部門和監(jiān)理的一致認(rèn)可和好評(píng)。

［1］中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范（JTJ034-2000）［M］.北京：人民交通出版社，2000.

［2］陳曉明編著.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